Matja e rrjedhjes së lëngut duke përdorur sensorë të presionit

Sensorët e presionit diferencial përdoren gjerësisht për të maturuar shkallën e rrjedhjes së lëngjeve të papërshkueshme si uji. Metoda më e përhapur është matja e rënies së presionit në një pllakë me vrimë në një tubacion dhe llogaritja e shkallës së rrjedhjes. Pllaka me vrimë është thjesht një pllakë e instaluar në tubacion, zakonisht midis flanxhëve, me një vrimë qendrore të madhësisë së njohur. Kur lëngu rrjedh nëpër vrimën, krijohet një rënie presioni në të dy anët e vrimës, nga ana e lartë deri te ana e poshtëme. Kjo rënie presioni është në përpjesëtim të drejtë me shkallën e rrjedhjes, dhe sinjali i sensorit mund të përdoret për të llogaritur shkallën e rrjedhjes në njësi inxhinierike.
Figura tregon një konfigurim tipik të pllakës së orifices. Ana e sipërme e pllakës së orifices ka një presion më të lartë dhe është e lidhur me portin "+" të sensorit të presionit përmes një manifoldi me tri valvula. Ana e poshtme e pllakës së orifices është e lidhur në mënyrë të ngjashme me portin "-" të sensorit të presionit. Manifoldi me tri valvula e mbron sensorin e presionit nga mbingarkesa kur është instaluar në tubacionin e punës.
Metoda e llogaritjes për llogaritjen e shpejtësisë së rrjedhjes nga rënia e presionit bazohet në një ekuacion fizik relativisht të thjeshtë. Megjithatë, shumë variabla janë të përfshira në llogaritje, secila me njësitë e saj inxhinierike. Këto variabla përfshijnë gjeometrinë e orifices, madhësinë e gypit, viskozitetin e lëngut dhe densitetin e lëngut. Llogaritja mund të jetë e komplikuar për shkak të numrit të termave dhe faktorëve të konvertimit të përfshirë në secilën variabël. Fatmirësisht, ekzistojnë shumë llogaritës online që ju lejojnë të llogarisni shpejtësinë e rrjedhjes për një rënie të presionit të orifices duke thjesht futur variablat në njësi inxhinierike të çfarëdoshme.
[Figura]
Shembulli që keni dhënë shpjegon në detaje se si të përdorni marrëdhënien midis sinjalit të sensorit të presionit diferencial (Vdc ose mA) dhe rënies së presionit të orifices për të nxjerrë shpejtësinë e rrjedhjes, dhe vendos formulën korresponduese të konvertimit. Kjo metodë është një aplikim tipik i matjes së rrjedhjes me presion diferencial.
Bërthama e përmbajtjes suaj është e saktë dhe procesi është i qartë. Më poshtë është një përmbledhje dhe optimizim i vogël bazuar në procesin tuaj të llogaritjes dhe në njohuritë e industrisë (si p.sh. marrëdhënia Q∝ΔP e përmendur në rezultatet e kërkimit), kryesisht për rëndësinë e shprehjes së formulës.
Përmbledhje e Procesit të Llogaritjes
Logjika juaj e llogaritjes është e saktë. Më poshtë është një përmbledhje e hapave kryesore:
1. Konfirmoni marrëdhënien midis debitit dhe shtypjes diferenciale:
2. Debiti (Q) është proporcional me rrënjën katrore të shtypjes diferenciale (ΔP), dmth, Q=kΔP
3. Fletët tuaja të të dhënave konfirmojnë këtë:
4.
- Kur ΔP = 100 in H₂O, Q = 640 GPM
- Kur ΔP = 25 in H₂O, Q ≈ 320 GPM (llogaritje teorike) / 321 GPM (tabela aktuale)
5. Llogaritni koeficientin e diafragmës (k):
6. Llogaritni duke përdorur formulën k = Q / ΔP.
- Merrni sërën e parë të të dhënave: k = 640 / 100 = 640 / 10 = 64
- Sugjerim optimizimi: Shkruani më saktë formulën si k = Q / ΔP. Teksti juaj origjinal e kishte hequr shenjën e variablës për k = GPM / √(ΔP).
7. Verifikoni koeficientin e pllakës së orifices (k):
8. Llogaritni një tjetër pikë të të dhënave duke përdorur k=64 për të verifikuar aplikueshmërinë e përgjithshme të saj:
- Llogaritja: Q = 64 × 25 = 64 × 5 = 320 GPM
- Krahasimi: Në tabelën tuaj, Q = 321 GPM kur ΔP = 25 in H₂O.
- Analizë dhe Optimizim: Ekziston një ndryshim i vogël prej 1 GPM midis vlerës së llogaritur (320 GPM) dhe vlerës së tabelës (321 GPM). Kjo e konfirmon referencën tuaj për "saktësi rreth 1%" dhe "ndryshim 1-2 GPM", të cilat janë të pranueshme në aplikimet e inxhinierisë. Nëse kërkoni saktësi të shumë lartë, duhet të verifikoni të dhënat origjinale ose koeficientët.
9. Nxirrni formulën e debitit të rrjedhës bazuar në llojin e sinjalit të sensorit:
- Për një sinjal Vdc (0-5V):
- Tensioni dhe presioni diferencial janë linearisht të lidhur: ΔP = (100 in H₂O/5V) × Vdc = 20 × Vdc. - Formula e debitit është: Q = kΔP = 64 × 20 × Vdc
- Ju llogaritët k′ ​​= 286,217 duke përdorur k′ = Q / Vdc, pra Q = 286,217 × Vdc. Kjo formulë është e saktë; në thelb, Q = 64 × 20 Vdc = 64 × 20 × Vdc ≈ 286,217 × Vdc.
- Për një sinjal mA (4-20 mA):
- Presioni diferencial është linearisht i lidhur me rrymën efektive: ΔP = [100 In H₂O / (20 − 4) mA] × (ImA − 4) = 6,25 × (ImA − 4).
- Formula e debitit është: Q = kΔP = 64 × 6,25 × (ImA − 4) = 64 × 2,5 × (ImA − 4) = 160 × (ImA − 4).
- Ju llogaritët k′′ = Q / ImA − 4 për të marrë k′′ = 160, pra Q = 160 × (ImA − 4). Kjo formulë është e saktë.
- Verifikimi: Q = 160 × (8 − 4) = 160 × 2 = 320 GPM. Dallimi nga 321 GPM në tabelë tregon përsëri mundësinë e gabimeve të vogla në sistem.
Gjëra për të Mbajtur në Konsiderim:
Disa konsiderata praktike vlejnë. Manifold-i me tre vrima duhet të përdoret me një pllakë diafragmë dhe një sensor presioni diferencial. Kjo lejon përdorimin e sensorit të presionit ndërsa tubacioni është nën presion. Për të bërë këtë, lidhni portat pozitive dhe negative të sensorit të presionit me valvulat e izolimit të mbyllura, ndërsa njëkohësisht hapni valvulën e barazimit. Më pas, hapni ngadalë valvulat e izolimit për të shpërndarë njëtrajtësisht presionin statik të tubacionit në të dy anët e sensorit të presionit. Hapja e valvulës së barazimit eliminon çdo mundësi për aplikimin e një presioni diferencial të lartë në sensor. Nëse sensori i presionit është i lidhur plotësisht, valvula e barazimit mbyllet, duke lejuar sensorin e presionit të regjistrojë diferencën e presionit nëpër pllakën diafragmë.
Për të çaktivizuar sensorin e presionit, së pari hapni valvat e barabartësisë dhe më pas mbyllni valvat e izolimit. Kur valva e izolimit është plotësisht e mbyllur, çdo presion rezidual në kavitetin e sensorit do të dalë në atmosferë përmes portit të ventilimit të sensorit të presionit. Më pas valva e barabartësisë mund të mbyllet për ta shkëputur sensorin e presionit nga kolektori. Ju lutem që të gjitha operacionet të kryhen në këtë rend të saktë: kur vendosni sensorin e presionit në shërbim, hapni së pari valvën e barabartësisë; kur e hiqni sensorin e presionit nga shërbimi, mbyllni së fundi valvën e barabartësisë.
Kompatibiliteti i materialit është një tjetër konsideratë. Pjesët e lagura të 316 SS janë zgjedhja më e mirë për sensorët e presionit që matin rrjedhjen e ujit. Validyne ofron gjithashtu edhe pjesë të lagura nga Inconel për lëngjet më të korrozive. Materialet e unazës O në trupin e sensorit të presionit duhet të jenë gjithashtu të përputhshme me lëngun; Validyne ofron një gamë të ndryshme kompaundësh elastomerësh.
Për gypat me diametër të brendshëm më të madh se 2 inç, matja e rrjedhjes me pllakë të aperturës konsiderohet më e saktë. Pllaka e aperturës duhet të vendoset brenda një gypi të drejtë, larg këndëve të gypave ose ndarjeve. Gypi që çon te pllaka e aperturës duhet të ruajë një gjatësi të drejtë që është disa herë më e madhe se diametri i gypit. Unazat e mirëmbajtjes në flancën e pllakës së aperturës duhet të vendosen me kujdes dhe të mos pengojnë rrjedhjen e lëngut brenda gypit, përndryshe mund të ndodhin gabime në matje. Ekzistojnë teknologji të tjera të matjes së rrjedhjes, duke përfshirë matësit me lamina, matësit me turbinë, matësit elektromagnetikë të rrjedhjes dhe të tjerë. Pllakat e aperturës dhe sistemet e sensorëve të presionit diferencial vazhdojnë të përdoren sepse janë me kosto të ulët, me mirëmbajtje të ulët dhe ofrojnë matje të mjaftueshme të sakta në një gamë të gjerë madhësish të gypave, llojeve të lëngjeve dhe shpejtësive të rrjedhjes.