Virtausnopeus on yleisesti käytetty prosessinohjausparametri teollisissa tuotantoprosesseissa. Tällä hetkellä markkinoilla on noin yli 100 erilaista virtausmittaria. Miten käyttäjien tulisi valita suorituskykyisempiä ja edullisempia tuotteita? Tänään autamme kaikkia ymmärtämään virtausmittareiden suorituskykyominaisuudet.
Eri virtausmittareiden vertailu
Paine-erotyyppi
Paine-eromittaustekniikka on tällä hetkellä yleisimmin käytetty virtausmittausmenetelmä, jolla voidaan mitata lähes yksifaasisten nesteiden ja nesteiden virtausta korkeassa lämpötilassa ja paineessa erilaisissa käyttöolosuhteissa. 1970-luvulla tämä tekniikka muodosti aikoinaan 80 % markkinaosuudesta. Paine-erovirtausmittari koostuu yleensä kahdesta osasta: kuristuslaitteesta ja lähettimestä. Kuristuslaitteet, yleiset aukkolevyt, suuttimet, pitot-putket, tasanopeusputket jne. Kuristuslaitteen tehtävänä on kutistaa virtaavaa nestettä ja tehdä ero sen ylä- ja alavirran välillä. Erilaisista kuristuslaitteista aukkolevy on yleisimmin käytetty yksinkertaisen rakenteensa ja helpon asennuksensa vuoksi. Sillä on kuitenkin tiukat vaatimukset käsittelymitoille. Niin kauan kuin se on käsitelty ja asennettu spesifikaatioiden ja vaatimusten mukaisesti, virtausmittaus voidaan suorittaa epävarmuusalueella tarkastuksen jälkeen, eikä varsinaista nesteen tarkastusta tarvita.
Kaikilla kuristuslaitteilla on korjaamaton painehäviö. Suurin painehäviö on teräväreunaisessa suuaukossa, joka on 25–40 % laitteen maksimipainehäviöstä. Pitot-putken painehäviö on hyvin pieni ja se voidaan jättää huomiotta, mutta se on erittäin herkkä nesteprofiilin muutoksille.
Muuttuvan alueen tyyppi
Tyypillinen esimerkki tällaisesta virtausmittarista on rotametri. Sen merkittävä etu on, että se on suora eikä vaadi ulkoista virtalähdettä paikan päällä mitattaessa.
Rotametrit jaetaan lasirotametriin ja metalliputkirotametriin valmistuksen ja materiaalien mukaan. Lasiroottorivirtausmittarilla on yksinkertainen rakenne, roottorin asento on selvästi näkyvissä ja se on helppo lukea. Sitä käytetään enimmäkseen normaalissa lämpötilassa, normaalipaineessa, läpinäkyvissä ja syövyttävissä väliaineissa, kuten ilmassa, kaasussa, argonissa jne. Metalliputkirotametereissa on yleensä magneettiset liitäntäindikaattorit, joita käytetään korkeissa lämpötiloissa ja paineissa, ja ne voivat lähettää standardisignaaleja, joita käytetään piirtureiden jne. kanssa kumulatiivisen virtauksen mittaamiseen.
Tällä hetkellä markkinoilla on pystysuuntainen muuttuvan pinta-alan virtausmittari, jossa on kuormitettu jousikartiopää. Siinä ei ole lauhduttavaa tyyppiä eikä puskurikammiota. Sen mittausalue on 100:1 ja sillä on lineaarinen lähtö, mikä sopii parhaiten höyryn mittaamiseen.
Värähtelevä
Vortex-virtausmittari on tyypillinen esimerkki värähtelevistä virtausmittareista. Siinä virtaussuuntaan asetetaan epäsuora kappale, jonka taakse neste muodostaa kaksi säännöllistä epäsymmetristä pyörreriviä. Pyörrejunan taajuus on verrannollinen virtausnopeuteen.
Tämän mittausmenetelmän ominaisuuksia ovat liikkuvien osien puuttuminen putkistosta, lukemien toistettavuus, hyvä luotettavuus, pitkä käyttöikä, laaja lineaarinen mittausalue, lähes riippumaton lämpötilan, paineen, tiheyden, viskositeetin jne. muutoksista sekä pieni painehäviö. Korkea tarkkuus (noin 0,5–1 %). Sen käyttölämpötila voi olla yli 300 ℃ ja käyttöpaine yli 30 MPa. Nesteen nopeusjakauma ja sykkivä virtaus vaikuttavat kuitenkin mittaustarkkuuteen.
Erilaisissa väliaineissa voidaan käyttää erilaisia pyörrevirtausmittaustekniikoita. Höyrylle voidaan käyttää värähtelevää kiekkoa tai pietsosähköistä kidettä. Ilmalle voidaan käyttää lämpö- tai ultraäänimittauksia. Vedelle lähes kaikki mittaustekniikat soveltuvat. Kuten aukkolevyt, pyörrevirtausmittarin virtauskerroin määräytyy myös mittojen perusteella.
Sähkömagneettinen
Tämän tyyppinen virtausmittari käyttää magneettikentän läpi kulkevan johtavan virtauksen synnyttämän indusoituneen jännitteen suuruutta virtauksen mittaamiseen. Siksi se soveltuu vain johtaville väliaineille. Teoriassa tähän menetelmään eivät vaikuta nesteen lämpötila, paine, tiheys tai viskositeetti, mittausalue voi olla jopa 100:1, tarkkuus on noin 0,5 %, sovellettava putken halkaisija on 2 mm - 3 m, ja sitä käytetään laajalti veden ja mudan, sellun tai syövyttävien väliaineiden virtausmittauksessa.
Heikon signaalin vuoksi,sähkömagneettinen virtausmittarion yleensä vain 2,5–8 mV täydellä skaalalla, ja virtausnopeus on hyvin pieni, vain muutamia millivoltteja, mikä on altis ulkoisille häiriöille. Siksi on välttämätöntä, että lähettimen kotelo, suojattu johdin, mittausputki ja putket lähettimen molemmissa päissä on maadoitettava ja asetettava erilliseen maadoituspisteeseen. Älä koskaan kytke moottoreiden, sähkölaitteiden jne. julkiseen maadoitukseen.
Ultraäänityyppi
Yleisimmät virtausmittarityypit ovat Doppler-virtausmittarit ja aikaerovirtausmittarit. Doppler-virtausmittari mittaa virtausnopeuden mitattavan nesteen liikkuvan kohteen heijastamien ääniaaltojen taajuuden muutoksen perusteella. Tämä menetelmä soveltuu suurnopeuksisten nesteiden mittaamiseen. Se ei sovellu hitaiden nesteiden mittaamiseen, ja sen tarkkuus on alhainen, ja putken sisäseinämän sileyden on oltava korkea, mutta sen kytkentä on yksinkertainen.
Aikaerovirtausmittari mittaa virtausnopeutta ultraääniaaltojen etenemisen ja taaksepäin etenemisen välisen aikaeron perusteella ruiskutusnesteessä. Koska aikaeron suuruus on pieni, mittaustarkkuuden varmistamiseksi elektroniselle piirille asetetaan korkeat vaatimukset, ja mittarin hinta kasvaa vastaavasti. Aikaerovirtausmittari soveltuu yleensä puhtaalle laminaarivirtaukselle, jossa virtausnopeuskenttä on tasainen. Turbulensseille nesteille voidaan käyttää monisädeaikaerovirtausmittareita.
Momentum-suorakulmio
Tämän tyyppinen virtausmittari perustuu liikemäärän säilymisperiaatteeseen. Neste iskee pyörivään osaan, jolloin se pyörii, ja pyörivän osan nopeus on verrannollinen virtausnopeuteen. Sitten käytetään menetelmiä, kuten magnetismia, optiikkaa ja mekaanista laskentaa, nopeuden muuntamiseksi sähköiseksi signaaliksi virtausnopeuden laskemiseksi.
Turbiinivirtausmittari on yleisimmin käytetty ja erittäin tarkka tämäntyyppinen laite. Se soveltuu kaasuille ja nesteille, mutta sen rakenne on hieman erilainen. Kaasulle sen juoksupyörän kulma on pieni ja lapojen lukumäärä suuri. Turbiinivirtausmittarin tarkkuus voi olla 0,2–0,5 %, ja se voi saavuttaa 0,1 % kapealla alueella, ja säätösuhde on 10:1. Painehäviö on pieni ja paineenkestävyys korkea, mutta sillä on tiettyjä vaatimuksia nesteen puhtaudelle, ja nesteen tiheys ja viskositeetti vaikuttavat siihen helposti. Mitä pienempi reiän halkaisija, sitä suurempi isku. Kuten aukkolevyn kohdalla, varmista, että asennuskohdan edessä ja takana on riittävästi ilmaa. Suora putkiosa estää nesteen pyörimisen ja muuttaa lapojen toimintakulmaa.
Positiivinen siirtymä
Tämän tyyppisen laitteen toimintaperiaate on mitata kiinteän nestemäärän tarkkaa liikettä pyörivän kappaleen jokaisella kierroksella. Laitteen rakenne on erilainen, kuten soikea hammaspyörävirtausmittari, kiertomäntävirtausmittari, kaavinvirtausmittari ja niin edelleen. Soikean hammaspyörän virtausmittarin mittausalue on suhteellisen suuri, voi olla jopa 20:1, ja tarkkuus on korkea, mutta liikkuvaan hammaspyörään voi helposti juuttua nesteen epäpuhtaudet. Pyörivän männän virtausmittarin yksikkövirtausnopeus on suuri, mutta rakenteellisista syistä vuotomäärä on suhteellisen suuri. Suuri ja tarkkuus huono. Syrjäytysvirtausmittari on periaatteessa riippumaton nesteen viskositeetista ja sopii esimerkiksi rasvan ja veden kaltaisille väliaineille, mutta ei sovellu esimerkiksi höyryn ja ilman kaltaisille väliaineille.
Jokaisella edellä mainitulla virtausmittarilla on omat etunsa ja haittansa, mutta vaikka kyseessä olisi sama mittarityyppi, eri valmistajien tarjoamilla tuotteilla on erilaiset rakenteelliset ominaisuudet.
Julkaisun aika: 15.12.2021