Преимущества и недостатки различных газовых счетчиков

1. Мембранный газовый счетчик

Измеряемый газ поступает через входное отверстие счетчика, заполняет внутреннее пространство и попадает в измерительные камеры 2 и 4 через открытое отверстие клапана. Под действием разницы давления газа по обе стороны мембраны происходит движение мембраны измерительной камеры, заставляя газ в измерительных камерах 1 и 3 выходить через клапан и распределительную камеру. Когда мембрана достигает крайнего положения, инерция вращающегося механизма заставляет крышку клапана двигаться в противоположном направлении. Измерительные камеры 1 и 3 соединены с входом, а камеры 2 и 4 — с выходом. Мембрана совершает одно движение туда и обратно, завершая один оборот. В этот момент показания счетчика должны соответствовать расходу за один оборот (т.е. эффективному объему измерительной камеры). Накопленное значение расхода мембранного счетчика представляет собой произведение расхода за один оборот и количества оборотов.

※ Преимущества

Мембранные счетчики имеют много преимуществ. Во-первых, диапазон измерения относительно широк, достигая 1:160, что особенно подходит для пользователей с большими колебаниями расхода. Это также причина их широкого использования в таких областях, как гостиницы, рестораны и столовые. Низкая стоимость, высокая точность, безопасность и надежность, а также долговечность — все это их преимущества.

※ Недостатки

Мембранные газовые счетчики могут использоваться только для измерения низкого давления, и обычно Pmax (максимальное рабочее давление) не может превышать 50 кПа.

2. Дифференциальный расходомер

Дифференциальный расходомер основан на уравнении Бернулли и уравнении неразрывности потока. Согласно принципу дросселирования, когда жидкость протекает через дросселирующий элемент (например, стандартную диафрагму, стандартное сопло, сопло с длинным диаметром, классическое сопло Вентури, сопло Вентури и т. д.), перед ним и после него возникает разница давлений, и это значение перепада давления пропорционально квадрату расхода. В дифференциальных расходомерах дросселирующее устройство со стандартной диафрагмой широко используется благодаря своей простой конструкции, низкой стоимости изготовления, тщательным исследованиям и стандартизации. Дифференциальные расходомеры обычно состоят из дросселирующих устройств (дросселирующих элементов, измерительных трубок, прямых участков трубопровода, регуляторов расхода, трубопроводов для измерения давления) и дифференциальных манометров. В ситуациях, когда требуется высокая точность из-за изменений рабочих условий, необходимы манометры (датчики или преобразователи), термометры (датчики или преобразователи), вычислители расхода и т. д. При нестабильности компонентов также требуются онлайн-измерители плотности (или хроматографы).

※ Преимущества:

(1) Наиболее широко используемый расходомер с диафрагмой имеет простую и прочную конструкцию, стабильную и надежную работу, длительный срок службы и низкую цену.

(2) Диапазон применения чрезвычайно широк, и в настоящее время нет типа расходомера, который мог бы сравниться с ним. Можно измерять все однофазные жидкости, включая жидкость, газ и пар, а также некоторые многофазные потоки.

(3) Компоненты обнаружения, преобразователи и индикаторы производятся разными производителями, что облегчает экономичное производство.

(4) Стандартный дифференциальный расходомер с дросселирующим устройством не требует калибровки по реальному расходу и может быть введен в эксплуатацию.

※ Недостатки:

(1) Повторяемость и точность измерений, как правило, низкие.

(2) Узкий диапазон, из-за квадратичной зависимости между сигналом дифференциального давления и расходом, общий диапазон составляет всего 3:1~4:1.

(3) Высокие требования к установке на месте, требуется длинный прямой участок трубопровода.

(4) Высокие потери давления (относится к диафрагмам, соплам и т. д.).

Обзор применения:

Дифференциальный расходомер имеет широкий спектр применения, включая измерение расхода в закрытых трубопроводах для различных сред: однофазных, многофазных, чистых, загрязненных, вязких потоков и т. д.; с точки зрения рабочих условий: нормальное давление, высокое давление, вакуум, нормальная температура, высокая температура, низкая температура и т. д.; с точки зрения диаметра трубы: от нескольких миллиметров до нескольких метров; с точки зрения условий потока: дозвуковой, звуковой, пульсирующий поток и т. д. Он составляет примерно от 1/4 до 1/3 от общего использования расходомеров в различных отраслях промышленности.

3. Вихревой расходомер

В поток жидкости помещается не обтекаемый генератор вихрей, и жидкость попеременно отделяется и образует два ряда регулярно расположенных вихревых дорожек по обе стороны от генератора вихрей. В определенном диапазоне скоростей потока (число Рейнольдса) частота отрыва вихрей пропорциональна объемному расходу жидкости, проходящей через вихревой расходомер.

※ Преимущества:

(1) Простая и прочная конструкция, легкость в обслуживании и минимальные требования к техническому обслуживанию.

(2) Подходит для различных типов жидкостей.в виде жидкостей, газов, паров и частично смешивающихся жидкостей.

(3) Высокая точность, обычно в пределах ± 1% R ~ ± 2% R

(4) Широкий диапазон, до 20:1 ~ 10:1

(5) Потери давления невелики, примерно 1/4 ~ 1/2 от диафрагменного расходомера.

(6) Выходной импульсный частотный сигнал, подходящий для измерения общего количества и подключения к компьютеру, без дрейфа нуля.

(7) В определенном диапазоне чисел Рейнольдса выходной частотный сигнал не зависит от свойств жидкости (плотности, вязкости) и состава, то есть коэффициент прибора зависит только от формы и размера генератора вихрей и трубопровода, и его достаточно откалибровать в типичной среде, чтобы он был применим к различным средам. Вихревой расходомер — это тип расходомера, который с большей вероятностью станет расходомером, требующим только сухой калибровки.

※ Недостатки:

(1) Не подходит для измерений при низких числах Рейнольдса (ReD ≥ 2 × 104), ограничен в применении при высокой вязкости, низком расходе и малом диаметре.

(2) Стабильность вихреобразования зависит от искажения распределения скорости потока и вращательного потока, что требует более длинного прямого участка трубы.

(3) Вихревой расходомер чувствителен к механическим вибрациям в трубопроводах и не должен использоваться в местах с сильными вибрациями.

(4) Коэффициент прибора относительно низок (по сравнению с турбинными расходомерами), разрешение низкое, и чем больше диаметр, тем ниже разрешение. Обычно используется для DN300 и ниже.

(5) Прибор все еще не имеет достаточного опыта применения в пульсирующих потоках и многофазных потоках.

4. Спиральный вихревой расходомер

Когда жидкость проходит через генератор вихрей, состоящий из спиральных направляющих лопаток, она вынужденно сильно вращается вокруг центральной оси, образуя вихревой поток. При прохождении через расширяющуюся трубу центр вихря прецессирует по конической спирали. В определенном диапазоне скоростей потока (чисел Рейнольдса) частота прецессии вихревого потока пропорциональна объемному расходу жидкости, проходящей через датчик вихревого потока.

Характеристики вихревого расходомера в основном такие же, как у вихревого расходомера с вихревой дорожкой, с тремя отличиями: во-первых, потери давления у этого расходомера намного больше, примерно в 3-4 раза больше, чем у вихревого расходомера с вихревой дорожкой; Во-вторых, он обладает высокой помехоустойчивостью, а необходимая длина прямолинейного участка трубы невелика: обычно 5D для участка перед датчиком и 1D для участка после него; третья причина заключается в относительно большом начальном расходе.