Stroomsnelheid is een veelgebruikte procesregelparameter in industriële productieprocessen. Momenteel zijn er ongeveer 100 verschillende flowmeters op de markt. Hoe kiezen gebruikers producten met hogere prestaties en een hogere prijs? Vandaag nemen we iedereen mee om de prestatiekenmerken van flowmeters te begrijpen.
Vergelijking van verschillende flowmeters
Differentieel druktype
Differentiële drukmeettechnologie is momenteel de meest gebruikte methode voor het meten van stromingen. Hiermee kan de stroming van eenfasevloeistoffen en vloeistoffen onder hoge temperatuur en hoge druk onder verschillende werkomstandigheden vrijwel volledig worden gemeten. In de jaren 70 was deze technologie goed voor 80% van het marktaandeel. De differentiële drukflowmeter bestaat over het algemeen uit twee delen: een smoorklep en een transmitter. Smoorkleppen, gemeenschappelijke orifice plates, nozzles, pitotbuizen, uniforme snelheidsbuizen, enz. De functie van de smoorklep is om de stromende vloeistof te verkleinen en onderscheid te maken tussen de stroomopwaartse en stroomafwaartse vloeistof. Van de verschillende smoorkleppen is de orifice plate de meest gebruikte vanwege de eenvoudige structuur en eenvoudige installatie. Deze stelt echter strenge eisen aan de verwerkingsafmetingen. Zolang de verwerking en installatie volgens de specificaties en vereisten verloopt, kan de stromingsmeting binnen het onzekerheidsbereik worden uitgevoerd nadat de inspectie is goedgekeurd, en is een daadwerkelijke vloeistofverificatie niet vereist.
Alle smoorkleppen hebben een onherstelbaar drukverlies. Het grootste drukverlies bevindt zich in de scherpe opening, die 25%-40% van het maximale verschil van het instrument bedraagt. Het drukverlies van de pitotbuis is zeer klein en kan worden verwaarloosd, maar is zeer gevoelig voor veranderingen in het vloeistofprofiel.
Variabel gebiedstype
Een typisch voorbeeld van dit type flowmeter is de rotameter. Het grote voordeel hiervan is dat deze direct werkt en geen externe voeding nodig heeft bij metingen op locatie.
Rotameters worden op basis van hun fabricageproces en materiaal onderverdeeld in glazen rotameters en metalen buisrotameters. De glazen rotorflowmeter heeft een eenvoudige structuur, de rotorpositie is duidelijk zichtbaar en gemakkelijk af te lezen. Hij wordt vooral gebruikt voor media met een normale temperatuur, normale druk, transparante en corrosieve media, zoals lucht, gas, argon, enz. Metalen buisrotameters zijn over het algemeen uitgerust met magnetische verbindingsindicatoren, worden gebruikt in situaties met hoge temperaturen en hoge druk en kunnen standaardsignalen verzenden voor gebruik met recorders, enz., om de cumulatieve flow te meten.
Er is momenteel een verticale variabele flowmeter met een belaste veerconische kop op de markt. Deze heeft geen condensatie-uitvoering en geen bufferkamer. Hij heeft een meetbereik van 100:1 en een lineaire uitgang, wat hem het meest geschikt maakt voor stoommeting.
Oscillerend
Een wervelstroommeter is een typische vertegenwoordiger van oscillerende debietmeters. Hierbij wordt een niet-gestroomlijnd object in de voorwaartse richting van de vloeistof geplaatst, waarna de vloeistof twee regelmatige asymmetrische wervelrijen achter het object vormt. De frequentie van de werveltrein is evenredig met de stroomsnelheid.
De kenmerken van deze meetmethode zijn: geen bewegende delen in de pijpleiding, herhaalbaarheid van de metingen, goede betrouwbaarheid, lange levensduur, breed lineair meetbereik, vrijwel ongevoelig voor veranderingen in temperatuur, druk, dichtheid, viscositeit, enz., en een laag drukverlies. Hoge nauwkeurigheid (ongeveer 0,5%-1%). De werktemperatuur kan oplopen tot meer dan 300 °C en de werkdruk kan oplopen tot meer dan 30 MPa. De vloeistofsnelheid en pulserende stroming beïnvloeden echter de meetnauwkeurigheid.
Verschillende media kunnen verschillende wervelingssensortechnologieën gebruiken. Voor stoom kunnen trilschijven of piëzo-elektrische kristallen worden gebruikt. Voor lucht kunnen thermische of ultrasone sensoren worden gebruikt. Voor water zijn bijna alle sensortechnologieën toepasbaar. Net als orifice plates, wervels. De stroomcoëfficiënt van de straatstroommeter wordt ook bepaald door een reeks afmetingen.
Elektromagnetisch
Dit type flowmeter gebruikt de grootte van de geïnduceerde spanning die ontstaat wanneer de geleidende stroom door een magnetisch veld stroomt om de stroming te meten. Daarom is deze alleen geschikt voor geleidende media. Theoretisch gezien wordt deze methode niet beïnvloed door de temperatuur, druk, dichtheid en viscositeit van de vloeistof. De bereikverhouding kan 100:1 bereiken, de nauwkeurigheid is ongeveer 0,5%, de geschikte buisdiameter varieert van 2 mm tot 3 m en de flowmeter wordt veel gebruikt voor het meten van de stroming van water, modder, pulp of corrosieve media.
Vanwege het zwakke signaal is deelektromagnetische flowmeteris meestal slechts 2,5-8 mV op volle schaal, en de stroomsnelheid is zeer klein, slechts enkele millivolt, wat gevoelig is voor externe interferentie. Daarom is het vereist dat de transmitterbehuizing, de afgeschermde kabel, de meetleiding en de leidingen aan beide uiteinden van de transmitter geaard zijn en een apart aardingspunt hebben. Sluit nooit aan op de openbare aarding van motoren, elektrische apparaten, enz.
Ultrasoon type
De meest voorkomende typen flowmeters zijn Doppler-flowmeters en tijdsverschilflowmeters. De Doppler-flowmeter detecteert de stroomsnelheid op basis van de frequentieverandering van de geluidsgolven die door het bewegende object in de gemeten vloeistof worden gereflecteerd. Deze methode is geschikt voor het meten van snelstromende vloeistoffen. Het is niet geschikt voor het meten van langzaamstromende vloeistoffen. De nauwkeurigheid is laag en de gladheid van de binnenwand van de buis moet hoog zijn, maar het circuit is eenvoudig.
De tijdsverschilflowmeter meet de stroomsnelheid op basis van het tijdsverschil tussen de voorwaartse en achterwaartse voortplanting van ultrasone golven in de injectievloeistof. Omdat het tijdsverschil klein is, zijn de eisen aan het elektronische circuit hoog om de meetnauwkeurigheid te garanderen en stijgen de kosten van de meter dienovereenkomstig. De tijdsverschilflowmeter is over het algemeen geschikt voor zuiver laminaire stroming in vloeistoffen met een uniforme stroomsnelheid. Voor turbulente vloeistoffen kunnen multi-beam tijdsverschilflowmeters worden gebruikt.
Momentum rechthoek
Dit type flowmeter is gebaseerd op het principe van behoud van impulsmoment. De vloeistof botst met het roterende onderdeel waardoor het gaat roteren, en de snelheid van het roterende onderdeel is evenredig met de stroomsnelheid. Gebruik vervolgens methoden zoals magnetisme, optica en mechanische telling om de snelheid om te zetten in een elektrisch signaal om de stroomsnelheid te berekenen.
Turbine flowmeters zijn de meest gebruikte en uiterst nauwkeurige meters van dit type instrument. Ze zijn geschikt voor gas- en vloeibare media, maar verschillen enigszins in structuur. Voor gas is de waaierhoek klein en het aantal bladen groot. De nauwkeurigheid van de turbine flowmeter kan 0,2%-0,5% bereiken, en 0,1% in een nauw bereik, en de turndown ratio is 10:1. Het drukverlies is klein en de drukweerstand hoog, maar stelt bepaalde eisen aan de reinheid van de vloeistof en wordt gemakkelijk beïnvloed door de dichtheid en viscositeit van de vloeistof. Hoe kleiner de gatdiameter, hoe groter de impact. Zorg er net als bij de orifice plate voor dat er voldoende ruimte is voor en na het installatiepunt. Rechte pijpsectie om vloeistofrotatie en verandering van de werkingshoek op het blad te voorkomen.
Positieve verplaatsing
Het werkingsprincipe van dit soort instrument wordt gemeten aan de hand van de precieze beweging van een vaste hoeveelheid vloeistof bij elke omwenteling van het roterende lichaam. Het ontwerp van het instrument verschilt, zoals bij een ovale tandwielflowmeter, een roterende zuigerflowmeter, een schraperflowmeter, enzovoort. Het bereik van de ovale tandwielflowmeter is relatief groot, tot wel 20:1, en de nauwkeurigheid is hoog. Het bewegende tandwiel kan echter gemakkelijk vastlopen door onzuiverheden in de vloeistof. Het eenheidsdebiet van de roterende zuigerflowmeter is groot, maar vanwege structurele redenen is het lekvolume relatief hoog. De nauwkeurigheid is hoog en matig. De positieve verplaatsingsflowmeter is in principe onafhankelijk van de viscositeit van de vloeistof en is geschikt voor media zoals vet en water, maar niet voor media zoals stoom en lucht.
Elk van de hierboven genoemde flowmeters heeft zijn eigen voor- en nadelen. Ook al gaat het om hetzelfde type meter, de producten van verschillende fabrikanten hebben verschillende structurele prestaties.
Plaatsingstijd: 15-12-2021