Производители расходомеров: руководство по выбору распространенных жидкостных расходомеров

Как производитель расходомеров, мы имеем опыт применения в промышленном производстве, муниципальном водоснабжении, энергетике и химической промышленности и т.д. Ниже приведено краткое руководство по покупке расходомеров:

Точное измерение расхода жидкости имеет важнейшее значение для обеспечения эффективности производства, контроля затрат и безопасности. Турбинные расходомеры, электромагнитные расходомеры, ультразвуковые расходомеры и вихревые расходомеры — это четыре наиболее широко используемых прибора для измерения расхода в секторе жидкостей. Каждый из них работает на основе уникального принципа действия, что обуславливает их различные эксплуатационные преимущества и области применения.

Анализ основных характеристик 1,4 основных типов расходомеров для жидкостей

(1) Турбинный расходомер

1.1 Сферы применения

Турбинные расходомеры благодаря высокой точности измерений широко используются в приложениях с чистыми жидкостями, где требуется высокая точность измерения расхода. К ним относятся учёт подачи очищенных нефтепродуктов, таких как лёгкое масло и дизельное топливо, в нефтехимической промышленности, розлив и дозирование стерильных жидкостей, таких как очищенная вода и молоко, в пищевой и напитковой промышленности, а также точный учёт подачи жидких лекарственных средств в фармацевтической промышленности. Они также широко применяются для контроля потока смазочных сред, таких как смазочное масло и гидравлическое масло, в промышленных системах охлаждения и особенно подходят для средних и низких вязкостей, не содержащих примесей жидкостей.

1.2 Преимущества

Высокая Точность Измерений : В пределах номинального диапазона расхода точность обычно достигает ±0,2 % – ±1,0 %. Это один из самых точных типов измерения расхода жидкости на сегодняшний день и может удовлетворить потребности в высокоточных измерениях.

Быстрая скорость реакции : Лопасти турбины очень чувствительны к изменениям потока и могут быстро фиксировать мгновенные колебания расхода, что делает их подходящими для динамических сценариев, требующих непрерывного контроля изменений потока.

Компактная конструкция и простота установки : Имеет относительно небольшие размеры и малый вес, требует мало места для монтажа и допускает гибкие способы установки. Может подключаться с помощью фланцев, зажимов или резьбы, что позволяет адаптировать его к различным конфигурациям трубопроводов.

Малые потери давления : При нормальном рабочем расходе потери давления жидкости при прохождении через турбинный расходомер относительно невелики и не оказывают значительного влияния на баланс давления всей трубопроводной системы.

1.3 Недостатки

Высокие требования к чистоте среды : Лопасти турбины могут изнашиваться или засоряться примесями и частицами в среде, что приводит к снижению точности измерений или даже к повреждению оборудования, поэтому необходимо устанавливать строгие фильтрующие устройства.

Сильно зависит от вязкости среды : При измерении жидкостей с высокой вязкостью, вязкость жидкости будет снижать скорость вращения лопастей турбины, что приводит к заниженным результатам измерений.

Подвержен механическому износу : Лопасти турбины и подшипники находятся в механическом контакте, что вызывает износ после длительного использования. Требуется регулярное техническое обслуживание и замена, срок службы относительно короткий.

(2)Электромагнитный расходомер

2.1 Сценарии использования

Электромагнитные расходомеры работают на основе принципа электромагнитной индукции и не подвержены влиянию физических параметров, таких как плотность среды, вязкость и температура. Они подходят для измерения электропроводных жидкостей и широко используются в коммунальных очистных сооружениях, измерении промышленных стоков, контроле транспортировки агрессивных жидкостей (таких как кислоты, щелочи и солевые растворы) в химической промышленности, а также в металлургии — для измерения потока жидкостей, содержащих твёрдые частицы, например пульпы и грязи. Кроме того, они хорошо зарекомендовали себя в пищевой промышленности при измерении вязких электропроводных жидкостей, таких как соусы и сиропы.

2.2 Преимущества

Высокая адаптивность к среде : При условии, что проводимость среды ≤20 мкСм/см, возможно точное измерение независимо от изменений её вязкости и плотности. Можно измерять жидкости, содержащие частицы, взвешенные вещества, а также агрессивные среды, такие как грязь и пульпа.

Стабильная точность измерений : В пределах диапазона измерения точность может достигать ±0,5 % – ±1,0 % и в меньшей степени зависит от изменений потока.

Нет механического износа и длительный срок службы : В измерительной трубе отсутствуют движущиеся части, измерение осуществляется исключительно за счёт электромагнитной индукции, что исключает механический износ и снижает эксплуатационные расходы.

Минимальные потери давления : Внутренняя стенка измерительной трубы гладкая, поэтому при прохождении жидкости практически отсутствуют потери давления. Подходит для систем с жёсткими требованиями к потерям давления в трубопроводе.

Возможность измерения обратного потока : Благодаря двунаправленным измерительным возможностям может точно фиксировать прямой и обратный поток жидкостей, что делает его пригодным для применения в случаях, когда необходимо контролировать рециркуляцию жидкости.

2.3 Недостатки

Не может измерять непроводящие жидкости : Жидкости с проводимостью ≤20 мкСм/см (например, бензин, дизельное топливо, спирт, дистиллированная вода и т. д.) не могут быть эффективно измерены, что является основным ограничением в применении.

Влияние внешних электромагнитных помех : Если вблизи места установки имеются сильные магнитные поля или источники высокочастотных помех (например, крупные двигатели и трансформаторы), это может повлиять на точность измерений, поэтому необходимо принять меры экранирования.

(3)Ультразвуковой счетчик течения

3.1 Сценарии использования

Ультразвуковые расходомеры используют метод бесконтактного измерения, что исключает необходимость прямого контакта с рабочей средой. Эти приборы подходят для различных сложных условий, например, для контроля потока в трубопроводах большого диаметра в коммунальных системах водоснабжения и отопления, измерения расхода легковоспламеняющихся, взрывоопасных и агрессивных жидкостей в нефтехимической промышленности, а также измерения санитарных жидкостей в пищевой и фармацевтической отраслях. Кроме того, они имеют значительное преимущество при модернизации систем трубопроводов старых объектов, поскольку могут устанавливаться без отключения трубопровода.

3.2 Преимущества

Бесконтактное измерение, высокая адаптивность : Датчик устанавливается на внешней стенке трубы и не нуждается в контакте со средой, что исключает проблему коррозии среды и загрязнения датчика. Может измерять легковоспламеняющиеся, взрывоопасные, высокотоксичные, сильно коррозионные и другие специальные жидкости.

Простота установки без влияния на работу трубопровода : Установка может быть выполнена без отключения трубопровода или остановки производства. Особенно подходит для модернизации систем контроля расхода на старых или крупнодиаметрных трубопроводах, которые нельзя останавливать.

3.3 Недостатки

Сильно зависит от состояния трубопровода : Отложения накипи, коррозия и ржавчина на внутренних стенках трубопровода могут ослаблять ультразвуковой отражённый сигнал, что влияет на точность измерений; некоторые материалы трубопровода могут влиять на измерения.

Значительно зависит от характеристик среды : если среда содержит большое количество пузырьков и взвешенных частиц, это вызовет ультразвуковое рассеяние и увеличит погрешность измерения; точность измерения жидкостей с высокой вязкостью также снизится.

Точность измерения относительно низкая : точность традиционных ультразвуковых расходомеров составляет ±1 % – ±1,5 %, что ниже, чем у турбинных и электромагнитных расходомеров, и затрудняет выполнение требований к высокоточным измерениям.

Ограниченная адаптация к условиям окружающей среды : в условиях высокой температуры, высокой влажности и сильной вибрации стабильность датчика снижается, поэтому необходимо принимать дополнительные защитные меры.

(4) Вortexный расходомер

4.1 Сценарии использования

Вихревые расходомеры работают на основе принципа Кармана и подходят для измерения чистых жидкостей в определённом диапазоне чисел Рейнольдса. Они широко используются для контроля потока охлаждающей воды в промышленных системах охлаждения, учёта подачи маловязких и средневязких жидкостей, таких как растворители и реагенты, в химической промышленности, а также для измерения расхода жидкостей, таких как лёгкое и теплоносительное масло, в энергетической отрасли. Кроме того, они широко применяются для контроля потока холодной и горячей воды в системах кондиционирования и особенно подходят для измерения жидкостей со средней и высокой скоростью течения.

4.2 Преимущества

Простая конструкция и высокая надёжность : В измерительной трубе имеется только один вихревой генератор, нет движущихся частей, низкий риск механических поломок, низкие затраты на обслуживание и длительный срок службы.

Умеренные потери давления : По сравнению с турбинным расходомером потери давления немного выше, но ниже, чем у дроссельного расходомера, и оказывают незначительное влияние на давление в трубопроводной системе.

Высокая измерительная температура : Может измерять высокотемпературные среды и поддерживать до 350° для высокотемпературных сред.

4.3 Недостатки

Существуют определённые требования к чистоте среды : если генератор вихрей покрывается или засоряется примесями или частицами в среде, это повлияет на стабильность образования вихрей и увеличит погрешность измерения. Поэтому он не подходит для жидкостей, содержащих большое количество взвешенных частиц.

Сильно зависит от низкого расхода : при низкой скорости потока жидкости трудно сформировать устойчивую вихревую дорожку Кармана, точность измерения значительно снижается, а в некоторых случаях прибор вообще перестаёт работать нормально, поэтому существует требование к минимальному расходу.

Слабая устойчивость к вибрациям внешние вибрации могут легко влиять на частоту вихревой улицы, что приводит к неправильным измерениям. Поэтому его необходимо устанавливать в условиях с минимальными вибрациями или оснащать устройством компенсации вибраций.

2.4 Типы расходомеров: сравнение основных параметров и анализ адаптивности

(1) Сравнение основных параметров

Тип параметра	турбинный расходомер	Электромагнитный расходомер	Ультразвуковой счетчик течения	Вortexный расходомер
Точность измерения	±0.2%~±1.0%	±0.5%~±1.0%	±1%~±1.5%	±1%~±2.5%
Требования к электропроводности диэлектрика	Без требований	≤20 мкСм/см	Без требований	Без требований
Требования к чистоте среды	Высокие (требуется фильтрация)	Низкие (допускается наличие частиц)	Высокие (наличие частиц влияет на точность)	Высокий (избегать прилипания примесей)
Потеря давления	Маленький	Очень маленький	ничто	Маленький
Расходы на содержание	Высокий (требуется регулярная замена лезвий/подшипников)	Низкий	Низкий	Низкий

(2) Анализ применимости сценариев

На основе приведённого выше сравнения параметров и характеристик производительности каждого расходомера, адаптивность в различных сценариях может быть разделена на три уровня: «высокая адаптивность», «средняя адаптивность» и «не подходит». Конкретная адаптивность следующая:

2.1 Сценарии дозирования высокоточной чистой жидкости (например, заправка готовым топливом и подача жидких лекарств)

2.1.1 Высокая адаптивность: Турбинный расходомер. Его высокая точность от ±0,2% до ±1,0% и высокая повторяемость позволяют удовлетворить измерительные потребности, а также обеспечивает превосходную стабильность в чистых жидкостях с низкой вязкостью.

2.1.2 Средняя адаптивность: Электромагнитный расходомер требует проводимости жидкости и соответствия требованиям по точности. Он имеет большие габариты и неэффективен для непроводящих жидкостей.

2.1.3 Несовместимость: ультразвуковые расходомеры обладают недостаточной точностью, а вихревые расходомеры имеют низкую стабильность при малых расходах.

2.2 Сценарии измерения коррозионных жидкостей, содержащих частицы (например, кислотные и щелочные химические растворы, очистка сточных вод)

2.2.1 Высокая адаптивность: электромагнитные расходомеры устойчивы к коррозии и могут работать со средами, содержащими частицы.

2.2.2 Общая адаптация: ультразвуковой расходомер, бесконтактное измерение позволяет избежать коррозии, однако точность снижается при большом количестве пузырьков или частиц.

2.2.3 Несовместимо: турбинные расходомеры склонны к коррозии и засорению, а вихревые — к накоплению загрязнений на поверхности.

2.3 Сценарии измерения в трубопроводах большого диаметра или при модернизации старых трубопроводов (например, муниципальные системы водоснабжения и отопления)

2.3.1 Высокая адаптивность: ультразвуковые расходомеры. Установка без контакта с потоком не требует резки труб и подходит для труб большого диаметра; электромагнитные расходомеры могут быть вставного типа.

2.3.2 Общая адаптация: электромагнитный расходомер обладает высокой точностью, но для его установки требуется разрезание трубопровода, что затрудняет модификацию.

2.3.3 Несовместимо: турбинные расходомеры используются для труб малого диаметра и не подходят для труб с диаметром более DN200. Вихревые расходомеры не подходят для труб с диаметром более DN300.

3. Основная логика принятия решения при выборе расходомера

На практике при выборе расходомеров необходимо соблюдать принцип «приоритет сценария использования и соответствие параметров». Конкретные шаги принятия решения следующие:

3.1 Определение характеристик среды : Во-первых, определите электропроводность жидкости (является ли она проводящей), чистоту (загрязнение) и вязкость (высокая/средняя/низкая вязкость). Это ключевой момент для исключения несовместимых расходомеров. Например, непроводящие жидкости следует сразу исключить из рассмотрения для электромагнитных расходомеров, а жидкости, содержащие большое количество частиц, — для турбинных расходомеров.

3.2 Требования к точности измерения : Для задач с высокой точностью, таких как коммерческие расчеты и точное дозирование, предпочтительны турбинные или электромагнитные расходомеры; для задач со средней и низкой точностью, таких как обычный контроль и управление процессами, можно выбирать вихревые или ультразвуковые расходомеры.

3.3 Условия трубопровода и окружающей среды : В зависимости от диаметра трубопровода, для трубопроводов выше DN200 предпочтение отдается ультразвуковым расходомерам, а турбинным и ультразвуковым расходомерам — при установке в ограниченном пространстве; вибрация/температура окружающей среды: избегайте выбора вихревых расходомеров при сильной вибрации и выбирайте вихревые расходомеры для высокотемпературных условий.

4. Рекомендации производителей расходомеров

Турбинные, электромагнитные, ультразвуковые и вихревые расходомеры каждый имеет свои сильные и слабые стороны в применении для измерения расхода жидкости, и не существует универсального «единого решения для всех» расходомера. Для достижения точного, стабильного и эффективного измерения расхода требуется комплексная оценка на основе характеристик среды, требований к измерению, условий трубопровода и бюджета.