Áramlásmérő gyártók: Útmutató közös folyadékáramlásmérők kiválasztásához

Áramlásmérő gyártóként eseteink vannak az ipari termelésben, a közmű vízellátásban, az energia- és vegyiparban stb. Itt található az áramlásmérő-vásárlási útmutató összefoglalása:

Pontosan mérni a folyadékáramlást alapvető fontosságú a termelési hatékonyság, a költségellenőrzés és a biztonság biztosításához. A turbinás áramlásmérők, az elektromágneses áramlásmérők, az ultrahangos áramlásmérők és a vortex áramlásmérők a folyadékok szektorában a leggyakrabban használt négy áramlásmérő-eszköz. Mindegyik egyedi működési elven alapul, amely különböző teljesítményelőnyökhöz és alkalmazási határokhoz vezet.

A 1,4 főbb folyadékáramlási mérők alapvető jellemzőinek elemzése

(1) Turbinaműszt

1.1 Felhasználási helyzetek

A turbinás áramlásmérők magas pontosságú mérési előnyeik miatt széles körben használatosak olyan tiszta folyadékok alkalmazásában, ahol nagy áramlásmérési pontosságra van szükség. Ilyenek például a könnyű olaj és dízelüzemanyagok mérése a finomítóiparban, steril folyadékok – mint a tisztított víz és tej – adagolása és mérése az élelmiszer- és italiparban, valamint folyékony gyógyszerek pontos adagolása a gyógyszeriparban. Ezeket széles körben használják ipari hűtőrendszerek kenőközegeinek, például kenőolaj és hidraulikus olaj áramlásának figyelésére is, különösen közepes vagy alacsony viszkozitású, szennyeződéstől mentes folyadékok esetén alkalmasak.

1.2 Előnyök

Magas mérési pontosság : A névleges áramlási tartományon belül a pontosság általában ±0,2%-tól ±1,0%-ig terjed. Ez jelenleg az egyik legpontosabb folyadékáramlásmérési típus, amely kielégíti a nagy pontosságú mérések igényeit.

Gyors válaszsebesség : A turbinapályák nagyon érzékenyek az áramlásváltozásokra, és gyorsan rögzíthetik az áramlás pillanatnyi ingadozásait, így alkalmasak olyan dinamikus helyzetekre, ahol szükség van az áramlásváltozások valós idejű figyelésére.

Kompakt szerkezet és könnyű telepítés : Mérete viszonylag kicsi, könnyű súlyú, kevés telepítési helyet igényel, és rugalmas felszerelési lehetőségekkel rendelkezik. Csatlakoztatható flanccsal, csipeszekkel vagy menettel, hogy alkalmazkodjon különböző csővezeték-elrendezésekhez.

Kis nyomásveszteség : Normál üzemi áramlási körülmények között a turbinás áramlásmérőn áthaladó folyadék nyomásvesztesége viszonylag alacsony, így nem befolyásolja jelentősen az egész csővezeték-rendszer nyomásviszonyát.

1.3 Hátrányok

Magas követelmények a közeg tisztaságával szemben : A turbinapályák érzékenyek a közegben lévő szennyeződések és részecskék kopása vagy elakadása miatt, ami csökkentheti a mérési pontosságot, sőt akár berendezéskárosodást is okozhat, ezért szigorú szűrőberendezések felszerelése szükséges.

Nagy mértékben befolyásolja a közeg viszkozitása : Magas viszkozitású folyadékok mérésekor a folyadék viszkozitása csökkenti a turbinapályák sebességét, ami alacsony mérési eredményhez vezet.

Mechanikai kopásra érzékeny : A turbinapályák és csapágyak mechanikus érintkezésben vannak, ami hosszú távú használat után kopáshoz vezet. Rendszeres karbantartást és cserét igényelnek, és viszonylag rövid élettartamuk van.

(2)Elektromos árammérő

2.1 Felhasználási helyzetek

Az elektromágneses áramlásmérők az elektromágneses indukció elvén működnek, és nem érzékenyek olyan fizikai paraméterekre, mint a közeg sűrűsége, viszkozitása és hőmérséklete. Vezető folyadékok mérésére alkalmasak, széles körben használják őket a kommunális szennyvíztisztításban, ipari szennyvízleadás mérésében, a vegyiparban savas és lúgos oldatok, sóoldatokhoz hasonló korróziós folyadékok szállításának monitorozásában, valamint a fémiparban szilárd részecskéket tartalmazó folyadékok, például iszapok és lék mérésére. Jól alkalmazhatók az élelmiszeriparban is viszkózus, vezető folyadékok, például szószok és szirupok mérésére.

2.2 Előnyök

Erős közeghez való alkalmazkodóképesség : Amennyiben a közeg vezetőképessége ≤20 μS/cm, pontos mérést lehet elérni a viszkozitás és a sűrűség változása ellenére is. Méri a részecskéket, lebegő anyagokat tartalmazó folyadékokat, sőt korróziós folyadékokat, például iszapot és léket is.

Stabil mérési pontosság : A mérési tartományon belül a pontosság elérheti a ±0,5 %–±1,0 %-ot, és kevésbé érzékeny az áramlási változásokra.

Nincs mechanikus kopás, hosszú élettartam : A mérőcsőben nincsenek mozgó alkatrészek, a mérés kizárólag elektromágneses indukcióval történik, így elkerülhető a mechanikai kopás és csökkenthetők a karbantartási költségek.

Minimális nyomásveszteség : A mérőcső belső falának simasága miatt a folyadék áthaladása során majdnem nincs nyomásveszteség. Olyan rendszerekhez ideális, amelyeknél szigorúak az előírások a csővezeték nyomásveszteségére vonatkozóan.

Mérhető visszafolyás : Kétirányú mérési képességgel rendelkezik, pontosan rögzítheti a folyadékok előre és hátra irányuló áramlását, így olyan alkalmazásokhoz is alkalmas, ahol a folyadék visszafolyását figyelni kell.

2.3 Hátrányok

Nem képes nem vezető folyadékok mérésére : Olyan folyadékok, amelyek vezetőképessége ≤20 μS/cm (pl. benzin, dízel, alkohol, desztillált víz stb.), nem mérhetők hatékonyan, ami a legfőbb korlátozó tényezője az alkalmazásuknak.

Külső elektromágneses zavar hatására : Ha a telepítési környezet közelében erős mágneses mezők vagy nagyfrekvenciás zavarási források (például nagy teljesítményű motorok és transzformátorok) találhatók, a mérési pontosság csökken, így árnyékolási intézkedéseket kell alkalmazni.

(3)Ultraszound folyam-mérő

3.1 Alkalmazási területek

Az ultrahangos áramlásmérők érintkezésmentes mérési módszert alkalmaznak, így nincs szükség közvetlen kapcsolatra a mért közeggel. Ezek a mérők számos összetett forgatókönyvben jól használhatók, például nagy átmérőjű vezetékek áramlásának figyelésére a közművíz- és távfűtési rendszerekben, gyúlékony, robbanásveszélyes és korróziós folyadékok áramlásának mérésére a petrokémiai iparban, valamint higiéniai folyadékok mérésére az élelmiszer- és gyógyszeriparban. Továbbá jelentős előnnyel bírnak a régebbi csővezetékeket érintő átalakítási projektekben, mivel a csővezeték lezárása nélkül is telepíthetők.

3.2 Előnyök

Érintkezésmentes mérés, magas alkalmazkodóképesség : A szenzor a cső külső falára van szerelve, és nem kell érintkeznie a mért közeggel, ezzel elkerülve a közeg okozta korróziót és a szenzor szennyeződését. Mérhet vele gyúlékony, robbanásveszélyes, magas toxicitású, erősen korróziós vagy egyéb speciális folyadékok.

Könnyű telepítés, csővezeték-működésben zavar nélkül : A telepítés megvalósítható a csővezeték leállítása vagy megszakítása nélkül. Különösen alkalmas olyan régi vagy nagy átmérőjű csővezetékek áramlásfigyelő rendszerének felújítására, amelyek üzemszünet nélkül működnek.

3.3 Hátrányok

Nagyban függ a csővezeték állapotától : A cső belső falán lévő vízkőlerakódás, korrózió és rozsda csökkentheti az ultrahangos visszaverődési jelet, így befolyásolva a mérés pontosságát; bizonyos csőanyagok is hatással lehetnek a mérésre.

Jelentősen befolyásolja a közeg tulajdonságai : ha a közeg nagy mennyiségű buborékot és szuszpendált részecskét tartalmaz, az ultrahangos szóródást okoz, és növeli a mérési hibát; a nagy viszkozitású folyadékok mérési pontossága is csökken.

A mérési pontosság viszonylag alacsony : a hagyományos ultrahangos áramlásmérők pontossága ±1%–±1,5%, ami alacsonyabb, mint a turbinás és az elektromágneses áramlásmérőké, így nehéz kielégíteni a nagypontosságú mérések igényeit.

Korlátozott környezeti alkalmazkodóképesség : magas hőmérsékleten, nagy páratartalomnál és erős rezgés esetén a szenzor stabilitása csökken, további védőintézkedéseket kell alkalmazni.

(4) Vízivortex áramlásmérő

4.1 Felhasználási helyzetek

A vortex áramlásmérők a Karman-féle örvényelv alapján működnek, és tiszta folyadékok mérésére alkalmasak meghatározott Reynolds-szám-tartományban. Széles körben használják őket ipari hűtőrendszerekben a hűtővíz áramlásának monitorozására, alacsony- és közepes viszkozitású folyadékok, például oldószerek és reagensek adagolásának mérésére a vegyiparban, valamint könnyű olaj és hőhordozó olaj áramlásának mérésére az energiaszektorban. Ezeket az áramlásmérőket széles körben alkalmazzák klímaberendezések hideg- és melegvíz-áramlásának figyelésére is, különösen közepes és magas sebességű folyadékok mérésére alkalmasak.

4.2 Előnyök

Egyszerű felépítés és magas megbízhatóság : Csak egy örvénykeltő található a mérőcsőben, nincsenek mozgó alkatrészek, alacsony a mechanikai meghibásodás kockázata, alacsony karbantartási költségek és hosszú élettartam.

Mérsékelt nyomásveszteség : A nyomáscsökkenés enyhén magasabb a turbinás áramlásmérőhöz képest, de alacsonyabb, mint a szűkítő áramlásmérőé, és csak kis hatással van a csővezeték-rendszer nyomására.

Magas mérési hőmérséklet : Mérhetők vele magas hőmérsékletű közegek, akár 350 °C-ig is támogatott magas hőmérsékletű közegek esetén.

4.3 Hátrányok

Bizonyos követelmények a közeg tisztaságával kapcsolatban : Ha a örvénykeltőt szennyező anyagok vagy részecskék ráragadnak vagy eldugulnak a közegben, az befolyásolja az örvényképződés stabilitását, és növeli a mérési hibát. Ezért nem alkalmas nagy mennyiségű lebegő részecskét tartalmazó folyadékok mérésére.

Nagy mértékben érzékeny az alacsony áramlási sebességre : Alacsony folyadékáramlási sebességnél nehéz stabil Kármán-féle örvénysor létrehozása, a mérési pontosság jelentősen csökkenhet, sőt akár a normál működés is megszakadhat, ezért minimális áramlási sebességre vonatkozó követelmény áll fenn.

Gyenge rezgésállóság : A külső rezgések könnyen befolyásolhatják a örvénysor frekvenciáját, ami mérési hibához vezethet. Ezért olyan környezetbe kell telepíteni, ahol kevés a rezgés, vagy rezgés-kompenzációs berendezéssel kell ellátni.

2.4 A flow meter típusok magparamétereinek összehasonlítása és alkalmazhatóságának elemzése

(1) Magparaméterek összehasonlítása

Paraméter típusa	turbinaműszt	Elektromos árammérő	Ultraszound folyam-mérő	Vízivortex áramlásmérő
Mérési pontosság	±0.2%~±1.0%	±0.5%~±1.0%	±1%~±1.5%	±1%~±2.5%
Dielektrikum vezetőképességére vonatkozó követelmények	Nincs követelmény	≤20 μS/cm	Nincs követelmény	Nincs követelmény
Közeg tisztaságára vonatkozó követelmények	Magas (szűrés szükséges)	Alacsony (részecskéket is tartalmazhat)	Magas (a részecskék befolyásolják a pontosságot)	Magas (kerülni kell a szennyeződések tapadását)
Nyomásveszteség	Kis	Nagyon kicsi	nincs	Kis
Karbantartási költségek	Magas (rendszeres lapát/csapágy cserét igényel)	Alacsony	Alacsony	Alacsony

(2) Forgatókönyv alkalmassági elemzése

A fenti paraméterösszehasonlítás és az egyes térfogatáram-mérők teljesítményjellemzői alapján az alkalmazhatóság különböző forgatókönyvekben három szintre osztható: „nagymértékben alkalmazható”, „általában alkalmazható” és „alkalmatlan”. A konkrét alkalmazhatóság a következő:

2.1 Nagypontosságú, tiszta folyadékok mérési helyzetei (például készolaj töltés és folyékony gyógyszer adagolás)

2.1.1 Nagymértékben alkalmazható: Turbinás áramlásmérő. Magas pontossága (±0,2% - ±1,0%) és kiváló ismételhetősége kielégíti a mérési igényeket, kiváló stabilitást nyújt tiszta, alacsony viszkozitású folyadékok esetén.

2.1.2 Általános alkalmazhatóság: Az elektromágneses áramlásmérő vezetőképes folyadékot igényel, pontossága megfelel a követelményeknek. Mérete nagy, nem vezetőképes folyadékok esetén hatástalan.

2.1.3 Inkompatibilitás: Az ultrahangos áramlásmérők pontossága elégtelen, a vortex áramlásmérők pedig alacsony áramlási sebességeknél rossz stabilitást mutatnak.

2.2 Olyan mérési körülmények, ahol a folyadék korróziós hatású vagy részecskéket tartalmaz (például vegyi savak és lúgok, szennyvíztisztítás)

2.2.1 Magas alkalmazkodóképesség: Az elektromágneses áramlásmérők korrózióállók, és jól alkalmazkodnak a részecskéket tartalmazó közeghez.

2.2.2 Általános alkalmazkodóképesség: Az ultrahangos áramlásmérő nem érintkező mérést végez, így elkerüli a korróziót, de pontossága csökken, ha sok buborék vagy részecske van a folyadékban.

2.2.3 Nem kompatibilis: A turbinás áramlásmérők hajlamosak korrózióra és eldugulásra, a vortex áramlásmérőkön pedig szennyeződések tapadhatnak meg.

2.3 Nagy átmérőjű csövek vagy régi csővezetékek felújítása (például közmű víz- és fűtésrendszerek)

2.3.1 Magas alkalmazkodóképesség: Ultrahangos áramlásmérő. A nem érintkező felszerelés nem igényli a cső levágását, nagy átmérőjű csövekhez ideális; az elektromágneses áramlásmérő behelyezhető típusú is lehet.

2.3.2 Általános alkalmazkodás: Az elektromágneses áramlásmérő magas pontosságú, de csővágást igényel a telepítéshez, ami megnehezíti a módosítást.

2.3.3 Nem kompatibilis: A turbinás áramlásmérőket kis átmérőjű csövekhez használják, és nem alkalmasak DN200 feletti átmérőjű csövekhez. A vortex áramlásmérők nem alkalmasak DN300 feletti átmérőjű csövekhez.

3. Az áramlásmérő-kiválasztás alapvető döntési logikája

A gyakorlati alkalmazásokban az áramlásmérők kiválasztása követnie kell a „forgatókönyv elsődlegessége és paraméterek egyeztetése” elvét. A konkrét döntéshozatali lépések a következők:

3.1 Azonosítsa a közeg jellemzőit : Először határozza meg a folyadék vezetőképességét (hogy vezető-e), tisztaságát (szennyezettség) és viszkozitását (magas/közepes/alacsony viszkozitás). Ez kulcsfontosságú a kompatibilis áramlásmérők kizárásához. Például a nem vezető folyadékokat közvetlenül ki kell zárni az elektromágneses áramlásmérőkből, míg a nagy mennyiségű részecskét tartalmazó folyadékokat a turbinás áramlásmérőkből kell kizárni.

3.2 Mérési pontossági követelmények : Kiemelkedően pontos alkalmazásokhoz, mint például kereskedelmi elszámolás vagy precíziós töltés, előnyben részesítendők a turbinás vagy elektromágneses áramlásmérők; közepes vagy alacsonyabb pontosságú alkalmazásokhoz, mint például folyamatszabályozás vagy rendszeres monitorozás, örvényáramlásmérők vagy ultrahangos áramlásmérők választhatók.

3.3 Csővezeték- és környezeti feltételek : A csőátmérőtől függően az ultrahangos áramlásmérők elsőbbséget élveznek DN200 feletti csöveknél, kis helyen történő felszerelés esetén pedig a turbinás és az ultrahangos áramlásmérők kerülnek előtérbe; környezeti rezgés/hőmérséklet: nagy rezgések esetén kerülendők a vortex áramlásmérők, magas hőmérsékletű környezetben viszont a vortex áramlásmérők ajánlottak.

4. Áramlásmérő gyártók ajánlásai

A turbinás, elektromágneses, ultrahangos és vortex áramlásmérők mindegyike saját erősségekkel és gyengeségekkel rendelkezik folyadékáramlás alkalmazásoknál, így nem létezik olyan „mindenre alkalmas” áramlásmérő. A pontos, stabil és hatékony áramlás-mérést a közeg jellemzői, a mérési követelmények, a csővezeték környezete és a költségkeret alapján történő komplex értékeléssel lehet elérni.