Счетчик расхода: что это такое и виды счетчиков расхода
Расходомер — это оборудование, используемое для измерения скорости потока твердых, жидких или газообразных веществ. Расходомеры могут измерять этот параметр линейно, нелинейно, объемно или по весу. Расходомеры также известны как расходомеры, индикаторы потока или водомеры.
Типы расходомеров
Основные типы расходомеров включают:
Механические расходомеры
Оптические расходомеры
Расходомеры для открытых каналов
Механические расходомеры
Расходомеры с положительным вытеснением
Эти приборы измеряют скорость потока, измеряя объем жидкости, проходящей через них. В процессе жидкость попадает в определенный резервуар, чтобы узнать ее скорость потока. Это очень похоже на случай, когда мы позволяем воде заполнить ведро до определенного уровня, после чего она выливается.
Эти расходомеры могут измерять прерывистые потоки или небольшие скорости потока и подходят для любой жидкости, независимо от их вязкости или плотности. Расходомеры с положительным вытеснением можно считать прочными, так как они не подвержены влиянию турбулентности в трубопроводе.
К этому типу относятся наклонный диск, поршневой, колебательный или роторный поршневой, двухроторные, такие как шестеренчатый, овальный шестеренчатый (Рисунок 1) и шестеренчатый с винтовым зубом.
Расходомеры массового расхода
Эти приборы предоставляют пользователю оценку скорости потока, измеряя массу вещества, проходящего через них. Такие весовые расходомеры обычно используются в химической промышленности, где важна измерение по массе, а не по объему.
Тепловые расходомеры (Рисунок 2a) и кориолисовские расходомеры (Рисунок 2b) относятся к этой категории. В случае тепловых расходомеров поток жидкости охлаждает зонд, предварительно нагретый до определенной температуры. Теплопотери можно измерить, и они используются для определения скорости потока жидкости. С другой стороны, кориолисовские расходомеры работают на принципе кориолисовой силы, при которой поток жидкости через вибрирующую трубку вызывает изменение частоты, фазового сдвига или амплитуды, что дает меру его скорости потока.
Дифференциальные давления расходомеры
В дифференциальных давлениях расходомерах поток измеряется путем измерения падения давления, когда жидкость проходит через препятствия, вставленные в путь, по которому она течет. Это происходит потому, что по мере увеличения потока жидкости через трубу будет больше падения давления через сужение (Рисунок 3), которое может быть зарегистрировано приборами. Из этого можно вычислить скорость потока, так как она будет пропорциональна квадратному корню из падения давления (уравнение Бернулли).
Платиновый метр, форсунка, трубный метр, пробочный метр, локтевой метр, цельный метр, Далл-трубный метр, конусный метр, вентури-трубный метр, ламинарный метр и переменный площади метр (ротаметр) являются примерами дифференциальных давления расходомеров.
Скоростные расходомеры
Скоростные расходомеры оценивают скорость потока жидкости, измеряя скорость, с которой жидкость течет через них. Здесь скорость жидкости дает прямую меру ее скорости потока, так как они прямо пропорциональны друг другу. В этих приборах скорость можно измерять различными способами, включая использование турбины (Рисунок 4).
В зависимости от способа измерения скорости, существуют различные виды скоростных расходомеров, такие как турбинный, вихревой, питотовский, пропеллерный, лопастной или Пельтон-колесный, одиночный струйный и многоструйный.
Измерение скорости потока жидкостей в опасных условиях, включая горнодобывающую промышленность, требует применения неразрушающих расходомеров. Расходомеры SONAR, которые являются типом скоростных расходомеров, удовлетворяют таким требованиям. Кроме того, ультразвуковые и электромагнитные расходомеры также входят в категорию скоростных расходомеров.
Оптические расходомеры
Оптические расходомеры работают на принципе оптики, то есть они измеряют скорость потока с помощью света. Обычно они используют установку, состоящую из лазерного луча и фотодетекторов. Здесь частицы газа, протекающие через трубу, рассеивают лазерный луч, создавая импульсы, которые регистрируются приемником (Рисунок 5). Затем определяется время между этими сигналами, так как известно расстояние, на котором находятся фотодетекторы, что, в свою очередь, позволяет измерить скорость газа.
Так как эти приборы измеряют фактическую скорость частиц, составляющих газ, они не подвержены воздействию термических условий и вариаций потока газа. Поэтому они способны предоставлять высокоточные данные о потоке даже в самых неблагоприятных условиях, например, при высокой температуре и давлении, высокой влажности и т.д.
Расходомеры для открытых каналов
Расходомеры для открытых каналов используются для измерения скорости потока жидкости, чей путь включает свободную поверхность. Водосливные и водомерные устройства (Рисунок 6) являются расходомерами для открытых каналов, которые используют вторичные устройства, такие как пузырьковые или плавающие уровнемеры, для измерения глубины жидкости в определенной точке. На основе этой глубины можно определить скорость потока жидкости.
С другой стороны, в случае измерения потока в открытых каналах с использованием метода окрашивания, используется определенное количество красителя или соли, чтобы изменить концентрацию потока жидкости. Результат разбавления дает меру скорости потока жидкости. Далее следует отметить, что точность, с которой должны работать расходомеры, определяется применением, для которого они используются. Например, если нужно контролировать поток воды через трубу в саду, достаточно использовать расходомер с меньшей точностью, чем тот, который будет использоваться для контроля потока щелочи, предназначенной для химического процесса. Кроме того, еще один фактор, который следует учитывать, заключается в том, что расходомеры, используемые в сочетании с клапанами управления, могут успешно выполнять функции управления.
Что такое водомер?
Водомер — это тип расходомера, используемого для контроля скорости потока воды через трубу. Существует два общих подхода к измерению потока воды — вытеснение и скорость. Общие конструкции с вытеснением включают осциллирующий поршень и наклонный диск. Конструкции на основе скорости включают одиночные и многоструйные счетчики, а также турбинные счетчики.
Типы водомеров
Водомеры можно классифицировать на различные типы в зависимости от механизма, с помощью которого они измеряют поток воды.
Шестеренчатый водомер
Обычно все бытовые водомеры являются расходомерами с положительным вытеснением. Они, в свою очередь, могут быть шестеренчатыми (Рисунок 1) или осциллирующими поршнями или наклонными дисками. Здесь вода заходит в камеру, из которой выпускается только тогда, когда камера заполняется.
Таким образом, можно оценить скорость потока воды. Эти приборы используются, когда вода течет со средней низкой скоростью.
Одноструйный водомер
