Меню

Расходомер типа объемного счетчика

Лабораторные расходомеры газов, объемные счетчики газа.

Задача измерения расхода газа, т.е его общего объема, прошедшего или пропущенного через систему, а также выделившегося в результате определенного технологического или лабораторного процесса требует применения специальных устройств.

Эти устройства называют газовыми счетчиками или расходомерами.

Одним из наиболее распространенных видов газовых счетчиков являются объемные газовые счетчики (positive displacement gas meter).

Другие их названия:

  • Газовые счетчики объемные с принудительным наполнением.
  • Расходомеры объемные камерные.
  • Камерные счетчики газа.

Принцип действия объемного газового счетчика объемного типа состоит в том, что измеряемый газ заполняет попеременно камеры (ячейки) фиксированного объема внутри счетчика. Процесс заполнения реализуется с помощью синхронной работы соответствующих клапанов. Их переключение инициирует вращательное движение ротора, по количеству оборотов которого затем рассчитывается объем прошедшего газа.

Объемный газовый счетчик барабанного типа.

Из всех объемных счетчиков газа самую длительную историю производства имеют счетчики газа барабанного типа с жидкостным затвором. Выпускаемые с начала 19-го века, они до настоящего времени являются наиболее точными устройствами для измерения расхода газа. Принцип действия таких счетчиков предельно ясен – проходящий через жидкость газ вращает лопасти барабана. Тем не менее, необходимо понимать, что эта простота только поверхностная. Эти устройства имеют многолетнюю историю, их инженерное исполнение у признанных производителей доведено до совершенства и позволяют считать барабанные счетчики газа наиболее точными.

Счетчики с жидкостным затвором имеют различное применение. Они используются в:

  • лабораторных экспериментах (Лабораторные расходомеры газов),
  • при учете энергоресурсов,
  • на экспериментальных производствах,
  • а также в качестве счетчиков для поверки газовых счетчиков менее точных, например бытовых, их калибровки или стандартизации.

Необходимо учитывать, что у счетчиков с жидкостным затвором есть две существенные особенности эксплуатации. Во-первых, уровень залитой в счетчик жидкости должен строго контролироваться, а во-вторых, нельзя допускать ее замерзания. Эти нюансы полтора века назад послужили толчком к изобретению другого типа газовых счетчиков.

Объемный газовый счетчик диафрагменного типа.

В 1843 году англичанин Томас Гловер (Thomas Glover) изобрел суховоздушный лопастной счетчик с двумя диафрагмами. Мембраны (диафрагмы) первых диафрагменных счетчиков изготавливались из овечьей кожи, а в последствии они были заменены резиновыми. Отсеки (иначе компартменты или ячейки) поначалу изготавливались из железа, а затем их стали отливать из алюминиевых сплавов. За 150 лет производства счетчиков данного типа было сделано множество усовершенствований и в плане материалов, и дизайна, и методов калибровки, однако основной принцип работы остался неизменным!

Принцип действия объемного счетчика газа диафрагменного типа.

Этапы работы диафрагменного счетчика газа представлены на рисунке.

Измерительный отсек состоит из четырех ячеек (компартментов), границы которых с одной стороны сформированы мембранами и центральной частью счетчика, а с другой мембранами и стенками корпуса. Перепад давления вызывает расширение одной диафрагмы и одновременное сужение другой. Происходит поочередное заполнение/опустошение четырёх компартментов. Синхронность движения диафрагм обеспечивается системой клапанов-задвижек и кривошипного механизма, которые гарантируют плавный поток измеряемого газа. Эти узлы разработаны таким образом, что полностью исключают заклинивание механизма в верхних мертвых точках.

Вращающаяся часть кривошипного механизма посредством редуктора соединена с одометром, который отображает количество прошедшего через систему газа.

Небольшие диафрагменные счетчики рассчитаны на скорости потока, выраженные кубических футах в час (или 0,03 м3/ч) для газа с удельным весом 0,6, что вызывает падение давления на 0,13 кПа водяного столба на манометре диаметром 0,5 дюйма. Большие счетчики рассчитаны на поток, приводящий к падению давления на 0,5 кПа водяного столба манометра диаметром 2 дюйма.

Значение удельного веса (плотности) 0,6 характерно для природного газа. Если же измеряется газ с другим значением удельного веса, то формула для пересчета выглядит следующим образом:

Qn – новое значение потока

Qc – текущее значение потока

Производителей мембранных счетчиков довольно много. Приборами, работающими по этому принципу, оснащают также все узлы учета газа, включая домашнее хозяйство для контроля потребления бытового газа населением.

Они, как правило, рассчитаны на высокие значения потоков.

Общеизвестными произодителями лабораторных мембранных счетчиков газа являются Ritter (Германия) и Shinagawa (Япония).

Среди лабораторных расходомеров газов, помимо счетчиков объемного типа распространены также модели счетчиков, требующие подключения к электропитанию.

Лабораторный расходомер газа тахометрический.

Одним из типов таких счетчиков являются тахометрические, например счетчики РГС производства ООО «Мониторинг». В основу их работы положен принцип измерения объемного расхода газа тахометрическим преобразователем. В них количество оборотов тахометра регистрируется оптопарой. Приборы такого рода не предназначены для измерения потоков взрывоопасных газов и газов, загрязненных механическими примесями.

Лабораторный расходомер газа термоанемометрический.

К другому типу таких счетчиков относятся термоанемометрические, например счетчики РГТ производства ООО «Мониторинг». Эти приборы также не предназначены для измерения потоков взрывоопасных газов и газов, загрязненных механическими примесями. Как правило, они используются для поверки и калибровки аспираторов, а также для регулировки расходов газов в хроматографах или газоанализаторах.

Газовые счетчики ГОСТ 15528-86

В отраслевом стандарте ГОСТ 15528-86 прописаны все методы измерения расхода газов и жидкостей, включая терминологию и принципы действия.

К таким в первую очередь относятся счетчики барабанного типа с жидкостным затвором. Они не имеют ограничений по типам измеряемых газов или смесей. Могут применяться для измерения взрывоопасных газов, что обязательно должно подтверждаться наличием сертификата о взрывобезопасности. Эти счетчики используются также для измерения коррозионно активных газов. Материал, из которого изготавливаются такие счетчики – это сталь марок AISI 304 или AISI 316.

Читайте также:  Энергосбыт плюс личный кабинет передать показания счетчика

Как правило, барабанные счетчики газа заполняются водой, однако если предполагается их использовать в низкотемпературной атмосфере, при которой вода замерзает, возможно использование антифризов (это должно оговариваться изначально с производителем).

Большинство моделей барабанных счетчиков оснащены стрелочными циферблатами для визуального считывания результатов, однако некоторые модели барабанных счетчиков позволяют отображать данные также и в цифровом виде и передавать их для обработки на компьютер или в ЛИМС. К таким счетчикам относятся модели отечественного производства ВИКС (ООО «Прагматех»).

Ниже представлена сравнительная таблица технических характеристик лабораторных расходомеров газов. Мы перевели рабочие диапазоны для разных приборов, указанные в различных источниках, в одни единицы измерения для удобства подбора (используйте фильтры).

Источник

Расходомеры жидкости. Советы экспертов по подбору

ТИПЫ РАСХОДОМЕРОВ ЖИДКОСТИ

Вихревые

Данные приборы применяются для учета газа, пара и жидкостей вязкостью
не более 7 мПа*с. Их традиционно используют на системах теплоснабжения
и на трубопроводах промышленного назначения.

Массовое применение они нашли также в нефтегазовой отрасли, благодаря таким
техническим характеристикам, как широкий динамический диапазон, возможность
работать при избыточном давлении до 30 МПа и на жидкостях с газовыми и механическими
включениями, содержание которых может достигать 15% (применительно к «ЭМИС-ВИХРЬ 200»).

При этом предел максимальной температуры измеряемой среды составляет +450°С.
Поскольку расходомеры выполнены из нержавеющей стали, их можно эксплуатировать
на коррозионно-активной среде, кроме того, такое исполнение востребовано в пищевой
промышленности. Добавим к вышеперечисленным достоинствам цифровую обработку
сигнала и возможность имитационной поверки.

Немаловажную роль играет и их стоимость, которая ниже, чем, например, у кориолисовых
измерителей расхода.

Однако, отметим, что вихревые приборы учета могут работать на однофазных средах с невысокой вязкостью, при содержании механических примесей ниже среднего. Также следует учитывать требования к монтажу — прямые участки должны быть не менее 10 Ду (после сужения), 12 Ду (после колена, тройника, расширения) до и 5 Ду после расходомера.

Рассмотрим несколько рекомендаций от руководителя направления инженерного сопровождения продаж Ильи Стромова.

Вопрос: Требуется измерять расход керосина, его плотность составляет 780-850 кг/м3.
Необходимы выходной сигнал 4-20мА +HART, относительная погрешность 1% и
взрывозащищенное исполнение;

Ответ: Рекомендую рассмотреть вихревой «ЭМИС-ВИХРЬ 200», а также кориолисовый
«ЭМИС-МАСС 260». Они имеют выходной аналоговый сигнал 4-20мА +HART.
На выбор представлены два вида взрывозащиты – взрывонепроницаемая оболочка и искробезопасная цепь.

Вопрос: Стоит задача осуществлять коммерческий учет в системе на основе 40% раствора этиленгликоля.
У него отсутствует электропроводность, а плотность меняется во времени, теплоемкость неизвестна:
нет калибровочных таблиц. Что можете посоветовать?

Ответ: Для коммерческого учета этиленгликоля с концентрацией не выше 40%, можно применять:
Вихревой «ЭМИС-ВИХРЬ 200». На его точность не влияют значения
электропроводности, плотности и теплопроводности среды. Однако, её температура должна
быть не ниже -20°C, тогда вязкость не превысит предельного значения.
Кориолисовый «ЭМИС-МАСС 260». Для него вышеперечисленные физические величины
также некритичны. Кроме того, максимальное значение вязкости составляет 1500 мПа*с;

Кориолисовые

По сравнению с вихревым методом измерения, кориолисовый
является универсальным. При этом имеется возможность калибровки погрешности
от 0,5% и 0,25% до 0,15% и 0,1% соответственно. Универсальность заключается
в возможности работать в двух направлениях.

Кроме того, сам кориолисовый метод измерения является прямым методом
одновременного измерения массы и плотности, исходя из полученного значения которых,
вторичный преобразователь прибора может с нормированной погрешностью
высчитывать мгновенный объемный расход.

Как и вихревой, кориолисовый счетчик используется для измерения жидкостей и газов.
При этом плотность среды может начинаться от 1 кг/м 3 , а минимальная погрешность
— от 0,3 кг/м 3 при калибровке на рабочей среде.

Он может эксплуатироваться на вязких, а также на двухкомпонентных жидкостях.

Зачастую кориолисовые массомеры выбирают в тех случаях, когда нужна высокая точность
или необходимо учитывать процент содержания одного компонента по отношению к другому
в общем потоке, что обеспечивается функцией «Компьютер чистой нефти».

Ниже приведены рекомендации по подбору от руководителя группы «Массовые расходомеры» Сергея Рогожина.

Вопрос: Подойдет ли массомер «ЭМИС-МАСС 260» для измерения битума БНД 60-90?
Температура битума 140-200 °C.

Ответ:Данный прибор сможет производить учет битума, при этом предел максимальной
температуры среды составляет +200°С. Также для этих целей подойдет роторный;
счетчик «ЭМИС-ДИО 230», который допускается эксплуатировать при температуре
измеряемой среды до +250°С, однако, он измеряет объем.

Вопрос:Какое оборудование подойдет для замера дебита жидкости, добываемой
из нефтяной скважины?

Ответ: Для измерения дебита нефтяной скважины оптимально подойдет счетчик количества
жидкости «ЭМИС»-МЕРА 300″. Данный прибор предназначен для измерений массового расхода
жидкости, нефтегазоводяной смеси и сырой нефти по ГОСТ Р 8.615-2005. Также возможно
использовать массомер «ЭМИС»-МАСС 260». При этом динамическая вязкость не должна
превышать 1500 мПа*с, не допускаются механические примеси, а содержание газовых
включений не должно превышать 3%. Для обеспечения указанных условий эксплуатации возможно
применение фильтра жидкости, аналогичного «ЭМИС-ВЕКТА 1210» и фильтра газа,
аналогичного «ЭМИС-ВЕКТА 1215».

Вопрос: Какое оборудование рекомендуете из Вашей производственной линейки для учета мазута?

Ответ: Расход мазута можно измерять с помощью следующих приборов: «ЭМИС-МАСС 260»; «ЭМИС-ДИО 230».

Обращаю внимание, что значение имеет температура мазута при перекачке.

Электромагнитные

В тех случаях, когда измеряемая жидкость обладает высокой
химической агрессивностью, оптимальным выбором является электромагнитный счетчик.

Благодаря широкому перечню возможных материалов футеровки, он способен работать
практически на любой среде, обладающей электропроводимостью.

Класс точности у него составляет 0,5%.

Также достоинствами являются минимальные длины измерительных участков и
расширенный динамический диапазон (1:100 и выше).

Однако, стоит учитывать, что типоразмеры для применения на трубопроводах большого
диаметра (ДУ 600 и выше) будут иметь высокую цену.

Рассмотрим несколько конкретных рекомендаций от руководителя группы «Расходомеры и фильтры» Александра Овсиенко.

Вопрос: Какое оборудование посоветуете для определения объемов поступившего и
выданного солевого раствора плотностью до 1,3 т/ м3.
Класс защиты ExiaIICT4X, объем — 15 м3/час

Ответ:Для определения объема солевого раствора предлагаю электромагнитный
«ЭМИС-МАГ 270» со взрывозащитой 1Exd[iа]IIС(Т4-Т6)Х. Для его применения необходимо,
чтобы минимальная удельная проводимость измеряемой среды была 5•10-4 См/м.

Вопрос:Требуется учитывать соляную и азотную кислоты, температура которых может достигать
+120°C, а избыточное давление 8 кгс/см2. Трубопроводы имеют диаметры Ду50, Ду80 и Ду100.
Что можете предложить?

Ответ: В этом случае Вам подойдет электромагнитный «ЭМИС-МАГ 270», который обладает
стойкостью к агрессивной кислоте. Материал для футеровки проточной части следует выбрать
ПТФ (фторопласт -4) и материал электродов ТА (тантал). Он может работать при температуре
измеряемой среды до +180°C, с учетом дистанционного исполнения.

Вопрос: Возможно ли измерять электромагнитным счетчиком водно-нефтяную эмульсию с обводненностью 20%?

Ответ: «ЭМИС-МАГ 270» способен измерять двухкомпонентные среды, в том числе с обводненностью 20%, показывая объемный расход и накопленный объем.
Однако, при этом не допускается присутствие газовых включений.

Ротаметры

Ротаметры, наряду с электромагнитными счетчиками, также способны работать
на агрессивных средах, для чего используется футеровка из фторопласта.

Как правило, их применяют на малых расходах.

Погрешность при вертикальном исполнении для жидкости составляет до ± 1,0 %,
при горизонтальном исполнении ± 4 %.

Обязательное требование для ротаметров вертикального исполнения: монтаж на
строго вертикальном участке трубы с направлением потока среды снизу вверх.

Для горизонтального: на строго горизонтальном участке с направлением потока слева направо,
либо справа налево.

На вопросы отвечает руководитель группы «Расходомеры и фильтры» Александр Овсиенко.

Вопрос: Требуется учитывать трансформаторное масло в отапливаемом помещении. Параметры следующие: расход 0,5. 10 л/мин, давление 6 кг/см2. Прибор нужен с индикатором и функцией передачи данных на компьютер по выходному сигналу 4-20 мА.

Ответ: Рекомендую роторный счетчик «ЭМИС-ДИО 230». Его технические характеристики соответствуют заданным условиям эксплуатации. Если вязкость масла находится в пределах до 5 МПа*с, то также Вы можете использовать ротаметр «ЭМИС-МЕТА 215».

Вопрос: Стоит задача измерения неравномерного потока жидкости с точностью ±1,5% . При этом при остановке потока периодически происходит её замерзание. Выходные сигналы — аналоговый токовый 4-20 мА, двухпроводная схема подключения. Диаметр трубы 15 мм.

Ответ: В данном случае оптимальным решением будет применение металлического ротаметра «ЭМИС-МЕТА 215». Он может использоваться с рубашкой обогрева (исполнение Т), со штуцерами, посредством которых подводится горячее масло, либо пар. Также это решение востребовано при необходимости сохранения температуры среды при её прохождении через ротаметр.

Вопрос: Нужен контроль потока воды на охлаждение при максимальном избыточном давлении 0,5 МПа. Точность — 2,5 %. Внутренний диаметр трубопровода — 15 мм.

Ответ: Для контроля данного технологического процесса можем предложить ротаметр «ЭМИС-МЕТА 215» с двумя предельными выключателями – верхним и нижним. Когда стрелка индикатора достигнет того или другого, сработает сигнал, который возможно использовать для световой/звуковой сигнализации или других электронных устройств, например, таких, как приводы запорной арматуры.

Роторные счетчики

В числе оборудования, рекомендуемого для измерения объема и объемного расхода
вязких жидкостей, выше неоднократно упоминались роторные счетчики «ЭМИС-ДИО 230».

Обычно их ставят на учет дизельного топлива, бензина, керосина и сжиженного газа на
установках слива/налива, дозирования и перекачки нефтепродуктов.

Они оснащены встроенным источником питания, при монтаже нет требований
к прямым участкам.

Погрешность составляет от 0,25% до 0,5 %, предел давления — до 6,3 Мпа,
допустимая вязкость — от 0,3 до 2000 мПа·с.

На вопросы отвечает руководитель группы «Расходомеры и фильтры» Александр Овсиенко.

Вопрос: Планируем подключить «ЭМИС-ДИО 230» к ПК. Установка программы «ЭМИС–Интегратор» произведена. Можем ли мы использовать в качестве преобразователя интерфейсов устройство ICP CON 7520A? Или необходимо устанавливать специальный преобразователь ОС ПК Windows 10?

Ответ: Для подключения к ПК по протоколу Modbus RTU подойдет любой преобразователь интерфейсов RS-485/USB(RS232), в том числе и ICP CON 7520A.

Вопрос: Что можете предложить для учета битума в составе оборудования асфальтобетонного завода на процессе дозирования?

Ответ: В этом случае предлагаем Вам использовать роторный счетчик «ЭМИС-ДИО 230».

Обращаем внимание, что оптимальный подбор возможен только после заполнения опросного листа, в котором необходимо указать все параметры технологического процесса и требования к техническим характеристикам прибора

ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ЖИДКОСТИ: КАРТА ВЫБОРА

* С- исполнение возможно по согласованию со специалистами

Если у вас остались вопросы по работе или подбору оборудования, вы можете задать их инженерам компании “ЭМИС”:

Источник



Типы существующих расходомеров: преимущества и недостатки

Расходомеры – это приборы, измеряющие объем или массу вещества: жидкости, газа или пара, которые проходят через сечение трубопровода в единицу времени. В быту расходомеры называют «счетчиками», но это неверно, потому что счетчик – только одна из составляющих конструкции расходомера. Особенности конструкции зависят от типа прибора. Сейчас используют 6 типов расходомеров, у каждого из которых – свои сильные и слабые стороны.

Электромагнитные расходомеры

В основе устройства электромагнитных расходомеров – закон электромагнитной индукции, известный как закон Фарадея. Когда проводящая жидкость, например вода, проходит через силовые линии магнитного поля, индуцируется электродвижущая сила. Она пропорциональна скорости движения проводника, а направление тока – перпендикулярно направлению движения проводника.

В электромагнитных расходомерах жидкость течет между полюсами магнита, создавая электродвижущую силу. Прибор измеряет напряжение между двумя электродами, рассчитывая тем самым объем проходящей через трубопровод жидкости. Это надежный и точный метод, потому что сам прибор не влияет на скорость течения жидкости, а за счет отсутствия движущихся частей оборудование долговечное.

Преимущества электромагнитных расходомеров:

Принцип работы электромагнитного расходомера

Ультразвуковые расходомеры

В конструкции расходомеров есть передатчик ультразвуковых сигналов (УЗС). Когда жидкость движется по трубопроводу, происходит снос ультразвуковой волны. Из-за этого меняется время, за которое сигнал от передатчика достигает приемника. Время прохождения увеличивается против потока жидкости и уменьшается, если ультразвуковой сигнал идет по направлению потока. Ультразвуковые расходомеры рассчитывают объемный расход жидкости на основе разности времени прохождения УЗС по течению потока и против него – эта разность пропорциональна скорости движения и объему воды.

Достоинства ультразвуковых расходомеров:

Расходомеры перепада давления

Принцип действия этого типа расходомеров основан на измерении перепадов давления, которые возникают, когда поток жидкости, газа или пара проходит через шайбу, сопло или другое сужающее устройство. Скорость потока в этом месте меняется, давление возрастает: чем выше скорость потока, тем больший расход.

Вихревые расходомеры

Вихревые расходомеры измеряют частоту колебаний, которые возникают в потоке жидкости или газа, когда они обтекают препятствия. При обтекании препятствий образуется вихрь, от которого приборы и получили свое название.

Принцип работы вихревого расходомера

Тахометрические расходомеры

Тахометрические расходомеры измеряют скорость вращения, количество оборотов крыльчатки или турбины в потоке воды, газа или пара. Принцип действия не меняется в зависимости от того, установлена ли в приборе крыльчатка или турбина; разница только в том, что ось вращения крыльчатки находится перпендикулярно движению потока, а турбины – параллельно потоку жидкости или газа.

Принцип работы тахометрического расходомера

Кориолисовы расходомеры

Принцип действия этих расходомеров опирается на эффект Кориолиса: изменение фаз механических колебаний U-образных трубок, по которым движется жидкость, газ или пар. Сдвиг фаз зависит от массового расхода. Сила Кориолиса, которая воздействует на стенки колеблющейся трубки, меняется под напором воды или пара.

Сравнив достоинства и недостатки разных видов оборудования, несложно понять, почему самыми востребованными остаются электромагнитные расходомеры: они недорогие, точные и практичные. Через каталог компании «Интелприбор» вы можете заказать измерительные модули высокого качества. Мы не только поможем выбрать оборудование, но также установим его и обеспечим техобслуживание.

Подпишитесь на нашу рассылку,
и станьте одним из первых,
кто будет в курсе всех
наших новостей!

Источник