Flödeshastighet är en vanligt förekommande processkontrollparameter i industriella produktionsprocesser. För närvarande finns det cirka fler än 100 olika flödesmätare på marknaden. Hur ska användare välja produkter med högre prestanda och pris? Idag ska vi ta alla med i beräkningen för att förstå flödesmätarnas prestandaegenskaper.
Jämförelse av olika flödesmätare
Differenstryckstyp
Differenstrycksmätningsteknik är för närvarande den mest använda flödesmätningsmetoden, som nästan kan mäta flödet av enfasvätskor och vätskor vid hög temperatur och högt tryck under olika arbetsförhållanden. På 1970-talet stod denna teknik en gång för 80 % av marknadsandelen. Differenstrycksflödesmätaren består vanligtvis av två delar, en strypanordning och en transmitter. Strypanordningar, vanliga strypplattor, munstycken, pitotrör, rör med enhetlig hastighet etc. Strypanordningens funktion är att krympa den strömmande vätskan och göra skillnad mellan dess uppströms och nedströms. Bland olika strypanordningar är strypplattan den vanligaste på grund av dess enkla struktur och enkla installation. Den har dock strikta krav på bearbetningsdimensioner. Så länge den bearbetas och installeras i enlighet med specifikationerna och kraven kan flödesmätningen utföras inom osäkerhetsintervallet efter att inspektionen är kvalificerad, och den faktiska vätskeverifieringen krävs inte.
Alla strypdon har en oåterkallelig tryckförlust. Den största tryckförlusten är den vassa mynningen, som är 25%–40% av instrumentets maximala differens. Tryckförlusten i pitotröret är mycket liten och kan ignoreras, men den är mycket känslig för förändringar i vätskeprofilen.
Variabel områdestyp
En typisk representant för denna typ av flödesmätare är en rotameter. Dess enastående fördel är att den är direkt och inte kräver någon extern strömförsörjning vid mätning på plats.
Rotametrar delas in i glasrotametrar och metallrörsrotametrar beroende på tillverkning och material. Glasrotorflödesmätaren har en enkel struktur, rotorns position är tydligt synlig och den är lätt att avläsa. Den används mestadels för medier med normal temperatur, normalt tryck, transparenta och korrosiva medier, såsom luft, gas, argon etc. Metallrörsrotametrar är generellt utrustade med magnetiska anslutningsindikatorer, används i högtemperatur- och högtryckssituationer och kan överföra standardsignaler som ska användas med skrivare etc. för att mäta kumulativt flöde.
För närvarande finns det en vertikal flödesmätare med variabel area och ett belastat fjäderkoniskt huvud på marknaden. Den saknar kondenserande typ och buffertkammare. Den har ett mätområde på 100:1 och en linjär utgång, vilket är mest lämpligt för ångmätning.
Oscillerande
En virvelflödesmätare är en typisk representant för oscillerande flödesmätare. Den används för att placera ett icke-strömlinjeformat objekt i vätskans framåtriktning, och vätskan bildar två regelbundna asymmetriska virvelrader bakom objektet. Virveltågets frekvens är proportionell mot flödeshastigheten.
Denna mätmetod har egenskaper som att den inte har några rörliga delar i rörledningen, att mätningarna är repeterbara, har god tillförlitlighet, lång livslängd, ett brett linjärt mätområde, är nästan opåverkad av förändringar i temperatur, tryck, densitet, viskositet etc., samt låg tryckförlust. Hög noggrannhet (cirka 0,5 %–1 %). Arbetstemperaturen kan nå över 300 ℃ och arbetstrycket kan nå över 30 MPa. Mätningens hastighetsfördelning och pulserande flöde påverkar dock mätnoggrannheten.
Olika medier kan använda olika virvelmätningstekniker. För ånga kan vibrerande skiva eller piezoelektriska kristaller användas. För luft kan termisk eller ultraljud användas. För vatten är nästan alla sensortekniker tillämpliga. Liksom strypplattor, virvel. Flödeskoefficienten för gatuflödesmätaren bestäms också av en uppsättning dimensioner.
Elektromagnetisk
Denna typ av flödesmätare använder magnituden av den inducerade spänningen som genereras när det ledande flödet flyter genom magnetfältet för att detektera flödet. Därför är den endast lämplig för ledande medier. Teoretiskt sett påverkas inte denna metod av vätskans temperatur, tryck, densitet och viskositet, mätområdet kan nå 100:1, noggrannheten är cirka 0,5 %, den tillämpliga rördiametern är från 2 mm till 3 m, och den används ofta vid flödesmätning av vatten och lera, massa eller korrosiva medier.
På grund av den svaga signalen,elektromagnetisk flödesmätareär vanligtvis bara 2,5–8 mV vid full skala, och flödeshastigheten är mycket liten, bara några få millivolt, vilket är känsligt för externa störningar. Därför krävs det att transmitterns hölje, skärmad kabel, mätrör och rör i båda ändar av transmittern är jordade och att en separat jordpunkt anges. Anslut aldrig motorer, elektriska apparater etc. till offentlig jord.
Ultraljudstyp
De vanligaste typerna av flödesmätare är Doppler-flödesmätare och tidsskillnadsflödesmätare. Doppler-flödesmätaren detekterar flödeshastigheten baserat på förändringen i frekvensen hos ljudvågorna som reflekteras av det rörliga målet i den uppmätta vätskan. Denna metod är lämplig för att mäta höghastighetsvätskor. Den är inte lämplig för att mäta låghastighetsvätskor, och noggrannheten är låg, och jämnheten hos rörets innervägg krävs för att vara hög, men dess krets är enkel.
Tidsskillnadsflödesmätaren mäter flödeshastigheten enligt tidsskillnaden mellan ultraljudsvågornas framåt- och bakåtutbredning i injektionsvätskan. Eftersom tidsskillnadens storlek är liten, är kraven på den elektroniska kretsen höga för att säkerställa mätnoggrannheten, och kostnaden för mätaren ökar i motsvarande grad. Tidsskillnadsflödesmätaren är generellt lämplig för ren laminär flödesvätska med ett enhetligt flödeshastighetsfält. För turbulenta vätskor kan multistråle-tidsskillnadsflödesmätare användas.
Momentumrektangel
Denna typ av flödesmätare är baserad på principen om bevarande av rörelsemängdens moment. Vätskan påverkar den roterande delen för att få den att rotera, och den roterande delens hastighet är proportionell mot flödeshastigheten. Använd sedan metoder som magnetism, optik och mekanisk räkning för att omvandla hastigheten till en elektrisk signal för att beräkna flödeshastigheten.
Turbinflödesmätare är den mest använda och högprecisionstypen av denna typ av instrument. Den är lämplig för gas- och flytande medier, men den har en något annorlunda struktur. För gas är dess impellervinkel liten och antalet blad stort. , Turbinflödesmätarens noggrannhet kan nå 0,2% -0,5%, och den kan nå 0,1% i ett smalt område, och turndown-förhållandet är 10:1. Tryckförlusten är liten och tryckmotståndet är högt, men den har vissa krav på vätskans renhet och påverkas lätt av vätskans densitet och viskositet. Ju mindre håldiametern är, desto större blir stöten. Precis som med strypplattan, se till att det finns tillräckligt med rör före och efter installationspunkten. Rak rörsektion för att undvika vätskans rotation och ändra verkningsvinkeln på bladet.
Positiv förskjutning
Funktionsprincipen för denna typ av instrument mäts enligt den exakta rörelsen av en fast mängd vätska vid varje roterande kropp. Instrumentets design är annorlunda, såsom ovalkugghjulsflödesmätare, roterande kolvflödesmätare, skrapflödesmätare och så vidare. Flödesmätaren med ovalkugghjul har ett relativt stort område och kan nå 20:1, och noggrannheten är hög, men det rörliga kugghjulet fastnar lätt av föroreningar i vätskan. Enhetsflödeshastigheten för roterande kolvflödesmätare är stor, men på grund av strukturella skäl är läckagevolymen relativt hög. Stor, dålig noggrannhet. Flödesmätaren med positiv förskjutning är i princip oberoende av vätskans viskositet och är lämplig för medier som fett och vatten, men inte lämplig för medier som ånga och luft.
Var och en av de ovan nämnda flödesmätarna har sina egna fördelar och nackdelar, men även om det är samma typ av mätare har produkter som tillhandahålls av olika tillverkare olika strukturella prestanda.
Publiceringstid: 15 december 2021