Klasifikace průtokoměru

Klasifikaci průtokových zařízení lze rozdělit na: objemový průtokoměr, rychlostní průtokoměr, cílový průtokoměr, elektromagnetický průtokoměr, vírový průtokoměr, rotametr, průtokoměr s diferenciálním tlakem, ultrazvukový průtokoměr, hmotnostní průtokoměr atd.

1. Rotametr

Plovákový průtokoměr, také známý jako rotametr, je druh průtokoměru s proměnnou plochou. Ve svislé kuželové trubici, která se rozšiřuje zdola nahoru, je gravitace plováku kruhového průřezu nesena hydrodynamickou silou a plovák se může volně zvedat a klesat. Pohybuje se nahoru a dolů působením rychlosti proudění a vztlaku a po vyvážení hmotností plováku se přenáší na ciferník, který indikuje průtok pomocí magnetické spojky. Obecně se dělí na skleněné a kovové rotametry. Průtokoměry s kovovým rotorem jsou v průmyslu nejčastěji používané. Pro korozivní média s malým průměrem potrubí se obvykle používá sklo. Vzhledem k křehkosti skla je klíčovým kontrolním bodem také rotorový průtokoměr vyrobený z drahých kovů, jako je titan. Existuje mnoho domácích výrobců rotorových průtokoměrů, zejména Chengde Kroni (s německou kolínskou technologií), Kaifeng Instrument Factory, Chongqing Chuanyi a Changzhou Chengfeng, kteří vyrábějí rotametry. Díky vysoké přesnosti a opakovatelnosti rotametrů se široce používají k detekci průtoku v potrubích malých průměrů (≤ 200 mm).

2. Objemový průtokoměr

Objemový průtokoměr měří objemový průtok kapaliny měřením objemu vytvořeného mezi pouzdrem a rotorem. Podle struktury rotoru se objemové průtokoměry vyznačují jako průtokoměry s pásovým kolem, škrabákem, eliptickým ozubeným kolem atd. Objemové průtokoměry se vyznačují vysokou přesností měření, některé až do 0,2 %; jednoduchou a spolehlivou konstrukcí; širokým využitím; odolností vůči vysokým teplotám a vysokému tlaku; nízkými instalačními podmínkami. Široce se používají při měření ropy a dalších ropných produktů. Vzhledem k ozubenému pohonu však představuje největší skryté nebezpečí objem potrubí. Před zařízení je nutné instalovat filtr, který má omezenou životnost a často vyžaduje údržbu. Hlavními domácími výrobními jednotkami jsou: Kaifeng Instrument Factory, Anhui Instrument Factory atd.

3. Průtokoměr s diferenčním tlakem

Průtokoměr diferenčního tlaku je měřicí zařízení s dlouhou historií používání a kompletními experimentálními daty. Je to průtokoměr, který měří statický tlakový rozdíl generovaný kapalinou protékající škrticím zařízením a zobrazuje průtok. Nejzákladnější konfigurace se skládá ze škrticího zařízení, signálního potrubí diferenčního tlaku a manometru diferenčního tlaku. Nejběžněji používaným škrticím zařízením v průmyslu je „standardní škrticí zařízení“, které bylo standardizováno. Například standardní clona, tryska, Venturiho tryska, Venturiho trubice. V současné době se škrticí zařízení, zejména měření průtoku tryskou, směřuje k integraci a vysoce přesný snímač diferenčního tlaku a teplotní kompenzace jsou integrovány s tryskou, což výrazně zlepšuje přesnost. Technologie Pitotovy trubice může být použita ke kalibraci škrticího zařízení online. V dnešní době se v průmyslovém měření používají i některá nestandardní škrticí zařízení, jako jsou dvojité clony, kulaté clony, prstencové clony atd. Tyto měřiče obecně vyžadují kalibraci skutečného průtoku. Konstrukce standardního škrticího zařízení je relativně jednoduchá, ale vzhledem k relativně vysokým požadavkům na rozměrovou toleranci, tvarovou a polohovou toleranci je technologie zpracování poměrně složitá. Vezměme si jako příklad standardní clonu, která se jedná o ultratenkou deskovitou součást, která je během zpracování náchylná k deformaci, a větší clony jsou také náchylné k deformaci během používání, což ovlivňuje přesnost. Tlakový otvor škrticího zařízení obvykle není příliš velký a během používání se deformuje, což ovlivňuje přesnost měření. Standardní clona opotřebovává konstrukční prvky související s měřením (například ostré úhly) v důsledku tření kapaliny o ni během používání, což snižuje přesnost měření.

Přestože vývoj průtokoměrů s diferenčním tlakem je relativně brzy, s neustálým zlepšováním a vývojem jiných forem průtokoměrů a neustálým zlepšováním požadavků na měření průtoku pro průmyslový rozvoj byla pozice průtokoměrů s diferenčním tlakem v průmyslovém měření částečně nahrazena pokročilými, vysoce přesnými a pohodlnými průtokoměry.

4. Elektromagnetický průtokoměr

Na základě Faradayova zákona elektromagnetické indukce byl vyvinut elektromagnetický průtokoměr pro měření objemového průtoku vodivé kapaliny. Podle Faradayova zákona elektromagnetické indukce, když vodič v magnetickém poli protne siločáru magnetického pole, generuje se ve vodiči indukované napětí. Velikost elektromotorické síly je shodná s velikostí vodiče. V magnetickém poli je rychlost pohybu kolmého k magnetickému poli úměrná a poté se v závislosti na průměru potrubí a rozdílu média převádí na průtok.

Elektromagnetický průtokoměr a zásady výběru: 1) Měřená kapalina musí být vodivá kapalina nebo suspenze; 2) Kalibr a rozsah, nejlépe normální rozsah je větší než polovina plného rozsahu a průtok je mezi 2-4 metry; 3) Provozní tlak musí být menší než tlaková odolnost průtokoměru; 4) Pro různé teploty a korozivní média by měly být použity různé materiály výstelky a elektrod.

Přesnost měření elektromagnetického průtokoměru je založena na situaci, kdy je kapalina plná potrubí a problém měření vzduchu v potrubí dosud nebyl dobře vyřešen.

Výhody elektromagnetických průtokoměrů: Neobsahují škrticí část, takže tlaková ztráta je malá a spotřeba energie je snížena. Souvisí pouze s průměrnou rychlostí měřené kapaliny a rozsah měření je široký; jiná média lze měřit pouze po kalibraci vody bez korekce, což je nejvhodnější pro použití jako měřicí zařízení pro usazování. Vzhledem k neustálému zlepšování technologií a procesních materiálů, neustálému zlepšování stability, linearity, přesnosti a životnosti a neustálému rozšiřování průměrů potrubí se při měření dvoufázových pevných a kapalných médií používají vyměnitelné elektrody a škrabky k řešení problému. Vzhledem k problémům s měřením vysokého tlaku (32 MPA), odolnosti proti korozi (kyselinám a zásadám) a neustálému rozšiřování průměru (až do 3200 mm) a neustálému prodlužování životnosti (obecně více než 10 let) se elektromagnetické průtokoměry stále více používají a jejich cena se také snižuje, ale celková cena, zejména cena potrubí s velkým průměrem, je stále vysoká, takže mají důležité místo při nákupu průtokoměrů.

5. Ultrazvukový průtokoměr

Ultrazvukový průtokoměr je nový typ přístroje pro měření průtoku vyvinutý v moderní době. Pokud lze pomocí ultrazvukového průtokoměru měřit kapaliny, které mohou přenášet zvuk, může měřit průtok vysoce viskózních kapalin, nevodivých kapalin nebo plynů a jejich měření probíhá na principu: rychlost šíření ultrazvukových vln v kapalině se mění s průtokem měřené kapaliny. V současné době jsou vysoce přesné ultrazvukové průtokoměry stále ve světě zahraničních značek, jako je japonská Fuji a americká Kanglechuang. Mezi domácí výrobce ultrazvukových průtokoměrů patří zejména: Tangshan Meilun, Dalian Xianchao, Wuhan Tailong a další.

Ultrazvukové průtokoměry se obecně nepoužívají jako měřicí přístroje pro usazování a výrobu nelze zastavit kvůli výměně, pokud je měřicí bod na místě poškozen. Často se používají v situacích, kdy jsou pro řízení výroby vyžadovány testovací parametry. Největší výhodou ultrazvukových průtokoměrů je, že se používají pro měření průtoku velkých kalibrů (průměr potrubí větší než 2 metry). I když se některá měřicí místa používají pro usazování, použití vysoce přesných ultrazvukových průtokoměrů může ušetřit náklady a snížit nároky na údržbu.

6. Měřič hmotnostního průtoku

Po letech výzkumu byl v roce 1977 americkou společností MICRO-MOTION poprvé představen hmotnostní průtokoměr s trubicí ve tvaru U. Jakmile byl tento průtokoměr uveden na trh, prokázal svou silnou vitalitu. Jeho výhodou je, že signál hmotnostního průtoku lze získat přímo a není ovlivněn vlivem fyzikálních parametrů. Přesnost je ± 0,4 % naměřené hodnoty a v některých případech může dosáhnout 0,2 %. Dokáže měřit širokou škálu plynů, kapalin a kalů. Je obzvláště vhodný pro měření zkapalněného ropného plynu a zkapalněného zemního plynu s kvalitními obchodními médii. Elektromagnetický průtokoměr je nedostatečný; protože není ovlivněn rozložením rychlosti proudění na straně proti proudu, není potřeba přímé potrubní úseky na přední a zadní straně průtokoměru. Nevýhodou je, že hmotnostní průtokoměr má vysokou přesnost zpracování a obecně má těžkou základnu, takže je drahý; protože je snadno ovlivněn vnějšími vibracemi a přesnost se snižuje, věnujte pozornost výběru jeho umístění a způsobu instalace.

7. Vírový průtokoměr

Vírový průtokoměr, známý také jako vírový průtokoměr, je produkt, který se objevil teprve koncem 70. let 20. století. Od svého uvedení na trh se těší popularitě a široce se používá k měření kapalin, plynů, páry a dalších médií. Vírový průtokoměr je rychlostní průtokoměr. Výstupní signál je pulzní frekvenční signál nebo standardní proudový signál úměrný průtoku a není ovlivněn teplotou kapaliny, tlakovým složením, viskozitou a hustotou. Konstrukce je jednoduchá, neobsahuje žádné pohyblivé části a detekční prvek se nedotýká měřené kapaliny. Vyznačuje se vysokou přesností a dlouhou životností. Nevýhodou je, že při instalaci je vyžadován určitý rovný úsek potrubí a běžný typ nemá dobré řešení pro vibrace a vysoké teploty. Vírový průtokoměr má piezoelektrický a kapacitní typ. Ten má výhody v teplotní odolnosti a odolnosti proti vibracím, ale je dražší a obecně se používá k měření přehřáté páry.

8. Cílový průtokoměr

Princip měření: Když médium proudí měřicí trubicí, tlakový rozdíl mezi jeho vlastní kinetickou energií a tlakovou energií cílové destičky způsobí její mírný posun a výsledná síla je úměrná průtoku. Dokáže měřit ultra malé průtoky a ultra nízké průtoky (0–0,08 m/s) s přesností až 0,2 %.