Jaka jest zasada działania przepływomierzy?

W dziedzinie oprzyrządowania przemysłowego przepływomierze odgrywają kluczową rolę w pomiarze natężenia przepływu cieczy, gazów lub pary. Jako zaufany dostawca przepływomierzy byłem na własne oczy świadkiem różnorodnych zastosowań i znaczenia tych urządzeń w różnych gałęziach przemysłu. W tym poście na blogu zagłębię się w zasady działania różnych typów przepływomierzy, rzucając światło na ich działanie i ich unikalne cechy.

Przepływomierze różnicy ciśnień

Przepływomierze różnicy ciśnień (DP) należą do najczęściej stosowanych typów w przemyśle. Podstawowa zasada przepływomierzy DP opiera się na równaniu Bernoulliego, które stwierdza, że ​​wraz ze wzrostem prędkości płynu maleje jego ciśnienie. Przepływomierz DP zazwyczaj składa się z elementu głównego, takiego jak kryza, zwężka Venturiego lub dysza przepływowa, oraz przetwornika różnicy ciśnień.

Element główny powoduje zwężenie ścieżki przepływu, powodując wzrost prędkości płynu i spadek ciśnienia. Przetwornik różnicy ciśnień mierzy różnicę ciśnień pomiędzy górną i dolną stroną elementu pierwotnego. Znając zależność pomiędzy różnicą ciśnień a natężeniem przepływu, natężenie przepływu można obliczyć za pomocą wzoru matematycznego.

Jedną z zalet przepływomierzy DP jest ich prostota i szerokie spektrum zastosowań. Można ich używać do pomiaru przepływu różnych płynów, w tym cieczy, gazów i pary. Mają one jednak również pewne ograniczenia, takie jak stosunkowo duży spadek ciśnienia, który może skutkować zwiększonym zużyciem energii oraz konieczność regularnej kalibracji w celu utrzymania dokładności.

Przepływomierze wyporowe

Przepływomierze wyporowe (PD) działają poprzez zatrzymanie znanej objętości płynu, a następnie zliczenie, ile razy ta objętość została napełniona i opróżniona. Najpopularniejsze typy przepływomierzy PD obejmują przepływomierze zębate, przepływomierze z przekładnią owalną i przepływomierze z tłokiem obrotowym.

W przepływomierzu zębatym do wychwytywania i transportu płynu służą dwa zazębione koła zębate. Gdy płyn dostaje się do miernika, powoduje obrót kół zębatych. Obrót kół zębatych jest proporcjonalny do objętości płynu przepływającego przez licznik i ten obrót jest wykrywany przez czujnik. Następnie czujnik przekształca obrót w sygnał elektryczny, który można wykorzystać do obliczenia natężenia przepływu.

Przepływomierze PD są znane ze swojej wysokiej dokładności, szczególnie przy niskich natężeniach przepływu. Są również stosunkowo niewrażliwe na zmiany właściwości cieczy, takich jak lepkość i gęstość. Jednakże są one zazwyczaj droższe niż inne typy przepływomierzy i mogą wymagać regularnej konserwacji w celu zapewnienia prawidłowego działania.

Przepływomierze turbinowe

APrzepływomierz turbinowydziała na zasadzie, że prędkość obrotowa wirnika turbiny jest proporcjonalna do natężenia przepływu cieczy przez niego przepływającej. Wirnik turbiny jest umieszczony na drodze przepływu płynu, a gdy płyn przepływa przez łopatki wirnika, powoduje wirowanie wirnika. Obrót wirnika jest wykrywany przez czujnik, taki jak przetwornik magnetyczny lub czujnik efektu Halla, który generuje sygnał elektryczny proporcjonalny do prędkości obrotowej.

Do zalet przepływomierzy turbinowych zalicza się wysoką dokładność, szeroki zakres regulacji i krótki czas reakcji. Są powszechnie stosowane w zastosowaniach, w których wymagany jest dokładny pomiar dużych przepływów, np. w przemyśle naftowym i gazowym, przetwórstwie chemicznym i uzdatnianiu wody. Są one jednak wrażliwe na zmiany lepkości i gęstości płynu, a wirnik turbiny może z biegiem czasu ulegać zużyciu, co może mieć wpływ na dokładność pomiaru.

Przepływomierze wirowe

Przepływomierz wirowydziałają w oparciu o zasadę ulicy wirowej von Kármána. Kiedy płyn przepływa obok korpusu urwiska, takiego jak pręt przesiąkający, tworzy serię naprzemiennych wirów po dolnej stronie korpusu urwiska. Częstotliwość tych wirów jest proporcjonalna do natężenia przepływu płynu.

Przepływomierz wirowy zazwyczaj składa się z pręta rozpraszającego, czujnika wykrywającego wiry i elektronicznego przetwornika przetwarzającego częstotliwość wirów na pomiar natężenia przepływu. Czujnikiem może być czujnik piezoelektryczny, który generuje sygnał elektryczny, gdy zostanie poddany wahaniom ciśnienia powodowanym przez wiry.

Przepływomierze Vortex są znane ze swojej niezawodności, szerokiego zakresu i niskich wymagań konserwacyjnych. Można ich używać do pomiaru przepływu cieczy, gazów i pary w szerokim zakresie prędkości przepływu. Mogą jednak podlegać wpływom turbulencji i wibracji płynu, co może powodować błędy w pomiarze.

Przepływomierze elektromagnetyczne LDG

ThePrzepływomierz elektromagnetyczny LDGdziała na zasadzie prawa indukcji elektromagnetycznej Faradaya. Zgodnie z prawem Faradaya, gdy płyn przewodzący przepływa przez pole magnetyczne, w płynie indukowana jest siła elektromotoryczna (EMF). Wielkość tego pola elektromagnetycznego jest proporcjonalna do prędkości przepływu płynu i siły pola magnetycznego.

Przepływomierz elektromagnetyczny składa się z rurki przepływowej, pary elektrod i cewki magnetycznej. Rurka przepływowa jest wyłożona nieprzewodzącym materiałem, aby zapobiec wyciekaniu prądu elektrycznego. Cewka magnetyczna wytwarza pole magnetyczne w rurze przepływowej, a elektrody służą do pomiaru indukowanego pola elektromagnetycznego.

Przepływomierze elektromagnetyczne idealnie nadają się do pomiaru przepływu cieczy przewodzących, takich jak woda, ścieki i zawiesiny. Mają kilka zalet, w tym wysoką dokładność, brak ruchomych części i niski spadek ciśnienia. Wymagają jednak, aby płyn był przewodzący, a na dokładność pomiaru mogą wpływać zmiany przewodności płynu.

Przepływomierze ultradźwiękowe

Przepływomierze ultradźwiękowe wykorzystują fale ultradźwiękowe do pomiaru natężenia przepływu płynu. Istnieją dwa główne typy przepływomierzy ultradźwiękowych: przepływomierze czasu przejścia i przepływomierze Dopplera.

Przepływomierze czasu przejścia mierzą różnicę w czasie potrzebnym falom ultradźwiękowym na przemieszczanie się w górę i w dół płynu. Na czasy przejścia w górę i w dół wpływa prędkość przepływu płynu. Mierząc różnicę w czasach przejścia, można obliczyć prędkość przepływu.

Z drugiej strony przepływomierze dopplerowskie mierzą przesunięcie częstotliwości fal ultradźwiękowych rozproszonych przez cząstki lub pęcherzyki w płynie. Przesunięcie częstotliwości jest proporcjonalne do prędkości przepływu płynu.

Przepływomierze ultradźwiękowe są bezinwazyjne, co oznacza, że ​​można je montować na zewnątrz rury, bez konieczności nacinania jej. Nadają się do pomiaru przepływu zarówno płynów czystych, jak i brudnych. Jednakże może na nie wpływać obecność pęcherzyków powietrza lub ciał stałych w płynie, a dokładność pomiaru może być ograniczona przy niskich natężeniach przepływu.

Wniosek

Podsumowując, dostępnych jest kilka typów przepływomierzy, każdy z własną zasadą działania, zaletami i ograniczeniami. Wybór przepływomierza zależy od różnych czynników, takich jak rodzaj mierzonej cieczy, zakres natężenia przepływu, wymagana dokładność i warunki instalacji.

Jako dostawca przepływomierzy rozumiem znaczenie zapewnienia naszym klientom odpowiedniego przepływomierza do ich konkretnych zastosowań. Oferujemy szeroką gamę przepływomierzy, w tym przepływomierze różnicowe, przepływomierze wyporowe, przepływomierze turbinowe, przepływomierze wirowe, przepływomierze elektromagnetyczne LDG i przepływomierze ultradźwiękowe. Nasz zespół ekspertów pomoże Ci wybrać przepływomierz najbardziej odpowiedni do Twoich potrzeb oraz zapewni profesjonalną instalację, kalibrację i usługi konserwacyjne.

Jeśli szukasz niezawodnego dostawcy przepływomierzy lub masz pytania dotyczące przepływomierzy, nie wahaj się z nami skontaktować. Dokładamy wszelkich starań, aby zapewnić Państwu produkty wysokiej jakości i doskonałą obsługę klienta. Współpracujmy, aby znaleźć idealne rozwiązanie przepływomierza dla Twojej firmy.

Referencje

• ISO 5167: Pomiar przepływu płynu za pomocą urządzeń różnicujących ciśnienie umieszczonych w pełnych przewodach o przekroju kołowym
• API MPMS Rozdział 5: Pomiar przepływu
• ASME MFC-3M: Pomiar przepływu płynu w zamkniętych przewodach przy użyciu kryzy, dyszy i zwężki Venturiego