Выбор средств измерения расхода

Технические устройства, предназначенные для измерения расхода жидкостей и газов, называются расходомерами. Характеристики расходомеров приведены в таблице 24.

Расходомеры классифицируются по принципам измерения, т.е. по тем физическим явлением, с помощью которых измеряемая величина преобразуется в выходной сигнал первичного преобразователя расходомера. В настоящее время известно свыше 20 методов измерения расхода. Наиболее перспективными для применения в промышленности в настоящее время являются:

· Расходомеры переменного перепада давления.

Расходомеры постоянного перепада давления.
Расходомеры электромагнитные.
Расходомеры тахометрические.

РАСХОДОМЕРЫ ПЕРЕМЕННОГО ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЯ

1 Измерение расхода методом переменного перепада давления основано на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого преобразователем расхода, установленным в трубопроводе.

2 Расходомером переменного перепада давления называется измерительный комплекс, в состав которого входят:

· первичный преобразователь расхода в перепад давления;

· средство измерения перепада давления (датчик разности давлений, дифманометр).

Помимо перечисленных частей в состав измерительного комплекта могут входить:

· блоки питания;

· блоки корнеизвлечения;

· вторичные приборы (индикаторы, регистраторы и т.д.);

· вычислительные устройства (корректоры, интеллектуальные регистраторы).

3 Основными преимуществами расходомеров переменного перепада давления является:

· невысокая стоимость;

· широкий диапазон применений;

· большой опыт эксплуатации.

4 Основными недостатками расходомеров переменного перепада давления является:

§ квадратичная зависимость перепада давления от расхода;

§ большие потери давления на сужающих устройствах;

§ жесткие требования к прямым участкам трубопровода.

5 Для трубопроводов малых и средних диаметров сейчас существует широкий выбор различных методов и средств измерения расхода, но для трубопроводов диаметром 300…400 мм и выше альтернатива методу переменного перепада давления практически отсутствует.

6 Первичными преобразователями расхода в перепад давления являются сужающие устройства.

7 Наиболее распространенными сужающими устройствами являются: стандартная диафрагма, стандартное сопло, сопло и труба Вентури. Стандартные сужающие устройства могут быть установлены в трубопроводах диаметром более 50 мм. При выборе типа сужающих устройств необходимо учитывать, что диаметр трубопровода выбирается из стандартного ряда:

50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 1000, 1200 мм.

8 При выборе сужающих устройств рекомендуется пользоваться данными таблицы 25.

Таблица 25

	Диафрагма	Сопло	Сопло Вентури
Потеря давления	максимальная	средняя	минимальная
Конструкция	простая	сложная	сложная
Диаметр трубопровода, мм	50…1200	50…500	50…1400
Условное давление, МПа	до 32	до 40	до 4

9 В подавляющем большинстве случаев в расходомерах переменного перепада давления применяется стандартная диафрагма. Диафрагмы выпускаются типов:

· ДКС – диафрагма камерная стандартная устанавливаемая во фланцах трубопроводов;

· ДФК - диафрагма фланцевая камерная, устанавливаемая непосредственно в

трубопровод;

· ДБС – диафрагма бескамерная, устанавливаемая во фланцах трубопроводов.

В разделе 4 приведена структура выбора комплекта приборов для измерения расхода методом переменного перепада давления.

Таблица 24 - Сравнительная характеристика средств измерения расхода

Тип средства преобразования	Область измеряемых расходов, м³/ч	Область измеряемых температур, ºС	Область давлений среды, МПа	Основная погрешность измерения, %	Размеры трубопровода, мм	Измеряемая среда	Особые требования или условия
Сужающие устройства	1 или более	до 1200	до 60	1,5 и более	30 - 1200	Однородные жидкости и газы	Низкая точность на начальном участке шкалы (до 25 – 30%)
Расходомеры обтекания	25х10^-4 - 200	до 150	до 40	1,5; индивидуально до 0,3	до 2500	Жидкость, пар, газ	Необходимость вертикальной установки для большинства разновидностей
Электромагнитные преобразователи	0,125 - 25000	до 150	до 25	1 – 1,5	2 - 3600	Электропроводящая жидкость	Возможность измерения жидких металлов и т.д.
Тахометрические преобразователи	2х10^-4 - 5х10^-4	-240…-700	до 250	1,5 и менее	2 – 750	Жидкость или газ	На показания влияет вязкость
Ультразвуковые преобразователи	5х10^-3 и более	до 100	до 50	1,5 - 2	от 10	Жидкость	Отсутствие газовых пузырей

Преимуществом камерных диафрагм является отбор действительных средних давлений, а недостатком - необходимость уплотнительных устройств для герметизации камер.

Завод изготовитель: - ОАО «Теплоконтроль», г. Казань;

- ЗАО «Метран», г. Челябинск.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ: [1, 2, 4, 18, 20, 27, 33, 38, 39, 51, 52, 55 ]

10 Датчики разности давлений в расходомерах переменного перепада давления служат для измерения перепада давлений, создаваемого первичным преобразователем расхода, и преобразования его в выходной сигнал. Согласно ГОСТ 15528-86, ГОСТ 8.563-97 «Датчики разности давлений» используют термин «дифманометры», однако согласно ГОСТ 22520- 85 возможно использование термина «Датчики разности давления».

11 Современные датчики разности давления должны удовлетворять требованиям:

· высокая точность (по совокупности метрологических характеристик);

· высокая надежность и долговечность;

· удобство эксплуатации.

12 В соответствии с ГОСТ 18140-84 предельные и номинальные перепады давления дифманометров- расходомеров выбираются из стандартного ряда:

10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 2500; 4000; 6300; 10000; 16000; 25000 Па и 0,04; 0,063; 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1; 1,6 МПа.

13 В качестве дифманометров- расходомеров могут быть использованы:

· Дифманометры сильфонные показывающие, сигнализирующие, самопишущие.

· Преобразователи разности давления с унифицированным сигналом на выходе.

14 Дифманометры и преобразователи разности давления градуируются в единицах расхода в соответствии с данными расчета сужающего устройства.

· Верхние пределы измерений дифманометров-расходомеров, соответствующие предельным перепадам давления, должны быть выбраны из стандартного ряда:

Q = а· 10^П;

где а - одно из чисел: 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8.

п- любое целое число (положительное или отрицательное) или нуль.

· Нижние пределы измерений дифманометров- расходомеров должны составлять 30% верхних пределов измерений.

15 СИЛЬФОННЫЕ ДИФМАНОМЕТРЫ

Дифманометры сильфонные предназначены для измерения жидких и газообразных сред.

Таблица 26- Основные характеристики сильфонных дифманометров

Тип прибора	Функция	Предельно допустимые рабочие избыточные давления, кгс/см²	Класс точности, %
ДСП-160-М1	показывающий	63; 160; 250; 320	1; 1,5
ДСП-4Сг-М1	показывающий сигнализирующий
ДСП-711-М1	самопишущий
ДСП-712-М1	самопишущий
ДСП-711-2С-М1	самопишущий