Hoe en op welke manier gasflow wordt gemeten: meetmethoden + overzicht van alle soorten gasflowmeters

Flowmeter is een apparaat voor het meten van de volume- of massastroom van een stof, inclusief aardgas, brandbare, corrosieve gassen en luchtscheidingsproducten. Berekening van stroomvolumes bij industriële ondernemingen of in het dagelijks leven kan worden uitgevoerd zonder de tussenkomst van specialisten.

Vervolgens vertellen we u hoe en in welke hoeveelheden gas wordt gemeten, geven we een beschrijving van de instrumenten die hiervoor worden gebruikt en bekijken we ook de belangrijkste methoden voor het bepalen van de gasstroom.

Directe methode voor het meten van het gasverbruik

Het gasvolume wordt berekend in kubieke meters; andere massa-eenheden, zoals tonnen of kilogrammen, worden minder vaak gebruikt, meestal voor procesgassen.

De directe methode is de enige methode die een directe meting mogelijk maakt van het gasvolume dat er doorheen gaat.

De zwakke punten van instrumenten die de volumetrische of massastroom van een stof berekenen, zijn onder meer:

1. Beperkte prestaties van flowmeters in vervuilde gasomstandigheden.
2. Er is een grote kans op falen als gevolg van gedeeltelijke obstructie van de stroom of pneumatische schokken.
3. Hoge kosten van roterende tellers in vergelijking met andere apparaten.
4. Grote afmetingen van apparaten.

De talrijke voordelen van deze methode wegen zwaarder dan de genoemde nadelen, en daarom is deze methode het meest wijdverbreid geworden in termen van het aantal geïnstalleerde meters.

Met een debietmeter kunt u het volume of de massa van een stof per tijdseenheid berekenen. Installatie op een hellend deel van de pijpleiding zal de meetfouten verminderen

Deze omvatten directe meting van het gasvolume, de afwezigheid van afhankelijkheid van vervormingen in de stroomsnelheidsgrafiek, zowel aan de inlaat als aan de uitlaat, waardoor het mogelijk is om de UUG. De bereikbreedte bedraagt ​​maximaal 1:100. Voor dit doel worden apparaten van het membraan- en roterende type gebruikt. Ze kunnen worden gebruikt in ruimtes met geïnstalleerde pulsketels.

Indirecte meetmethoden

Bij deze methoden wordt bijvoorbeeld de stromingssnelheid van een stof door een bepaald dwarsdoorsnedeoppervlak berekend. Om de meest nauwkeurige resultaten te verkrijgen, is het noodzakelijk om de gassnelheid gelijk te maken.

Gasstroom meten door verschildruk

Een van de meest gebruikelijke en bestudeerde gasstroommethoden, gebaseerd op het gebruik van een restrictie-apparaat, heeft verschillende voordelen, waaronder de eenvoud van het stroomtransducermechanisme, waarvan de werking gericht is op het meten van de drukval van de substantie die door een gasstroom stroomt. lokale beperking in de gasleiding. Geen berekeningen nodig stroommeter staat.

Ondanks de aanwezigheid van een volledige wetenschappelijke en technische basis, heeft deze meetmethode verschillende belangrijke nadelen: een klein meetbereik, dat, zelfs rekening houdend met druksensoren met meerdere bereiken, de waarde van 1:10 niet overschrijdt.

Standaard conische apparaten worden geproduceerd met behulp van speciale technologie met hoge eisen aan ruwheid. Ze kunnen alleen worden gebruikt op gladde pijpleidingen

Hydraulische weerstand in gaspijpleidingen verhoog de gevoeligheid voor het schema van veranderingen ingemiddeld snelheden langs de diepte of breedte van de stroming bij de ingang van het diafragma.De lengte van de rechte delen vóór de vernauwingsinrichtingen moet minimaal 10 diameters DN van de leidingstructuur bedragen.

Snelle methode voor het bepalen van de kosten

Voor deze methode worden omvormers van het turbinetype gebruikt. Deze apparaten hebben verschillende voordelen, waaronder een klein formaat en gewicht, en een betaalbare prijs in hun categorie.

Deze apparaten zijn niet gevoelig voor pneumatische schokken. Het bereik van stroommeetwaarden is maximaal 1:30, wat aanzienlijk groter is dan dezelfde indicator voor restrictie-apparaten.

De TPR-turbinestroomomvormer kan worden gebruikt in een omgeving met temperaturen van min 200 tot +200 °C, als het apparaat is geïnstalleerd voor niet-agressieve en eenfasige cryogene vloeistoffen. Voor agressieve vloeistoffen ligt de indicator tussen min 60 en +50 °C

Nadelen zijn onder meer de gevoeligheid, zij het onbeduidend, voor stromingsvervormingen aan de inlaat en uitlaat van het apparaat, afwijking van de meetresultaten van pulserende gasstromen. Bij lage stroomsnelheden, in het bereik van 8 tot 10 m³/h, debietmeters werken niet.

Ultrasone meetmethode

De populariteit van akoestische flowmeters, die de hoeveelheid gas meten, vooral in de commerciële boekhouding, is toegenomen met de ontwikkeling van de micro-elektronica. Akoestische flowmeters hebben geen bewegende delen of delen die in de stroom steken, wat de betrouwbaarheid aanzienlijk vergroot.

De meting wordt uitgevoerd over een breed bereik aan waarden vanwege het vermogen van het apparaat om lange tijd te werken via de ingebouwde stroombron. Huishoudelijke apparaten voldoen niet aan alle noodzakelijke eisen, omdat het, om de invloed van gasstroomvervormingen op de berekeningsresultaten te voorkomen, uitsluitend ultrasone flowmeters met meerdere bundels moet gebruiken.

Classificatie van flowmeters naar werkingsprincipe

Flowmeters verschillen in verschillende parameters, waaronder druk, type gas dat wordt gebruikt en temperatuuromstandigheden. Het apparaat moet worden geselecteerd afhankelijk van de gebruiksomstandigheden en de toegewezen taken.

Meetinstrumenten bestaan ​​uit onderdelen zoals een transducer die verantwoordelijk is voor het drukverschil, een verbindingselement en een manometer.

Type #1 - inkjet zelfgenerator stroommeter

Dit type flowmeter, ook ontworpen om de aardgasstroom te meten, heeft verschillende onderscheidende kenmerken. Het apparaat is onderhevig aan negatieve feedback; de frequentie van jetverbindingen is afhankelijk van de gasstroom.

Meters geproduceerd op basis van jetflowmeters worden zonder voorafgaand onderzoek gebruikt voor commerciële boekhouding.

1 — straalelement; 2 en 3 - converters; 4 - signaalisolatieapparaat; 5 — krachtmondstuk; 6 - werkkamer; 7 en 8 — wanden van de werkkamer; 9 - scheider; 10 en 11 — regelmondstukken; 12 en 13 — ontvangstkanalen; 14 en 15 - afvoerkanalen; 16 en 17 — feedbackkanalen; 18 — uitbreiding van het krachtmondstuk; 19 — rand op het krachtmondstuk

Jetflowmeter zelfgenerator type is gevoelig voor verstopping; de nadelen omvatten ook instabiliteit van de conversieratio.

Deze apparaten hebben soortgelijke nadelen als vortex-apparaten:

• afhankelijkheid van vervorming van de snelheidsgrafiek, op voorwaarde dat deze wordt gebruikt in combinatie met vernauwingsapparatuur;
• enorme drukverliezen zijn onomkeerbaar;
• het grootste deel van de flowmeter heeft enorme afmetingen;
• aanzienlijke instabiliteit van de conversieratio.

Voordelen zelfgenerator flowmeters verschillen niet van een vortexapparaat, behalve de mogelijkheid om met vervuilde gassen te werken.Deze stroommeters hebben geen wijdverbreid praktisch gebruik gevonden in de commerciële boekhouding.

Type #2 - Vortex-flowmeters-tellers

Er zijn verschillende sterke punten van de apparaten, waaronder de nauwkeurigheid van de metingen, gebrek aan gevoeligheid voor vuil en pneumatische schokken, bedieningsgemak en bovendien heeft het apparaat geen bewegende delen.

De apparaten zijn bestand tegen de moeilijkste externe omstandigheden, de nauwkeurigheid van de indicatoren is gegarandeerd bij omgevingstemperaturen tot 500 graden Celsius, het maximale drukniveau is 30 MPa

Er zijn ook aanzienlijke nadelen bekend bij het gebruik van dit type flowmeters: verhoogde gevoeligheid voor mechanische trillingen, drukverlies. Pijp diameter moet tussen de 15 en 30 cm liggen.

Type #3 - ultrasone flowmeters

Het apparaat, ook wel akoestisch apparaat genoemd, heeft verschillende onmiskenbare voordelen:

• gebrek aan hydraulische weerstand;
• het apparaat heeft geen bewegende delen, wat de betrouwbaarheid vergroot;
• verhoogde sterkte van het mechanisme;
• snelle actie.

Dit type flowmeter is gebaseerd op het bepalen van het verschil in signaallooptijd.

De werking van ultrasone flowmeters is onafhankelijk van temperatuur, omgevingsdruk, viscositeit en elektrische geleidbaarheid, wat de nauwkeurigheid van de verkregen gegevens garandeert

Ultrasone sensoren, diagonaal ten opzichte van elkaar geplaatst, vervullen de functies van ontvanger en zender. Het gebruik van meerdere kanalen compenseert de vervorming van het stromingsprofiel.

Type #4 - trommelstroommeters

Deze categorie apparaten wordt in de regel gebruikt voor laboratoriumonderzoek. De druk die ontstaat tijdens het draaien van de trommel zorgt ervoor dat de secties worden gevuld met gas en vervolgens worden geleegd.

Voor de volledige werking van trommeltelmechanismen (zonder pulsgenerator) is geen constante stroombron vereist, wat hun onmiskenbare voordeel is.

Het aantal omwentelingen van de trommel is evenredig met de kubieke eenheden gas, de indicator wordt verzonden naar de wijzerplaat van de telstructuur. Drumflowmeters hebben een hoge meetnauwkeurigheid.

Type #5 - levitatie apparaten

Het bewegende deel van het toerentellerapparaat roteert in lagers, de snelheid is gelijk aan de volumetrische gasstroom. De snelheid van de cirkelvormige beweging wordt met behulp van een secundaire omzetter omgezet in een elektrisch signaal, de resultaten worden weergegeven op de indicator.

Levitatiemeetapparatuur werkt onder omstandigheden van -30 tot +50 graden Celsius, de fout in de waarden ligt in het bereik van ± 1,5%

Levitatie Er is veel vraag naar de apparaten voor commerciële meting van het aardgasverbruik, zowel voor huishoudelijke doeleinden als voor nutsdoeleinden.

Type #6 - membraanmeters

In Engeland werd in de tweede helft van de negentiende eeuw een patent verleend voor de vervaardiging van een van de meest voorkomende gasmeetapparatuur.

Het werkingsprincipe van een mechanische flowmeter is gebaseerd op het veranderen van de positie van beweegbare kamermembranen op het moment dat gas binnenkomt. Er vindt afwisselende beweging plaats tijdens de inlaat en uitlaat van de substantie.

Een membraangasstroommeter kan uit 2 of 4 kamers bestaan, afhankelijk van het volume van de te meten stof en het ontwerp

Het telapparaat wordt aangedreven door een systeem van tandwielkasten en hendels. De mechanismen hebben een breed scala aan meetwaarden - tot 1:100.

Type #7 - roterende apparaten

Bij een mechanisch apparaat bevinden zich twee rotoren in de meetkamer, die onder de druk van de substantie beginnen te bewegen.De roterende delen bevinden zich haaks op elkaar, hun oorspronkelijke locatie wordt vastgesteld met behulp van synchronisatiewielen.

De hoeveelheid gas is evenredig met het aantal omwentelingen van de rotoren. Met behulp van een magnetische koppeling en versnellingsbak wordt de rotatie van de rotor overgebracht naar een telapparaat, dat verantwoordelijk is voor het verzamelen van het volume van de gepasseerde substantie.

De roterende debietmeter heeft een hoge doorvoercapaciteit en wordt gebruikt in nutsbedrijven, middelgrote en kleine gasverbruikbedrijven

De belangrijkste voordelen van roterende flowmeters zijn onder meer de hoge meetnauwkeurigheid, de compactheid van het apparaat en een breed scala aan flowmetingen. Tot de nadelen behoren het geluid van het mechanisme, de hoge kosten en de gevoeligheid voor externe factoren, waaronder vervuiling.

Type #8 - turbinestroommeters

Het mechanische apparaat heeft de vorm van een stuk pijp; in de debietmeter bevindt zich een turbine met een as en bewegende steunen. Het voedingsapparaat beweegt doordat de substantie door de meetkamer gaat.

De bewegingssnelheid van het mechanisme is gelijk aan de stroomsnelheid en het gasverbruik. Het verzamelde volume wordt weerspiegeld op het telmechanisme; de ​​overdracht ernaar wordt mechanisch uitgevoerd met behulp van een versnellingsbak of tandwielsysteem.

De turbinemeter kan alleen worden gebruikt met schone drijfstoffen - gas, vloeistof of stoom in suspensie, op voorwaarde dat deze geen vaste deeltjes bevatten

Naast de genoemde zijn er nog andere apparaten, maar deze worden in de regel gebruikt in wetenschappelijk onderzoek. Ze zijn praktisch niet betrokken bij de commerciële sfeer.

We raden u ook aan ons andere artikel te lezen, waarin we gedetailleerd hebben besproken hoe u een gasmeter voor uw huis kiest. Meer details - ga naar koppeling.

Instrumenten voor het meten van gashoeveelheden

Apparaten voor het meten van de gasstroom zijn onderverdeeld in verschillende categorieën op basis van de berekeningsmethode. Snelheidseenheden worden gebruikt om het volumetrische getal van het onderzochte medium te bepalen. Deze apparaten hebben geen meetkamers. Het gevoelige gedeelte is waaier (tangentieel of axiaal), dat door de materiestroom in rotatie wordt gebracht.

Volumemeters zijn minder afhankelijk van het type product. Hun nadelen zijn onder meer de complexiteit van het ontwerp, de hoge prijs en indrukwekkende afmetingen. Het apparaat bestaat uit meerdere meetkamers en heeft een complexer ontwerp. Dit type apparaten is onderverdeeld in verschillende typen: zuiger, mes, tandwiel.

Er is een andere classificatie van gashoeveelheidsmeters bekend, die drie soorten apparaten omvat: roterend, trommel en klep.

Roterende meters hebben een hoge doorvoer. Hun actie is gebaseerd op het berekenen van het aantal omwentelingen van de messen in het apparaat, de indicator komt overeen met het gasvolume. Hun belangrijkste voordelen zijn duurzaamheid, onafhankelijkheid van elektriciteit en verhoogde weerstand tegen overbelasting op korte termijn.

Gasmeters van het trommeltype werken volgens het verplaatsingsprincipe. Er wordt geen rekening gehouden met correctie-indicatoren zoals temperatuur, gassamenstelling en vochtigheidsgraad

Vatentellers bestaan ​​uit een behuizing, een telmechanisme en een trommel met meetkamers. Het werkingsprincipe van het apparaat voor het meten van het gasverbruik is het bepalen van het aantal omwentelingen van de trommel, die roteert als gevolg van het drukverschil. Ondanks de nauwkeurigheid van de berekeningen is dit type instrument vanwege zijn omvangrijke formaat niet op grote schaal gebruikt.

Het werkingsprincipe van het laatste type meters, de zogenaamde klepmeters, is gebaseerd op de beweging van een beweegbaar schot, waarop een drukverschil van een stof inwerkt. Het apparaat bestaat uit verschillende onderdelen: een tel- en gasdistributiemechanisme, evenals een behuizing. Het heeft grote afmetingen en wordt daarom vooral in het dagelijks leven gebruikt.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Hoe vortex-gasstroommeters werken, wordt in de volgende video besproken:

Het meten van de gasstroom is een van de belangrijkste taken in de productie. De markt voor flowmeters biedt een groot aantal apparaten met verschillende ontwerpen en werkingsprincipes die ook geschikt zijn voor huishoudelijke behoeften. Met hun hulp kunt u vrijwel elke hoeveelheid vloeistof of gas bepalen, zonder dat er een speciale kalibratiestandaardinstallatie nodig is.

U kunt ons materiaal aanvullen met interessante informatie over het onderwerp van het artikel, vragen stellen of deelnemen aan de discussie. Laat je reactie achter in het onderstaande blok.