Licznik przepływu: Co to jest i rodzaje liczników przepływu

Licznik przepływu to urządzenie służące do pomiaru prędkości przepływu ciał stałych, cieczy lub gazów. Liczniki przepływu mogą dokonywać tego liniowo, nieliniowo, objętościowo lub na podstawie wagi. Liczniki przepływu są również znane jako mierniki przepływu, wskaźniki przepływu lub liczniki cieczy.

Typy liczników przepływu

Głównymi typami liczników przepływu są:

1. Mechaniczne liczniki przepływu

2. Optyczne liczniki przepływu

3. Liczniki przepływu otwartego kanału

Mechaniczne liczniki przepływu

Liczniki przepływu z przemieszczeniem pozytywnym

Te liczniki mierzą prędkość przepływu poprzez pomiar objętości płynu przepływającego przez nie. Proces ten polega na uwięzieniu płynu w określonym pojemniku, aby poznać jego prędkość przepływu. Jest to bardzo podobne do sytuacji, gdy pozwalamy, aby woda napełniła wiadro do pewnego zaplanowanego poziomu, po czym pozwalamy jej odpłynąć.

Te liczniki przepływu mogą mierzyć przepływy intermitentne lub niewielkie prędkości przepływu i są odpowiednie dla dowolnej cieczy, niezależnie od ich lepkości lub gęstości. Liczniki przepływu z przemieszczeniem pozytywnym można uznać za wytrzymałe, ponieważ nie są one wpływowane przez turbulencje w rurze.

Do tej kategorii należą: miernik z kołyszącym się dyskiem, miernik z tłokiem napędzanym, miernik z oscylującym lub obrotowym tłokiem, dwurotorowe mierniki, takie jak miernik zębaty, miernik z ovalnymi kołami (Rysunek 1) i miernik z spiralnymi kołami.

Liczniki przepływu masy

Te liczniki dostarczają użytkownikowi szacunku prędkości przepływu, mierząc masę substancji przepływającej przez nie. Ten rodzaj wagowych liczników przepływu jest zwykle stosowany w przemyśle chemicznym, gdzie ważenie na podstawie masy jest niezbędne w porównaniu z analizą objętościową.

Do tej kategorii należą termiczne mierniki (Rysunek 2a) i mierniki Coriolisa (Rysunek 2b). W przypadku termicznych mierników, płyn przepływający ochładza sondę, która została uprzednio nagrzała do określonej temperatury. Strata ciepła może być wykryta i użyta do określenia prędkości przepływu płynu. Z drugiej strony, mierniki Coriolisa działają na zasadzie zasady Coriolisa, gdzie przepływ płynu przez drgającą rurę powoduje zmianę częstotliwości, fazy lub amplitudy, co daje miarę jego prędkości przepływu.

Liczniki przepływu różnicowego ciśnienia

W licznikach przepływu różnicowego ciśnienia, przepływ jest mierzony poprzez pomiar spadku ciśnienia, gdy płyn przepływa przez przeszkody, które są wstawione w ścieżkę, po której płynie. To dlatego, że gdy przepływ płynu przez rurę zwiększa się, będzie większy spadek ciśnienia na przeszkodzie (Rysunek 3), który może być zarejestrowany przez liczniki. Na podstawie tego można obliczyć prędkość przepływu, ponieważ będzie ona proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego ze spadku ciśnienia (równanie Bernoulliego).

Licznik z płytą orifice, licznik z nożycą przepływową, licznik z rurką przepływową, licznik z sondą przepływową, licznik z łokiem, licznik z celownikiem, licznik Dall, licznik stożkowy, licznik Venturi, licznik laminarny i licznik o zmiennej powierzchni (rotametr) to kilka przykładów liczników przepływu różnicowego ciśnienia.

Liczniki przepływu prędkości

Liczniki przepływu prędkości szacują prędkość przepływu płynów, mierząc prędkość płynu przepływającego przez nie. Tutaj prędkość płynu daje bezpośrednią miarę jego prędkości przepływu, ponieważ są one bezpośrednio proporcjonalne do siebie. W tych licznikach można mierzyć prędkość na wiele sposobów, w tym za pomocą turbiny (Rysunek 4).

W zależności od sposobu wykorzystanego do ustalenia prędkości, mamy różne rodzaje liczników przepływu prędkości, takie jak: licznik przepływu z turbiną, licznik przepływu z wirami, licznik przepływu Pitota, licznik przepływu z wiosłem, licznik przepływu z kołem Peltona, jednostrumieniowy licznik przepływu i wielostrumieniowy licznik przepływu.

Pomiar prędkości przepływu płynów w zagrożonych środowiskach, w tym w przypadku górniczych, wymaga nieinwazyjnych liczników przepływu. Liczniki przepływu SONAR, będące rodzajem liczników przepływu prędkości, spełniają takie wymagania. Ponadto ultradźwiękowe liczniki przepływu oraz elektromagnetyczne liczniki przepływu stanowią również część liczników przepływu prędkości.

Optyczne liczniki przepływu

Optyczne liczniki przepływu działają na zasadzie optyki, czyli mierzą prędkość przepływu za pomocą światła. Zwykle wykorzystują układ składający się z wiązki laserowej i fotodetektorów. Tutaj, cząsteczki gazu przepływającego przez rurę rozpraszają wiązkę laserową, tworząc impulsy, które są odbierane przez odbiornik (Rysunek 5). Następnie, czas między tymi sygnałami jest określany, ponieważ znamy odległość, na którą są oddalone fotodetektory, co prowadzi do pomiaru prędkości gazu.

Ponieważ te liczniki mierzą rzeczywistą prędkość cząsteczek tworzących gazy, nie są one wpływane przez warunki termiczne i wahania przepływu gazu. Dlatego są zdolne do dostarczania bardzo dokładnych danych przepływu nawet w najbardziej niekorzystnych warunkach, np. przy wysokiej temperaturze i ciśnieniu, wysokiej wilgotności itp.

Liczniki przepływu otwartego kanału

Liczniki przepływu otwartego kanału służą do pomiaru prędkości przepływu płynu, którego ścieżka przepływu obejmuje swobodną powierzchnię. Liczniki przepływu z wezgłowiem i liczniki przepływu z flumą (Rysunek 6) to liczniki przepływu otwartego kanału, które wykorzystują dodatkowe urządzenia, takie jak bąbelkowce lub pływaki, do pomiaru głębokości płynu w określonym punkcie. Na podstawie tej głębokości można uzyskać prędkość przepływu płynu.

Z drugiej strony, w przypadku pomiaru przepływu otwartego kanału opartego na testach barwnikowych, wykorzystywana jest określona ilość barwnika lub soli, aby zmienić stężenie płynącego strumienia płynu. Powstałe rozcieńczenie daje miarę prędkości przepływu płynu. Następnie należy zauważyć, że precyzja, z jaką liczniki przepływu muszą działać, jest określana przez zastosowanie, dla którego są używane. Na przykład, gdy chcemy monitorować przepływ wody przez rurę w naszym ogrodzie, wystarczy, jeśli użyjemy licznika przepływu, który ma niższą precyzję niż ten, który będzie używany, gdy będziemy potrzebować monitorować przepływ alkalicznego środka przeznaczonego do procesu chemicznego. Poza tym, jeszcze jeden czynnik, który wymaga uwagi, to fakt, że liczniki przepływu, gdy są używane w połączeniu z zaworami przepływowymi, mogą skutecznie wykonywać działania kontrolujące.

Co to jest licznik wody?

Licznik wody to rodzaj licznika przepływu, który służy do monitorowania prędkości przepływu wody przez rurę. Istnieją dwa popularne podejścia do pomiaru przepływu wody – przemieszczenie i prędkość. Popularne konstrukcje przemieszczenia obejmują mierniki z oscylującym tłokiem i mierniki z kołyszącym się dyskiem. Konstrukcje oparte na prędkości obejmują jednostrumieniowe i wielostrumieniowe mierniki oraz mierniki z turbiną.

Typy liczników wody

Liczniki wody można sklasyfikować na różne typy, w zależności od mechanizmu, za pomocą którego mierzą przepływ wody.

Licznik przepływu wody z kołami zębatymi

Ogólnie wszystkie domowe liczniki wody są typu przemieszczenia pozytywnego. Mogą to być liczniki z kołami zębatymi (Rysunek 1) lub liczniki z oscyl