Ο ρυθμός ροής είναι μια συνήθως χρησιμοποιούμενη παράμετρος ελέγχου διεργασιών στις βιομηχανικές διαδικασίες παραγωγής. Επί του παρόντος, υπάρχουν περίπου περισσότεροι από 100 διαφορετικοί μετρητές ροής στην αγορά. Πώς πρέπει οι χρήστες να επιλέγουν προϊόντα με υψηλότερη απόδοση και τιμή; Σήμερα, θα βοηθήσουμε όλους να κατανοήσουν τα χαρακτηριστικά απόδοσης των μετρητών ροής.
Σύγκριση διαφορετικών μετρητών ροής
Τύπος διαφορικής πίεσης
Η τεχνολογία μέτρησης διαφορικής πίεσης είναι σήμερα η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος μέτρησης ροής, η οποία μπορεί σχεδόν να μετρήσει τη ροή μονοφασικών ρευστών και ρευστών υπό υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση υπό διάφορες συνθήκες εργασίας. Τη δεκαετία του 1970, αυτή η τεχνολογία κάποτε αντιπροσώπευε το 80% του μεριδίου αγοράς. Ο μετρητής ροής διαφορικής πίεσης αποτελείται γενικά από δύο μέρη, μια συσκευή στραγγαλισμού και έναν πομπό. Συσκευές στραγγαλισμού, κοινές πλάκες στομίου, ακροφύσια, σωλήνες pitot, σωλήνες ομοιόμορφης ταχύτητας κ.λπ. Η λειτουργία της συσκευής στραγγαλισμού είναι η συρρίκνωση του ρέοντος ρευστού και η διάκριση μεταξύ της ανάντη και της κατάντη ροής του. Μεταξύ των διαφόρων συσκευών στραγγαλισμού, η πλάκα στομίου είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη λόγω της απλής δομής και της εύκολης εγκατάστασής της. Ωστόσο, έχει αυστηρές απαιτήσεις σχετικά με τις διαστάσεις επεξεργασίας. Εφόσον υποβληθεί σε επεξεργασία και εγκατασταθεί σύμφωνα με τις προδιαγραφές και τις απαιτήσεις, η μέτρηση ροής μπορεί να πραγματοποιηθεί εντός του εύρους αβεβαιότητας μετά την επιθεώρηση και δεν απαιτείται η πραγματική επαλήθευση του υγρού.
Όλες οι συσκευές στραγγαλισμού έχουν μια μη ανακτήσιμη απώλεια πίεσης. Η μεγαλύτερη απώλεια πίεσης είναι το στόμιο με την αιχμηρή άκρη, το οποίο είναι 25%-40% της μέγιστης διαφοράς του οργάνου. Η απώλεια πίεσης του σωλήνα Pitot είναι πολύ μικρή και μπορεί να αγνοηθεί, αλλά είναι πολύ ευαίσθητη στις αλλαγές στο προφίλ του ρευστού.
Τύπος μεταβλητής περιοχής
Ένα τυπικό εκπρόσωπο αυτού του τύπου ροόμετρου είναι ένα ροταμέτρο. Το σημαντικό του πλεονέκτημα είναι ότι είναι άμεσο και δεν απαιτεί εξωτερική τροφοδοσία ρεύματος κατά τις επιτόπιες μετρήσεις.
Τα ροτόμετρα χωρίζονται σε γυάλινα ροτόμετρα και μεταλλικά ροτόμετρα σωλήνων ανάλογα με την κατασκευή και τα υλικά τους. Το ροόμετρο με γυάλινο ρότορα έχει απλή δομή, η θέση του ρότορα είναι ευδιάκριτη και είναι εύκολο στην ανάγνωση. Χρησιμοποιείται κυρίως για κανονική θερμοκρασία, κανονική πίεση, διαφανή και διαβρωτικά μέσα, όπως αέρας, αέριο, αργόν κ.λπ. Τα ροτόμετρα με μεταλλικό σωλήνα είναι γενικά εξοπλισμένα με μαγνητικούς δείκτες σύνδεσης, που χρησιμοποιούνται σε καταστάσεις υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής πίεσης και μπορούν να μεταδίδουν τυποποιημένα σήματα που θα χρησιμοποιηθούν με καταγραφείς κ.λπ., για τη μέτρηση της αθροιστικής ροής.
Προς το παρόν, στην αγορά υπάρχει ένας μετρητής ροής κάθετης μεταβλητής επιφάνειας με κωνική κεφαλή με φορτισμένο ελατήριο. Δεν διαθέτει συμπύκνωση και θάλαμο απομόνωσης. Έχει εύρος μέτρησης 100:1 και γραμμική έξοδο, η οποία είναι η πλέον κατάλληλη για μέτρηση ατμού.
Ταλαντευόμενο
Το ροόμετρο στροβίλου είναι ένας τυπικός εκπρόσωπος των ταλαντούμενων ροόμετρων. Σκοπός του είναι να τοποθετηθεί ένα μη αεροδυναμικό αντικείμενο στην εμπρόσθια κατεύθυνση του ρευστού, και το ρευστό σχηματίζει δύο κανονικές ασύμμετρες σειρές στροβίλου πίσω από το αντικείμενο. Η συχνότητα του συρμού στροβίλου είναι ανάλογη με την ταχύτητα ροής.
Τα χαρακτηριστικά αυτής της μεθόδου μέτρησης είναι η απουσία κινούμενων μερών στον αγωγό, η επαναληψιμότητα των μετρήσεων, η καλή αξιοπιστία, η μεγάλη διάρκεια ζωής, το ευρύ γραμμικό εύρος μέτρησης, σχεδόν ανεπηρέαστο από αλλαγές θερμοκρασίας, πίεσης, πυκνότητας, ιξώδους κ.λπ., και η χαμηλή απώλεια πίεσης. Υψηλή ακρίβεια (περίπου 0,5%-1%). Η θερμοκρασία λειτουργίας μπορεί να φτάσει πάνω από 300℃ και η πίεση λειτουργίας μπορεί να φτάσει πάνω από 30MPa. Ωστόσο, η κατανομή της ταχύτητας του ρευστού και η παλμική ροή θα επηρεάσουν την ακρίβεια της μέτρησης.
Διαφορετικά μέσα μπορούν να χρησιμοποιούν διαφορετικές τεχνολογίες ανίχνευσης στροβίλου. Για τον ατμό, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δονούμενοι δίσκοι ή πιεζοηλεκτρικοί κρύσταλλοι. Για τον αέρα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν θερμικοί ή υπερηχητικοί. Για το νερό, εφαρμόζονται σχεδόν όλες οι τεχνολογίες ανίχνευσης. Όπως οι πλάκες στομίου, ο συντελεστής ροής του μετρητή ροής του δρόμου καθορίζεται επίσης από ένα σύνολο διαστάσεων.
Ηλεκτρομαγνητικός
Αυτός ο τύπος ροόμετρου χρησιμοποιεί το μέγεθος της επαγόμενης τάσης που παράγεται όταν η αγώγιμη ροή ρέει μέσω του μαγνητικού πεδίου για την ανίχνευση της ροής. Επομένως, είναι κατάλληλος μόνο για αγώγιμα μέσα. Θεωρητικά, αυτή η μέθοδος δεν επηρεάζεται από τη θερμοκρασία, την πίεση, την πυκνότητα και το ιξώδες του ρευστού, η αναλογία εύρους μπορεί να φτάσει το 100:1, η ακρίβεια είναι περίπου 0,5%, η διάμετρος του σωλήνα που εφαρμόζεται είναι από 2mm έως 3m και χρησιμοποιείται ευρέως στη μέτρηση ροής νερού και λάσπης, χαρτοπολτού ή διαβρωτικού μέσου.
Λόγω του αδύναμου σήματος, τοηλεκτρομαγνητικό ροόμετροείναι συνήθως μόνο 2,5-8mV σε πλήρη κλίμακα και ο ρυθμός ροής είναι πολύ μικρός, μόνο μερικά millivolts, γεγονός που είναι ευάλωτο σε εξωτερικές παρεμβολές. Επομένως, απαιτείται το περίβλημα του πομπού, το θωρακισμένο καλώδιο, ο αγωγός μέτρησης και οι σωλήνες και στα δύο άκρα του πομπού να είναι γειωμένα και να έχουν οριστεί σε ξεχωριστό σημείο γείωσης. Ποτέ μην συνδέετε στη δημόσια γείωση κινητήρων, ηλεκτρικών συσκευών κ.λπ.
Υπερηχητικός τύπος
Οι πιο συνηθισμένοι τύποι ροόμετρων είναι οι ροόμετρα Doppler και οι ροόμετρα διαφοράς χρόνου. Το ροόμετρο Doppler ανιχνεύει τον ρυθμό ροής με βάση την αλλαγή στη συχνότητα των ηχητικών κυμάτων που ανακλώνται από τον κινούμενο στόχο στο μετρούμενο ρευστό. Αυτή η μέθοδος είναι κατάλληλη για τη μέτρηση ρευστών υψηλής ταχύτητας. Δεν είναι κατάλληλη για τη μέτρηση ρευστών χαμηλής ταχύτητας και η ακρίβεια είναι χαμηλή, ενώ η ομαλότητα του εσωτερικού τοιχώματος του σωλήνα απαιτείται να είναι υψηλή, αλλά το κύκλωμά του είναι απλό.
Το ροόμετρο χρονικής διαφοράς μετρά τον ρυθμό ροής σύμφωνα με τη χρονική διαφορά μεταξύ της εμπρόσθιας και οπίσθιας διάδοσης των υπερηχητικών κυμάτων στο υγρό έγχυσης. Δεδομένου ότι το μέγεθος της χρονικής διαφοράς είναι μικρό, προκειμένου να διασφαλιστεί η ακρίβεια της μέτρησης, οι απαιτήσεις για το ηλεκτρονικό κύκλωμα είναι υψηλές και το κόστος του μετρητή αυξάνεται ανάλογα. Το ροόμετρο χρονικής διαφοράς είναι γενικά κατάλληλο για καθαρό υγρό στρωτής ροής με ομοιόμορφο πεδίο ταχύτητας ροής. Για τα στροβιλώδη υγρά, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ροόμετρα χρονικής διαφοράς πολλαπλών δεσμών.
Ορθογώνιο ορμής
Αυτός ο τύπος ροόμετρου βασίζεται στην αρχή διατήρησης της ροπής ορμής. Το ρευστό προσκρούει στο περιστρεφόμενο μέρος για να το κάνει να περιστραφεί και η ταχύτητα του περιστρεφόμενου μέρους είναι ανάλογη με τον ρυθμό ροής. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήστε μεθόδους όπως ο μαγνητισμός, η οπτική και η μηχανική μέτρηση για να μετατρέψετε την ταχύτητα σε ηλεκτρικό σήμα για να υπολογίσετε τον ρυθμό ροής.
Ο μετρητής ροής στροβίλου είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος και υψηλής ακρίβειας τύπος αυτού του τύπου οργάνου. Είναι κατάλληλος για αέρια και υγρά μέσα, αλλά έχει ελαφρώς διαφορετική δομή. Για το αέριο, η γωνία της πτερωτής του είναι μικρή και ο αριθμός των πτερυγίων είναι μεγάλος. Η ακρίβεια του μετρητή ροής στροβίλου μπορεί να φτάσει το 0,2%-0,5% και μπορεί να φτάσει το 0,1% σε ένα στενό εύρος και ο λόγος περιστροφής είναι 10:1. Η απώλεια πίεσης είναι μικρή και η αντίσταση στην πίεση είναι υψηλή, αλλά έχει ορισμένες απαιτήσεις για την καθαριότητα του ρευστού και επηρεάζεται εύκολα από την πυκνότητα και το ιξώδες του ρευστού. Όσο μικρότερη είναι η διάμετρος της οπής, τόσο μεγαλύτερη είναι η πρόσκρουση. Όπως και στην πλάκα στομίου, βεβαιωθείτε ότι υπάρχει αρκετή ποσότητα πριν και μετά το σημείο εγκατάστασης. Ευθύγραμμο τμήμα σωλήνα για να αποφευχθεί η περιστροφή του ρευστού και να αλλάξει η γωνία δράσης της λεπίδας.
Θετική μετατόπιση
Η αρχή λειτουργίας αυτού του είδους του οργάνου μετριέται σύμφωνα με την ακριβή κίνηση μιας σταθερής ποσότητας ρευστού σε κάθε περιστροφή του περιστρεφόμενου σώματος. Ο σχεδιασμός του οργάνου είναι διαφορετικός, όπως ροόμετρο οβάλ γραναζιών, ροόμετρο περιστροφικού εμβόλου, ροόμετρο ξύστρας και ούτω καθεξής. Το εύρος του ροόμετρου οβάλ γραναζιών είναι σχετικά μεγάλο, το οποίο μπορεί να φτάσει το 20:1, και η ακρίβεια είναι υψηλή, αλλά το κινούμενο γρανάζι είναι εύκολο να κολλήσει από ακαθαρσίες στο ρευστό. Ο ρυθμός ροής μονάδας του ροόμετρου περιστροφικού εμβόλου είναι μεγάλος, αλλά λόγω δομικών λόγων, ο όγκος διαρροής είναι σχετικά υψηλός. Μεγάλη, χαμηλή ακρίβεια. Το ροόμετρο θετικής μετατόπισης είναι ουσιαστικά ανεξάρτητο από το ιξώδες του ρευστού και είναι κατάλληλο για μέσα όπως γράσο και νερό, αλλά δεν είναι κατάλληλο για μέσα όπως ατμός και αέρας.
Κάθε ένας από τους προαναφερθέντες μετρητές ροής έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, αλλά ακόμα κι αν πρόκειται για τον ίδιο τύπο μετρητή, τα προϊόντα που παρέχονται από διαφορετικούς κατασκευαστές έχουν διαφορετικές δομικές επιδόσεις.
Ώρα δημοσίευσης: 15 Δεκεμβρίου 2021