12 вида разходомери: различни видове разходомери, тяхното използване и предимства

Разходомер е устройство, използвано за измерване на потока на газ или течност през тръбопровод. Изборът на разходомер зависи предимно от фактори като характеристиките на течността, работната среда, необходимата точност и бюджета. Следващото е подробно въведение в различните видове разходомери, тяхното използване и предимствата им.

1. Разходомер с положително изместване (наречен още PD разходомер)

Обемните разходомери могат да се класифицират според измервателните си елементи на овални зъбни разходомери, разходомери с ножове, двойни роторни разходомери, разходомери с въртящ се бутало, разходомери с възходящо-надолнишко бутало, дискови разходомери, течностно уплътнени барабанни разходомери, влажни газови броячи и мембранни газови броячи.

Обемните (PD) разходомери измерват разхода чрез проба от фиксиран обем течност и броене на броя пълнения и изтощения на този обем. За разлика от другите разходомери, които измерват разхода чрез косвени методи като скорост или диференциално налягане, PD разходомерите измерват разхода директно чрез разделянето на течния поток на дискретни компоненти. Този метод осигурява изключително точно измерване на разхода, което прави PD разходомерите особено подходящи за приложения, свързани с таксуване и прецизен контрол на дозирането.

Промишлено използване

Обемните разходомери се използват в широк набор от индустрии, където се изисква висока точност и прецизност:

- Водно таксуване: Особено в жилищни и търговски приложения, за точно измерване на водното потребление.

- Химична метрология: В химическата индустрия се използва за точно измерване и контрол на дозирането на химикали в процеса.

- Хранителни продукти и напитки: За точно дозиране и измерване на съставки и по време на бутилиращите операции.

- Фармацевтика: При производството на лекарства трябва да се измерват и контролират прецизни количества течности.

- Нефт и газ: За измерване на въглеводороди, особено при приложения за прехвърляне на собственост и таксуване, където точността е критична.

- Боя и покрития: За измерване и дозиране на прецизни количества боя, оцветители и покрития.

предимство

- Висока точност на дозиране: ПД измервателните уреди са изключително точни и подходящи за прецизно измерване на течни среди с висока точност на потока.

- Възможности при нисък поток: Те могат точно да измерват много ниски скорости на поток, което други измерватели на поток трудно могат да постигнат с висока точност.

- Независимост от вискозитета: Точността на измерването не се влияе значително от вискозитета на течността, което го прави идеално за използване с различни видове течности.

- Измерване с директен прочит: Измерва директно обема на течността, осигурявайки реално измерване на потока без необходимост от преобразуване.

- Минимална нужда от прави участъци от тръби: Обемните измерватели са по-малко чувствителни към нарушения в профила на потока, което позволява по-гъвкави опции за инсталиране.

2. Диференциално-налягане измервателен уред

Мерният на диференциално налягане (DP) е един от най-старите и най-често използваните методи за измерване на потока на флуиди в тръбопроводи. Неговият основен принцип е да измерва пада на налягане през стеснение (или първичен елемент) в канала на потока. Флуидът се ускорява, докато преминава през стеснението, което води до пад на налягането между горната и долната страна на стеснението. Този пад на налягане е пропорционален на квадрата на дебита, което позволява дебитът да се изчислява от измереното диференциално налягане.

Промишлено използване

Мерните уреди за диференциално налягане се използват в широк спектър от индустрии поради своята универсалност и надеждност. Някои чести приложения включват:

- Водно-канализационен сектор: използва се за измерване на водния поток във филтрални станции и разпределителни системи.

- Нефтена и газова индустрия: използва се за измерване на потока на въглеводороди в тръбопроводи и рафинерийни процеси.

- Химично производство: използва се за контрол и наблюдение на потока на различни химикали и реагенти.

- Енергопроизводство: За измерване на пара в котли и охлаждаща вода в турбини.

- Хранително-вкусовата промишленост: Използва се за управление на течности в процесни и филтрационни системи.

предимство

- Универсалност: Подходящ за широк спектър от течности, включително течности, газове и пара, при различни температури и налягания.

- Надеждност и издръжливост: Без движими части в основните елементи, DP метрите предлагат висока надеждност и дълъг експлоатационен живот.

- Точност: При правилно калибриране и монтиране, те осигуряват прецизни измервания на потока, подходящи за много индустриални приложения.

- Проверена технология: Принципите и практиките на DP разходомери са добре разбрани, със стандартизирани изчисления за различните основни компоненти.

- Икономичност: Особено за големи диаметри на тръби, другите видове разходомери са много скъпи за инсталиране и поддръжка.

3. Разходомер за скорост

Скоростните разходомери директно измерват скоростта на флуида, който тече през тръба, и използват тази информация за изчисляване на разхода. Разходът може да се определи чрез умножаване на скоростта на флуида по напречното сечение на тръбата. Тези разходомери са универсални и могат да се използват с различни видове флуиди, включително течности, газове и пара. Съществуват няколко вида скоростни разходомери, като всеки използва различен метод за измерване на скоростта на потока.

Промишлено използване

Скоростните разходомери намират приложение в различни индустрии, включително:

- Водопречиствателни и водоразпределителни системи: Използват се за измерване на водния поток в пречиствателни станции и разпределителни системи.

- Химична и фармацевтична индустрия: Използват се за наблюдение и контрол на потока на химикали, разтвори и други течности по време на производствени процеси.

- Нефт и газ: Използват се за измерване на движението на въглеводороди в тръбопроводи и преработвателни съоръжения.

- Производство на хранителни продукти и напитки: Грижи се за точни скорости на поток на течности (включително вода, масло и други съставки) в преработвателни заводи.

- Енергетика и електроенергийно производство: Използва се за измерване на потока на пара, охлаждаща вода и други течности, свързани с производството на енергия.

предимство

- Многостранност: Може да се използва с множество видове течности и различни размери на тръби.

- Ненарушаващ потока: Много скоростни разходомери (напр. ултразвукови, магнитни) не навлизат в самия поток, което минимизира загубите на налягане и риска от запушване.

- Точност: Висока прецизност, особено при чисти и добре подготвени течности.

- Цифрови изходи и възможности за свързване: Много съвременни скоростомери са оборудвани с цифрови изходи и опции за свързване, което улеснява интегрирането им в системи за управление.

- Ниски изисквания за поддръжка: Ненарушаващи конструкции като магнитни и ултразвукови разходомери изискват по-малко поддръжка.

4. Масов разходомер

Има много видове масови разходомери, като калориметрични, ъглово-моментни, гироскопични и с двоен винт. Тези разходомери са подходящи за измерване на газове с нисък дебит, но имат недостатъците да са високо инертни, като измерената стойност зависи от специфичния топлинен капацитет на газа при постоянно налягане, а измервателният елемент е в контакт със средата, което го прави уязвим за замърсяване и корозия.

Масовите разходомери директно измерват масовия разход на флуид, преминаващ през устройство, за разлика от други видове разходомери, които измерват обема на флуида и изискват отделно изчисление, за да се определи масовият разход. Това директно измерване е критично в приложения, където контролът на процеса или точността на измерването изисква измерване на масата на флуида, вместо неговия обем. Два от най-често използваните масови разходомери са термичните масови разходомери и кориолисовите разходомери, всеки от които работи по различен принцип за измерване на разхода.

Промишлено използване

Масовите разходомери са от решаващо значение в различни области, включително:

- Химична и фармацевтична индустрия: Точно контролиране на добавянето на съставки в порционни и непрекъснати процеси, за да се осигури постоянство на качеството на продукта.

- Нефт и газ: процеси на инжектиране в първичното производство, процеси на предаване на собственост в средното звено и процеси на смесване и рафиниране в операциите на долното звено.

- Хранителна и напитки: Използва се за точно измерване и смесване на съставки, за да се осигури постоянство на рецептурите и качеството на продукта.

- Производство на полупроводници: Точен контрол върху газовете и химикалите е критичен за постоянството на процеса и добива.

- Еко контрол: Използва се за измерване на емисиите и съответствието с еко регулациите.

предимство

- Директно измерване: Масовият поток се измерва директно и, за разлика от измерването на обемния поток, не се влияе от температурни или налягане изменения.

- Точност и прецизност: Осигуряване на висока точност и прецизност, за да се гарантира постоянството на качеството на обработените материали, е от съществено значение за контрола и оптимизацията на индустриалните процеси.

- Липса на движещи се части (Кориолис): Кориолисовите разходомери нямат движещи се части, което води до по-ниски разходи за поддръжка и по-дълъг експлоатационен срок.

- Универсалност: Могат да измерват широк спектър от течности, включително газове, течности и суспензии.

- Измерване на множество параметри: Многобройни масови разходомери могат да измерват допълнителни параметри като плътност, температура и вискозитет, осигурявайки повече данни за контрола на процеса.

5. Разходомер за открит канал

Разходомер за открит канал е устройство, използвано за измерване на потока на течност в открит канал, където течността тече под действието на гравитацията. За разлика от затворени тръби, течността в открит канал има свободна повърхност, изложена на атмосферно налягане. Тези разходомери обикновено измерват височината (или напора) на течността в канала и използват тази информация, заедно с геометрията на канала, за изчисляване на дебита. Най-често срещаните видове разходомери за открит канал са преграда (weir) и измервателен канал (flume).

Промишлено използване

Разходомерите за открит канал се използват в различни приложения, включително:

- Водоочистни и канализационни съоръжения: Използват се за измерване на притока и оттока на вода и отпадъчни води към и от съоръженията.

- Канали и канави за напояване: следят разпределението на вода в селското стопанство, за да се осигури справедливо и ефективно използване на водните ресурси.

- Управление на дъждовни води: Измерването на оттока в открити канали и тунели помага за прогнозиране на наводнения и управление на водните ресурси.

- Еко наблюдение: За изучаване на естествени потоци и реки, проследяване на използването на вода и наблюдение на изпускането на отпадъчни води.

- Минни и строителни дейности: За управление на водата, използвана при тези операции, включително измерване на потоци в отпадни съоръжения.

предимство

- Простота и надеждност: Мерни уреди за открит канал, особено прегради и мерни корита, имат прост дизайн без движими части, което води до висока надеждност и ниски изисквания за поддръжка.

- Точност: Ако са правилно инсталирани и поддържани, те могат да осигурят добра точност при измерване на скоростта на потока в открити канали.

- Универсалност: Подходящ за широк спектър от условия на течение и качества на вода, включително такива, съдържащи наноси и отломки.

- Икономичност: Разходите за инсталиране и експлоатация са ниски в сравнение с други методи за измерване на дебита, особено при големи размери на канала.

6. Магнитни дебитомери (Магнитни измервателни уреди)

Магнитен дебитомер, известен също като електромагнитен дебитомер, се състои предимно от магнитна верига, измервателен канал, електроди, корпус, облицовка и преобразувател. Според закона на Фарадей, когато провеждащ флуид тече през магнитно поле, се генерира напрежение. Това напрежение е пропорционално на скоростта на флуида, който преминава през полето. Чрез измерване на това напрежение може да се определи дебитът. Електромагнитният дебитомер включва участък от непровеждаща тръба с поставени от двете страни на тръбата електроди и намотка за генериране на магнитно поле във флуида.

Промишлено използване

Магнитният разходомер се използва широко в различни индустрии поради своята универсалност и надеждност:

- Водоснабдяване и канализация: Използва се за измерване на потока на вода, отпадъчни води и химикали за пречистване през процеса на пречистване.

- Химична промишленост: За дозиране, инжектиране на химикали и процеси, при които се използват корозивни или абразивни течности.

- Хранителна и напиткова промишленост: За хигиенични приложения, включително измерване на хранителни смеси, производство на напитки и процеси на почистване.

- Фармацевтична промишленост: За приложения, изискващи висока степен на чистота и прецизно измерване на течности.

- Металургия и минерална обработка: За измерване на потока от суспензии и обработка на минерали.

- Целулозно-хартиена промишленост: За измерване на алкални и кисели течности, използвани в процеса на производство на хартия.

- Селско стопанство: За напояване и разпределение на вода.

предимство

- Точност: Осигурява висока прецизност и възпроизводимост за широк диапазон от скорости на поток и проводимост на течности.

- Универсалност: Може да измерва почти всяка провеждаща течност, включително корозивни и абразивни течности.

- Ниско поддържане: Поради липсата на подвижни части и достъпния дизайн, електромагнитните разходомери изискват по-малко поддържане в сравнение с механичните разходомери.

- Подходящи за замърсени течности: Ефективни при приложения, при които течността съдържа твърди вещества или частици, като суспензии и замърсена вода.

- Лесна инсталация: Могат лесно да се монтират в съществуващи тръбопроводи без сериозни модификации.

7. Вихров разходомер

Вихровите разходомери работят по принципа на вихроотделянето, при който преграда (тъпо тяло) в пътя на потока предизвиква възникването на променливи вихри от двете страни на преградата. Честотата на тези вихри е пропорционална на скоростта на течността, което позволява изчисляването на разхода. Това явление е известно като вихроотделяне на фон Карман. Вихровите разходомери измерват потока чрез броене на тези вихри за определен период от време.

Промишлено използване

Вортекс разходомерите намират широко приложение поради своята универсалност и издръжливост:

- Химичен синтез: използват се за измерване на потока на суровини, разтворители и технологични газове.

- Нефтена и газова индустрия: за измерване на течни и газообразни въглеводороди, както и пара в процесите на интензифициране на нефтоизвличането.

- Комunalни услуги и енергетика: за измерване на пара в електроцентрали и системи за централно отопление, както и за измерване на природен газ в котли и горелки.

- Водопречистване и отпадъчни води: за измерване на потока в съоръжения за пречистване и големи разпределителни тръбопроводни системи.

- Хранителна и напиткова индустрия: подходящи за приложения с пара и гореща вода, както и за измерване на поток в производствени линии.

- Фармацевтична индустрия: за измерване на прясна вода, разтворители и други технологични течности.

предимство

- Точност и надеждност: измерват потока на газ, течности и пара с добра точност при различни условия.

- Ниски изисквания за поддръжка: липсата на движими части намалява износването и поддържа ниските разходи за поддръжка.

- Широк диапазон на работа: Ефективен при широк диапазон на скорости на поток и температури.

- Лесен за инсталиране и употреба: Лесно се интегрира в съществуващи системи с минимални прекъсвания.

8. Ултразвуков водомер

Ултразвуковият разходомер е разходомер, който се основава на принципа, че скоростта на разпространение на ултразвука в течаща среда е равна на векторната сума от средната скорост на потока на измерваната среда и скоростта на звуковата вълна в неподвижна среда. Тези разходомери предимно се състоят от преобразувател и конвертор и се предлагат в различни видове, включително методи за измерване по Доплер, по скоростна разлика, по отместване на лъча, шумови и корелационни методи. Ултразвуковите разходомери използват ултразвук, за да измерят скоростта на течности в тръбопровод, посредством което се определя скоростта на потока. Те могат да бъдат от типа за монтиране отвън (ненаводящи) или вградени (наводящи), като първите се монтират отвън на тръбопровода, а вторите – в течността. Тези уреди използват един от двата основни принципа: доплеровото отместване или разликата във времето на преминаване.

Промишлено използване

Ултразвуковите разходомери се широко използват и могат да се прилагат в различни индустрии поради ненаводящия им характер и широкия диапазон от течности, които могат да се измерват:

- Водоснабдяване и канализация: За измерване на потока в мрежи за разпределение на вода, системи за събиране на отпадъчни води и пречиствателни станции.

- Нефт и газ: За измерване на хидрокарбонен поток в приложения на първоначален етап (upstream), междинен етап (midstream) и завършващ етап (downstream), включително предаване на собственост и откриване на течове.

- Химична и петрохимична индустрия: Използва се за управление и контрол на потока на различни химикали и процесни течности.

- Енергетика: Използва се за измерване на потока на охлаждаща вода, пара и подавана вода в електроцентрали.

- Хранителна и напиткова индустрия: За хигиенични приложения, където се избягва контакт с продукта.

- Фармацевтично производство: Използва се за измерване на потока на пречистена вода, процесни течности и други критични течности.

предимство

- Безконтактно измерване: Модели с външно зажимане не изискват модификации на тръбопроводите или прекъсвания в процеса на инсталация, което намалява времето на простои.

- Широка съвместимост с течности: В състояние е да измерва чисти, мръсни, вискозни течности и течности, съдържащи частици.

- Липса на загуба на налягане: Тъй като няма подвижни части или пречки по пътя на потока, ултразвуковите броила не предизвикват загуба на налягане.

- Висока точност и възпроизводимост: особено транзитните броила имат висока точност при стабилни условия на поток.

- Универсалност и гъвкавост: могат да се използват за временни измервания или постоянни инсталации при широк диапазон от размери и материали на тръбите.

- Работа без поддръжка: без подвижни части и с външна монтиране (за моделите тип клип), нуждата от поддръжка е минимална.

- Топлинен броител

Топлинните разходомери измерват скоростта на поток на течности в тръби или канали, като следят топлината, която се пренася от течността (газ или течност), докато минава през загрят елемент или сензор. Има два основни типа технологии за топлинни разходомери: анемометър с постоянна температура (CTA) и анемометър с постоянна мощност (CPA). CTA поддържа постоянно температурно разликата между два сензора, докато CPA поддържа постоянна мощност, подавана към нагревателя. Скоростта на потока се определя от топлината, абсорбирана от течността, която е директно пропорционална на нейния масов поток.

Промишлено използване

Топлинните разходомери се използват широко в различни области поради уникалните си измервателни възможности:

- Еко контрол: използват се за измерване на емисии, включително парникови газове и замърсители в димни газове.

- Химична и петрохимична индустрия: използват се за контрол и наблюдение на газови потоци в процеси, включително инертни газове, реактивни газове и корозивни газове.

- Климатични системи и управление на енергията: За измерване на въздушния поток в канали, за оптимизация на системите за отопление, вентилация и климатизация.

- Производство на полупроводници: Използва се за контрол на потока на специални газове по време на производствения процес.

- Фармацевтика: За измерване и контрол на газове по време на производствените и опаковъчни процеси.

- Биотехнология: За наблюдение на газове от ферментация и други процесни потоци.

предимство

- Точност и възпроизводимост: Осигурява прецизни и възпроизводими измервания, които са критични за процесния контрол и мониторинг.

- Ниско поддържане: Липсата на подвижни части означава по-малко механично износване и по-ниски разходи за поддръжка.

- Универсалност: Може да измерва широк спектър от газове, включително корозивни и токсични газове, без необходимост от калибрация на свойствата на флуида.

- Лесна инсталация и употреба: Компактен и лесен за монтиране в различни посоки и позиции, включително в тесни пространства.

- Минимално падане на налягането: Тъй като те обикновено не навлизат значително в пътя на потока, предизвикват минимално падане на налягането.

10. Турбинен разходомер

Турбинен разходомер измерва скоростта на поток на флуид (течност или газ), движещ се през тръбопровод, чрез турбина или ротор, поставен в потока от флуид. Докато флуидът преминава през измервателното устройство, той удря лопатките на турбината, което кара турбината да се върти. Скоростта на въртене на турбината е пропорционална на скоростта на флуида, което позволява изчисляването на скоростта на потока. Скоростта на въртене обикновено се измерва чрез магнитен сензор, оптически сензор или други средства, генериращи електрически сигнал, пропорционален на скоростта на потока.

Промишлено използване

Турбинните разходомери са универсални и се използват в различни индустрии поради точността и надеждността си:

- Нефт и газ: Често се използват за измерване на въглеводородни течности и газове при производството, рафинирането и разпределението, включително приложения за предаване на собственост.

- Химична и петрохимична промишленост: Използва се за прецизно измерване на процесни течности, за да се улеснят контролът на процесите и управлението на инвентара.

- Вода и отпадъчни води: За измерване на водния поток във френажни съоръжения и разпределителни системи, както и в системи за напояване.

- Хранителна и напиткова промишленост: Използва се за наблюдение на потока на суровини, вода и други процесни течности, за да се осигури постоянство на качеството на продукта и контрол на порциите.

- Фармацевтична промишленост: За производствени процеси, при които прецизното дозиране и контрол на течностите е от решаващо значение.

- Авиационна и автомобилна промишленост: Използва се за тестване и наблюдение на скоростта на потока на гориво.

предимство

- Надеждност: При правилна инсталация и поддръжка турбинните разходомери могат да осигурят години наред надеждна работа.

- Регулируем обхват: Подходящ за широк диапазон от скорости на поток – от много ниски до много високи, без да се жертва точността.

- Лесен за поддръжка: Конструкцията е лесна за почистване и поддръжка, което е особено предимство при приложения, използващи чисти течности.

- Съвместимост: Може да се използва с голямо разнообразие от течности, включително течности и газове, стига те да са чисти и ненарушителни.

11. Зъбно кольово измервателно устройство

Зъбните измерватели на поток, известни още като измерватели на поток с положително изместване, използват механичното действие на въртящи се зъбни колела, за да измерват потока на течност. Докато течността тече през измервателя, тя навлиза в отсека, образуван между зъбите и измервателната камера, което кара зъбите да се въртят. Всяко завъртане на зъбите представлява определен обем течност, която преминава през измервателя, което позволява общият поток да се измери с висока точност. Скоростта на потока се определя чрез броене на броя завъртания за определен период от време, обикновено чрез използване на магнитни, оптични или механични сензори.

Промишлено използване

Поради точността и универсалността си, зъбните измерватели на поток се използват в различни индустрии, включително:

- Химична и петрохимична: Използват се за измерване на потока на химикали, разтворители и други технологични течности, където прецизната дозировка и контрол на потока са критични.

- Нефт и газ: Приложения като системи за смазване, хидравлични системи и горивни дозатори изискват прецизно измерване на вискозни течности.

- Хранителни продукти и напитки: За дозиране и смесване на съставки, където хигиената и точността са от съществено значение.

- Фармацевтика: Дозиране на прецизни обеми течности по време на производството, особено при формулиране и операции по пълнене.

- Боя и покрития: Използват се за контрол на потока на вискозни материали и осигуряване на точни пропорции при смесването.

- Автомобилна индустрия: Измерване на горивния разход и на смазочните материали при тестови стенди.

предимство

- Точност: Осигурява отлична точност и възпроизводимост, които са критични за контрола на процесите и гарантирането на качеството в много индустриални приложения.

- Универсалност: Подходящи за широк спектър от течности, включително вискозни, чувствителни към срязване или съдържащи частици (стига те да не пречат на движението на зъбните колела).

- Минимални изисквания за прави участъци от тръби: За разлика от много други видове разходомери, зъбните разходомери изискват минимални прави участъци от тръби преди и след измервателното устройство, което ги прави подходящи за монтаж в помещения с ограничено пространство.

- Издръжливост: Здрава конструкция, която може да издържи на различни работни температури и налягания.

12. Разходомер на Кориолис

Разходомерите на Кориолис, базирани на ефекта на Кориолис, се считат широко за тяхната способност директно да измерват масовия дебит и плътността на флуидите (течности или газове), които преминават през тръба. Ефектът на Кориолис описва отклонението на движещ се обект, когато се наблюдава в завъртяна отправна система. При тези разходомери флуидът преминава през вибрираща тръба; промените в масовия дебит на флуида предизвикват измеримо изкривяване или фазов пренос на вибрациите на тръбата, пропорционално на масовия дебит. Тази технология осигурява висока точност и директно измерване, без необходимост от корекции заради температурни, налягане или вискозни промени.

Промишлено използване

Поради високата си точност и универсалност, масовите кориолисови разходомери се използват в широк спектър от приложения:

- Химичен синтез: Точното дозиране и измерване на реагенти и пРОДУКТИ е от съществено значение в процеси, където балансът на материала е критичен.

- Нефтена и газова индустрия: В приложения на ниво upstream, midstream и downstream, включително измерване при прехвърляне на собственост, където точността на измерването директно влияе на приходите.

- Хранителна и напитки: Използват се за управление на съставките в рецепти, осигурявайки постоянство на качеството на продукта и съответствие с индустриални стандарти.

- Фармацевтично производство: При формулиране, прецизното измерване на съставките е от решаващо значение за ефикасността на продукта.

- Енергийно производство: За измерване и обработка на гориво, за оптимизация на процесите на горене и ефективността.

предимство

- Липсват подвижни части: Минимизира нуждата от поддръжка и удължава експлоатационния живот.

- Независимост от свойствата на флуида: Запазва точността си при широк диапазон от температури, налягания, вискозитети и плътности.

- Висока ефективност и точност: Значителни икономии могат да бъдат постигнати чрез прецизно измерване на течности и намаляване на отпадъците в процесната индустрия.

- Издръжлив: Работи надеждно в неблагоприятни условия и с корозивни или абразивни течности.