Расход воды и жидкостей

Расходомеры для измерения объемного расхода потока жидкости

Выбираем расходомер жидкости/воды правильно!

Чтобы подобрать расходомер воды/жидкости, нужно проанализировать целый ряд факторов. Какая погрешность измерений допустима? Каковы характеристики среды, в которой будет работать прибор? Какой бюджет целесообразно выделять на его приобретение? Требования по сертификации… 

Выбор расходомера – задача не их простых. Но с помощью наших советов Вы составите последовательный алгоритм обязательных действий, поймете, какой тип расходомера Вам нужен, и определите направление поиска.

Основные критерии выбора:

• Физико-химические свойства измеряемой среды,
• Что нужно измерять: реверсивные потоки или массовый расход,
• Динамический диапазон измерения,
• Точность измерений, межповерочный интервал и возможность поверки без демонтажа расходомера,
• Эксплуатационные характеристики.
  

Определяем характеристики среды

Итак, к основным свойствам измеряемой жидкости относятся температура, вязкость, химический состав, наличие примесей, характер потоков, давление, количество направлений измерения.

В зависимости от физико-химических параметров жидкости потребуются различные методы измерения и конструктивное исполнение измерительного прибора. Например, электромагнитные расходомеры измеряют только в электропроводящих средах. При этом надежность работы расходомера и достоверность показаний зависят от материала футеровки. Так как именно она определяет стойкость измерительной части к воздействию температур и коррозии.

Для футеровки электромагнитных расходомеров применяются различные материалы:

• PFA устойчив к воздействию агрессивных сред и высоких температур (до +130°С), подходит для больших диаметров (от DN 300)
• PTFE так же отлично противостоит воздействию химикатов и высоких температур (до +150 °С)
• Жесткая резина – для использования в чистой воде без химикатов. Выдерживает воздействие шламовых сред с мелкими частицами. Максимальная температура среды - +80 °С
• Мягкая резина – также для чистой воды с температурой до +80°С, но устойчив к высокоабразивным средам
• Резина с пищевым сертификатом – специально испытана для питьевой воды, подходит для применения на пищевых производствах
• Керамика – довольно дорогой материал, устойчив к температуре до 170°С

В зависимости от конструктивного исполнения электромагнитные расходомеры могут работать в среде с температурами от -13 до +170°С и давления до 4 Мпа. Заметим также, что данный тип расходомеров не предназначен для измерений дистиллированной воды (электропроводность которой 5мкСм и ниже). Однако расходомеры ТМ «МераПрибор» успешно проводят измерения в жидкостях с проводимостью от 2 мкСм.

Наиболее универсальными относительно измеряемых сред считаются вихревые расходомеры. Они работают с жидкостями при температурах от -30 до+250°С независимо от их электропроводности, наличия паров и газов. Но в вязких, а также в загрязненных и склонных к образованию отложений средах такие расходомеры не работают. Трудно им справляться и с неоднородными потоками и вибрациями труб.

Ультразвуковые расходомеры работают в наиболее широком диапазоне температур и давления. При этом для разных сред следует выбирать свой метод измерения. Расходомеры с время-импульсным методом подходят для работы в чистых однородных средах, с доплеровским методом – в многофазных . Врезные датчики выдерживают температуры от -200 до +200°С, давление до 4 Мпа и вязкость до 350 мПа·с. Приборы с накладными датчиками работают при температуре от -40 до +120°С, вязкости от 0,5 до 2500 мПа·с и выдерживают абсолютно любое давление.

Для работы с веществами высокой вязкости, абразивностью или включением газов подходят кориолисовые расходомеры. Например, они широко используются для измерения расхода сжиженных углеводородов или топлива. При установке таких расходомеров не понадобятся прямолинейные участки до и после, так как они резистентны к турбулентности. Работают в средах с диапазоном температур от -50 до +180°С, давлением до 40 Мпа, вязкостью от 0 до 1000000 мПа·с

Динамический диапазон и точность измерений

Теперь настал черед определиться с нужной точностью измерений и типоразмером расходомера. Динамический диапазон измерений определяется соотношением минимального и максимального расхода, которые расходомер измеряет с заявленной точностью.

Для нормальной работы расходомера необходимо обеспечить должную скорость движения измеряемой среды в трубопроводе.

Расход жидкости определяется исходя из номинального диаметра измерительной части расходомера и диаметра трубы, по которой жидкость должна двигаться с определенной скоростью, не превышающей 10 м/с. При этом скорость потока абразивных жидкостей при использовании электромагнитных расходомеров не должна превышать 2 м/с, скорость потока чистых жидкостей рекомендована в пределах 2,5-3 м/с. Потоки сред, склонных к отложениям, наоборот, следует ускорить.

Динамический диапазон завит также и от давления и температуры среды. Точные минимальные и максимальные значения расходов для конкретного типоразмера расходомера вычисляются с помощью специальных программных средств, разработанных производителем.

Нужно иметь в виду, что расходомер может оказывать то или иное сопротивление движению жидкости. Наибольшее гидравлическое сопротивление создают вихревые приборы, наименьшим – ультразвуковые и электромагнитные

В таблице ниже приведены значения динамического диапазона измерения расхода и максимальные значения скорости потока для расходомеров различного принципа действия.

Помните, что все приборы для коммерческого учета должны быть обязательно внесены в Государственный реестр средств измерений после прохождения испытаний, по результатам которых подтверждаются заявленные производителем метрологические характеристики.

Для снижения издержек на последующее метрологическое обслуживание (поверку) расходомеров при прочих равных условиях рекомендуется выбирать приборы с максимальным межповерочным интервалом. Например, расходомеры МПР имеют межповерочный интервал 4 года.

Эксплуатационные качества

Обычно каждая конкретная модель расходомера имеет несколько вариантов конструктивного исполнения, связанных со способом монтажа, типом интерфейса и наличием дополнительных сервисных функций. При установке расходомера нужно учитывать требования к участку трубопровода. Они определяются методом измерения и могут быть довольно жесткими. Например, для уменьшения турбулентности потока необходимы прямые участки до и после расходомера. Рекомендуемые значения их длин обычно указываются в руководстве по эксплуатации. Самых длинных прямых участков требуют вихревые расходомеры, а кориолисовые не требуют их вовсе.

К трубопроводу расходомер крепится обычно с помощью фланцев, такое соединение обладает хорошей механической прочностью и герметичностью. Приобретая расходомер, стоит заказать у поставщика и комплект фланцев для трубопровода, а также уплотнительные прокладки. Не используйте в качестве уплотнителя нанесенную на торцы расходомера полимерную футеровку измерительной части - она может потрескаться и отслоиться. По этой же причине не рекомендуется устанавливать расходомеры с футерованной измерительной частью на всосе насосных установок. 

Врезать фланцы будет гораздо проще с помощью так называемой катушки - специальной монтажной вставки. При использовании катушки вы избежите перекоса при установке ответных фланцев и точно не повредите чувствительную электронику датчика при электрической сварке.. Поможет катушка избежать и механических повреждений измерительной части при промывке трубопровода. Ее, как и фланцы, стоит добавить в комплект поставки.

Если вы ищите расходомер для применения в пищевой промышленности, в системах дозирования или пневматических системах с трубопроводам очень малого диаметра, крепить прибор вам нужно будет с помощью «молочных», т.е. накидных гаек.

Для передачи измеренных значений на внешние устройства служат выходные интерфейсы:

• аналоговый,
• число-импульсный,
• частотный,
• цифровой (например, RS485).

В промышленности чаще используют датчики с аналоговым выходом, в сфере ЖКХ - с число-импульсным.

Подключать электрические цепи датчика нужно в строгом соответствии с рекомендациями производителя.

Позаботьтесь и о защите расходомера от механических повреждений и воздействий окружающей среды. Для этого служат защитные боксы, термочехлы, защитные козырьки. Их приобретение обойдется гораздо дешевле, чем расходы в случае поломки расходомера.

Какой бы расходомер Вы ни выбрали, на его надежность влияют:

• соответствие исполнения прибора характеристикам измеряемой среды и условиям эксплуатации;
• монтаж и электрическое подключение в соответствии с рекомендациями производителя;
• квалифицированное и своевременное техническое обслуживание.

Специалисты компании "МераПрибор" всегда помогут Вам подобрать оптимальный прибор под Ваши задачи, установят, подключат и наладят оборудование. Наши сервисные инженеры постоянно на связи и окажут Вам всестороннюю техническую поддержку, дадут консультации, обучат работе с оборудованием.