Průtok je běžně používaný parametr řízení procesů v průmyslových výrobních procesech. V současné době je na trhu přibližně více než 100 různých průtokoměrů. Jak by si uživatelé měli vybrat produkty s vyšším výkonem a cenou? Dnes se seznámíme s výkonnostními charakteristikami průtokoměrů.
Porovnání různých průtokoměrů
Typ diferenčního tlaku
Technologie měření diferenčního tlaku je v současnosti nejrozšířenější metodou měření průtoku, která dokáže měřit průtok jednofázových kapalin a kapalin za vysokých teplot a tlaků za různých provozních podmínek. V 70. letech 20. století tato technologie kdysi představovala 80 % tržního podílu. Průtokoměr diferenčního tlaku se obvykle skládá ze dvou částí: škrticího zařízení a převodníku. Škrticí zařízení, clony, trysky, Pitotovy trubice, trubice pro měření rovnoměrné rychlosti atd. Funkcí škrticího zařízení je zmenšovat proudící kapalinu a vytvářet rozdíl mezi jejím prouděním proti proudu a prouděním. Mezi různými škrticími zařízeními je clona nejčastěji používaná díky své jednoduché konstrukci a snadné instalaci. Má však přísné požadavky na rozměry pro zpracování. Pokud je zpracována a instalována v souladu se specifikacemi a požadavky, lze po kvalifikaci kontroly provádět měření průtoku v rozsahu nejistoty a není nutné provádět ověření kapaliny.
Všechna škrticí zařízení mají nenahraditelnou tlakovou ztrátu. Největší tlaková ztráta je v otvoru s ostrou hranou, což je 25 % – 40 % maximálního rozdílu přístroje. Tlaková ztráta Pitotovy trubice je velmi malá a lze ji zanedbat, ale je velmi citlivá na změny profilu kapaliny.
Typ proměnné oblasti
Typickým představitelem tohoto typu průtokoměru je rotametr. Jeho mimořádnou výhodou je, že je přímočarý a při měření na místě nevyžaduje externí napájení.
Rotametry se podle způsobu výroby a materiálů dělí na skleněné rotametry a rotametry s kovovou trubkou. Průtokoměr se skleněným rotorem má jednoduchou konstrukci, poloha rotoru je jasně viditelná a snadno čitelná. Používá se nejčastěji pro normální teplotu, normální tlak, transparentní a korozivní média, jako je vzduch, plyn, argon atd. Rotametry s kovovou trubkou jsou obvykle vybaveny magnetickými indikátory připojení, používají se v situacích s vysokou teplotou a vysokým tlakem a mohou přenášet standardní signály pro použití se záznamníky atd. k měření kumulativního průtoku.
V současné době je na trhu vertikální průtokoměr s proměnnou plochou a kuželovou hlavicí s pružinovou úpravou. Nemá kondenzační typ a vyrovnávací komoru. Má měřicí rozsah 100:1 a lineární výstup, což je nejvhodnější pro měření páry.
Oscilační
Vírový průtokoměr je typickým představitelem oscilačních průtokoměrů. Jeho účelem je umístit neprůchodný objekt do směru proudění kapaliny a kapalina za ním vytvoří dva pravidelné asymetrické vírové řady. Frekvence vírového sledu je úměrná rychlosti proudění.
Charakteristickými znaky této metody měření jsou absence pohyblivých částí v potrubí, opakovatelnost naměřených hodnot, dobrá spolehlivost, dlouhá životnost, široký lineární rozsah měření, téměř neovlivněnost změnami teploty, tlaku, hustoty, viskozity atd. a nízká tlaková ztráta. Vysoká přesnost (přibližně 0,5 % - 1 %). Provozní teplota může dosáhnout více než 300 ℃ a provozní tlak může dosáhnout více než 30 MPa. Rozložení rychlosti kapaliny a pulzující proudění však ovlivní přesnost měření.
Různá média mohou používat různé technologie snímání vírů. Pro páru lze použít vibrační disk nebo piezoelektrický krystal. Pro vzduch lze použít tepelnou nebo ultrazvukovou metodu. Pro vodu jsou použitelné téměř všechny technologie snímání. Stejně jako u clon je i u vírů... Součinitel průtoku uliční průtokoměr je také určen sadou rozměrů.
Elektromagnetické
Tento typ průtokoměru využívá k detekci průtoku velikost indukovaného napětí generovaného průtokem vodivého proudu magnetickým polem. Je proto vhodný pouze pro vodivá média. Teoreticky není tato metoda ovlivněna teplotou, tlakem, hustotou a viskozitou kapaliny, poměr rozsahu může dosáhnout 100:1, přesnost je asi 0,5 %, použitelný průměr potrubí je od 2 mm do 3 m a je široce používán při měření průtoku vody, kalu, buničiny nebo korozivních médií.
Kvůli slabému signálu,elektromagnetický průtokoměrje obvykle pouze 2,5–8 mV v plném rozsahu a průtok je velmi malý, jen několik milivoltů, což je náchylné k vnějšímu rušení. Proto je nutné, aby kryt vysílače, stíněný vodič, měřicí potrubí a potrubí na obou koncích vysílače byly uzemněny a aby byl nastaven samostatný uzemňovací bod. Nikdy nepřipojujte motory, elektrické spotřebiče atd. k veřejnému uzemnění.
Ultrazvukový typ
Nejběžnějšími typy průtokoměrů jsou Dopplerovy průtokoměry a průtokoměry s časovým rozdílem. Dopplerovský průtokoměr detekuje průtok na základě změny frekvence zvukových vln odražených pohybujícím se cílem v měřené kapalině. Tato metoda je vhodná pro měření vysokorychlostních kapalin. Není vhodná pro měření nízkorychlostních kapalin, přesnost je nízká a je vyžadována vysoká hladkost vnitřní stěny potrubí, ale jeho zapojení je jednoduché.
Průtokoměr s časovým rozdílem měří průtok podle časového rozdílu mezi šířením ultrazvukových vln v dopředném a zpětném směru ve vstřikované kapalině. Vzhledem k malé velikosti časového rozdílu jsou požadavky na elektronický obvod vysoké, aby byla zajištěna přesnost měření, a proto se odpovídajícím způsobem zvyšují náklady na měřič. Průtokoměr s časovým rozdílem je obecně vhodný pro čistě laminární proudění kapalin s rovnoměrným rychlostním polem proudění. Pro turbulentní kapaliny lze použít vícepaprskové průtokoměry s časovým rozdílem.
Obdélník hybnosti
Tento typ průtokoměru je založen na principu zachování momentu hybnosti. Kapalina působí na rotující část, aby ji roztočila, a rychlost rotující části je úměrná průtoku. Poté se k převodu rychlosti na elektrický signál pro výpočet průtoku použijí metody, jako je magnetismus, optika a mechanické čítání.
Turbínový průtokoměr je nejrozšířenějším a nejpřesnějším typem tohoto typu přístroje. Je vhodný pro plynná i kapalná média, ale jeho konstrukce se mírně liší. U plynu je jeho úhel oběžného kola malý a počet lopatek velký. Přesnost turbínového průtokoměru může dosáhnout 0,2 % až 0,5 % a v úzkém rozsahu může dosáhnout až 0,1 % a poměr otáčení je 10:1. Tlaková ztráta je malá a tlaková odolnost vysoká, ale existují určité požadavky na čistotu kapaliny a je snadno ovlivněna hustotou a viskozitou kapaliny. Čím menší je průměr otvoru, tím větší je náraz. Stejně jako u clony se ujistěte, že před a za místem instalace je dostatečný prostor. Rovný úsek potrubí zabraňuje otáčení kapaliny a změně úhlu působení lopatek.
Pozitivní posunutí
Princip fungování tohoto typu přístroje spočívá v měření přesného pohybu pevného množství kapaliny při každé otáčce rotujícího tělesa. Konstrukce přístrojů se liší, například u průtokoměrů s oválným ozubeným kolem, rotačních pístových průtokoměrů, průtokoměrů se škrabkou atd. Rozsah průtokoměrů s oválným ozubeným kolem je relativně velký a může dosáhnout 20:1, a přesnost je vysoká, ale pohyblivé ozubené kolo se snadno zasekne v kapalině v důsledku nečistot. Jednotkový průtok průtokoměrů s rotačním pístem je velký, ale z konstrukčních důvodů je objem úniku relativně vysoký. Velký, nízká přesnost. Objemový průtokoměr je v podstatě nezávislý na viskozitě kapaliny a je vhodný pro média, jako je tuk a voda, ale není vhodný pro média, jako je pára a vzduch.
Každý z výše uvedených průtokoměrů má své výhody a nevýhody, ale i když se jedná o stejný typ průtokoměru, produkty od různých výrobců mají odlišné konstrukční vlastnosti.
Čas zveřejnění: 15. prosince 2021