Температура
Большинство расходомеров рассчитаны на не слишком высокие и не слишком низкие температуры измеряемой среды (например, от -30 до +120° у SS 20.600). Поэтому, если температура среды превышает 100°С, следует удостовериться, что выбранный расходомер может работать в подобных условиях или выбрать специальный прибор, рассчитанный на работу в высокотемпературных средах (к примеру, SS 20.650).
Следует также обратить внимание на температуру окружающей среды. Температурные диапазоны для электронных компонентов (находящихся вне трубопровода) обычно уже, чем для чувствительного элемента. Поэтому если датчик предполагается эксплуатировать, например, зимой на открытом воздухе, необходимо удостовериться, что нижний предел допустимого температурного диапазона позволит прибору перенести сильный мороз
Поэтому если датчик предполагается эксплуатировать, например, зимой на открытом воздухе, необходимо удостовериться, что нижний предел допустимого температурного диапазона позволит прибору перенести сильный мороз.
Счетчики электрической энергии
Электрический счетчик измеряет расход электроэнергии переменного или постоянного тока. Расход измеряется в киловатт-часах (кВт/ч) или ампер-часах (А/ч). Различаются они по максимальной и рабочей пропускной мощности.
Счетчики электроэнергии делятся по:
типу измеряемых величин:
однофазные (измерение переменного тока 220 В, 50 Гц),
трехфазные (380 В, 50 Гц);
типу подключения:
приборы прямого включения в силовую цепь,
приборы трансформаторного включения, подключаемые к силовой цепи через специальные измерительные трансформаторы;
типу конструкции:
индукционные (электромеханические электросчетчики),
индукционные (механические),
электронные (статические электросчетчики),
гибридные счётчики электроэнергии.
Если упростить классификацию электросчетчиков, можно выделить две большие группы: индукционные (механические) и электронные.
Индукционный – привычный счетчик с вращающимся диском, надежный, но не очень точный. Электронный – с дисплеем и хранением данных в памяти, точный, но дорогой.
Индукционный счетчик электроэнергии
Кроме этого счетчики могут быть:
Однотарифные и многотарифные, где тариф зависит от времени суток.
Автоматические счетчики – сами передают показания.
Особенности монтажа газовых расходомеров
Работами с газовым оборудованием должны заниматься только уполномоченные представители обслуживающей компании. Однако несколько правил не помешает знать и будущим владельцам газовых счетчиков.
Хорошая вентиляция помещения — условие обязательное. Точно так же, как и счетчики на воду, газовые приборы до начала эксплуатации обязательно пломбируют.
Какой газовый счетчик купить, решают хозяева, так как многое, если не все, зависит от конкретных условий. Следующее видео, может быть, подскажет ответ, если фаворит будущими владельцами еще не найден:
Газовый расходомер – это прибор для определения расхода газообразных продуктов, транспортируемых по трубопроводу в единицу времени. В зависимости от модификации, целей измерения, расход вещества может измеряться в м.куб/с (объемный расход) или единицах массы (массовый) в кг/с. Газомеры для измерения не только расхода, но и количества, комплектуются счетчиком. Приборы со счетчиками наиболее функциональны, поэтому получили широкое распространение в промышленности.
На рынке расходомеры газа представлены широким ассортиментом. Они необходимы, в первую очередь, для защиты оборудования, предупреждения рисков возникновения аварийных ситуаций, спровоцированных опасным скоплением газов, превышением давления в газопроводах. Кроме того, счетчики устанавливают с целью:
- коммерческого учета потребления природного газа, сжатого воздуха, общего и на единицу оборудования (горелки);
- технологического контроля объемного и массового расхода азота, этилена, бутана, газовых смесей;
- визуального контроля наличия газообразных потоков в таких установках, как компрессоры;
- в качестве счетчиков в газорегуляторных установках, шкафных узлах учета и в другом контрольно-измерительном оборудовании.
Снятие данных. Наличие дисплея и тип выходного сигнала
Наконец, следует определиться с тем, каким образом вы хотите получать результаты измерений. Большинство расходомеров используют аналоговый или цифровой выходной сигнал для передачи информации о результатах измерений. Если на предприятии имеется собственная автоматическая система управления технологическим процессом (АСУ ТП), в которую можно завести данные выходные сигналы, то аналогового или цифрового сигнала, скорее всего, будет достаточно. Однако, если готовой системы управления нет, может возникнуть необходимость снимать данные с дисплея. В некоторых расходомерах (например, у VA400) дисплей может быть уже встроен или доступен в качестве опции. Для других приборов нужно приобретать отдельный индикатор и подавать на него выходной сигнал датчика.
Данные, выводимые на дисплей, обычно ограничиваются текущим и накопленным расходом. В некоторых случаях может стоять задача регистрировать данные за разные промежутки времени и обрабатывать их, формируя отчеты и представляя информацию в табличном или графическом виде. Если на предприятии нет готовой системы управления, которая могла бы выполнять эти функции, то имеет смысл приобрести прибор с встроенным регистратором данных и идущим в комплекте программным обеспечением, позволяющим быстро и удобно проводить обработку полученных данных. Примером такого прибора может служить DS 400.
В случае, если расходомер не имеет встроенного дисплея и для получения данных требуется выходной сигнал, следует определиться с типом этого сигнала. К наиболее распространенным аналоговым сигналам относятся сигналы 4…20 мА и 0…10 В. Некоторые расходомеры, такие как SS 20.600 могут формировать любой из этих сигналов в зависимости от значения подключенного сопротивления. В некоторых случаях может потребоваться цифровой выходной сигнал, например, использующий протоколы Modbus или Profibus.
Перечисленных выше параметров должно быть достаточно для подбора расходомера. В то же время, если вы хотите иметь более полное представление о различных типах расходомеров, а также преимуществах и недостатках каждого типа, можете также прочесть статьи о классификации датчиков расхода по принципу измерения.
Методы измерения
Объем может измеряться как прямым, так и косвенным методом и зависит от принципа действия учитывающего прибора, то есть, от его конструкции.
Прямой метод
Это измерение количества циклов проходящего газа через определенный объем. Один цикл – это полное заполнение объема и последующий его выпуск. Объем, прошедший через прибор, пропорционален количеству циклов. Прямой метод измерения применяется в барабанных, мембранных (камерных), ротационных моделях.
Косвенный метод
Это измерение расхода газа, проходящего через определенную площадь сечения. Объем потребленного газа вычисляется интегрированием расхода по времени.
Расходомер характеристики
Среди общих характеристик этого оборудования можно выделить:
- Способ учета (часто используются термально-массовый, вихревой, по перепаду давления);
- Цифровой или аналоговый выходной сигнал; подходящий диаметр трубопровода;
- Диапазон газов, с которыми может работать счетчик газа (обычно сжатый воздух, кислород, азот, гелий, аргон, СО2 и пр.);
- Каналы измерения расходомера (некоторое оборудование может измерять не только количество пропускаемого сжатого воздуха, но и давление, а также температуру потока);
- Допустимый диаметр трубопровода.
- Возможность работы в два направления.
К дополнительным характеристикам современного измерительного оборудования расхода газов следует отнести наличие удобного дисплея и USB-интерфейса, возможность подключения к сети с целью сравнения показателей, формирования отчетов и выявления возможных утечек газа
Кориолисовы расходомеры
В основе действия – эффект Кориолиса: U-образные трубки подвергаются колебаниям при движении, а вибрационные колебания, в свою очередь, вызывают закручивание вещества. Величина сдвига фаз зависит от массового расхода жидкости или пара. Расход измеряется с учетом образуемого угла закручивания. Чаще всего такие расходомеры применяются для жидкостных сред, в том числе для красок, лаков, жидких полимеров.
Преимущества
- Массовый расход измеряется напрямую.
- Осадки или загрязнения, растворенные в жидкости, не влияют на результаты измерений.
- Препятствий во внутреннем сечении нет, система работает стабильно.
- Подходят для измерения всех типов жидкости, вне зависимости от их электрической проводимости.
Недостатки
- Дороговизна, сложные технологические компоненты.
- Необходимость высокоточного монтажа.
- Точность проведения замеров может изменяться при сильных вибрациях.
Прямой метод измерения потребления газа
Объем газа вычисляют в кубических метрах, реже используются другие единицы массы, такие как тонны или килограммы, как правило, для технологических газов.
Прямой метод — это единственный метод, обеспечивающий прямое измерение объема проходящего газа.
К слабым сторонам приборов, вычисляющих объемный или массовый расход вещества, относятся:
- Ограниченная работоспособность расходомеров в условиях загрязненного газа.
- Существует высокая вероятность поломки в результате частичного перекрытия потока или пневматического удара.
- Высокая стоимость ротационных счетчиков по сравнению с другими приборами.
- Крупные габариты устройств.
Многочисленные достоинства этого метода перекрывают перечисленные недостатки, благодаря чему и он и получил наибольшее распространение по числу установленных счетчиков.
С помощью расходомера можно вычислить объем или массу вещества в единицу времени. Установка на наклонном участке трубопровода позволит уменьшить ошибку измерения
В их числе — прямое измерение объема газа, отсутствие зависимости от искажений графика скоростей потока, как на входе, так и на выходе, что позволяет сократить УУГ. Ширина диапазона составляет до 1:100. Для этой цели применяются приборы мембранного и ротационного типа. Они могут использоваться в помещениях, с установленными котлами импульсного типа.
Кориолисовские расходомеры
Обычно кориолисовский расходомер состоит из трубки, которая подвергается вибрационному воздействию от внешнего генератора колебаний (рисунок 6). Если трубка пуста, колебания приведут к синхронному ускорению всех участков трубки. Если же по трубке перемещается жидкость, на неё из-за воздействия ускорения, вызванного колебательным воздействием, будет также действовать кориолисова сила, направленная в различные стороны для входного и выходного потоков жидкости, что приведёт к сдвигу фазы колебаний трубки. Величина фазового рассогласования зависит от массы жидкости, протекающей по трубке в единицу времени.
Рисунок 6. Схема функционирования кориолисовского расходомера
Главным достоинством устройств данного типа является их универсальность — они могут применяться для определения скорости потока большого спектра веществ — как жидкостей, так и газов. Основным же недостатком кориолисовских расходомеров является их относительно высокая стоимость.
Для начала надо определиться — напорный или безнапорный поток необходимо учитывать.
- Напорный поток — со всех сторон ограничен стенками водовода (форма сечения значения не имеет), давление в любой точке потока отличается от атмосферного — другими словами, водовод полностью заполнен. Как правило, напорными являются системы водоснабжения и теплоснабжения.
- Безнапорный поток — имеет свободную поверхность, на которую воздействует атмосферное давление — водовод либо открыт, либо попросту не заполнен до конца. Движение жидкости в этом случае происходит под действием силы тяжести самого потока. В природе примером безнапорного потока являются ручьи и реки. Безнапорными, зачастую, являются системы водоотведения — ливневые, дренажные и хозяйственно-бытовые сточные воды.
Определившись с типом потока, переходим к основным принципам и методам измерения. Немного остановимся на основных терминах и понятиях.
Узел учета — это совокупность приборов и устройств, которые обеспечивают учет количества протекающей жидкости.
Средство измерения (прибор учета, расходомер) — техническое средство, предназначенное для измерений. Имеет нормированные метрологические характеристики, умеет хранить и/или воспроизводить некую измеренную физическую величину в пределах установленной погрешности. В данном случае основным значением измерения является объем протекающей жидкости.
Первичный преобразователь расхода — составная часть средства измерения, обеспечивающая первичное измерение параметров протекающей жидкости и передающая их на вторичный преобразователь.
Вторичный преобразователь расхода — составная часть средства измерения, принимающая информацию о параметрах протекающей жидкости от первичных преобразователей и вычисляющая непосредственно расход. Именно вторичный преобразователь хранит и/или воспроизводит информацию об объеме протекающей жидкости.
Виды и характеристики
По типу конструкции принято различать газомеры для обслуживания бытового оборудования и приборы для контроля расхода, дозирования, отпуска газа в системах промышленного типа.
По принципу работы газомеры делятся на: механические, ультразвуковые, турбинные, вихревые, термомассовые, диафрагменные.
Механические газомеры
Самые простые и недорогие – механические модели. С их помощью определяется объемный расход веществ. В приборах такого типа нет электронных компонентов, измерение потока происходит за счет определения скорости вращения механической турбины, которая приводится в движение потоком вещества, пропускаемого через трубу. Механические расходомеры используются для учета расхода газа в жилых домах, квартирах, ЖКХ.
Ультразвуковые газомеры
Ультразвуковые приборы комплектуются накладными датчиками, благодаря которым измерения выполняются без необходимости непосредственного контакта элементов прибора с рабочей средой. Высокочувствительные ультразвуковые расходомеры реагируют на смещения звуковых колебаний подвижного потока. В зависимости от модификации в приборах используется фазовый, частотный или времяимпульсный метод.
Турбинные газомеры
Конструктивно турбинные расходомеры представляют собой отрезок трубы с фланцами. Внутри прибора предусмотрен входной струйный выпрямитель, вал с опорами вращения. Объем проходящего газа определяется за счет колеса турбины, побуждаемой к движению рабочим потоком. Число оборотов колеса прямо пропорционально объему газа, протекающему по трубе. Понижающий редуктор и магнитная муфта передают число оборотов на счетный механизм, которые смонтирован снаружи. На корпусе турбины есть места для установки термо-, датчиков давления и импульсов.
Термомассовые газомеры
Принцип работы термально-массовых приборов достаточно прост. На зонде счетчика имеются чувствительные точки (от 1 до 4-х). Сенсоры располагают на разной удаленности от окончания зонда. Минидатчики имеют постоянную температуру, при движении потока они охлаждаются. Чем выше скорость и объем прохождения потока, тем больше понижается температура. Погружные вихревые и термомассовые расходомеры имеют высокий диапазон настройки, отличаются компактностью, устойчивостью к колебаниям давления. В современные модели внедряется система самодиагностики, благодаря которой минимизируются риски некорректной работы приборов.
Диафрагменные газомеры
Принцип действия мембранных (диафрагменных, камерных) счетчиков основан на том, что газ посредством подвижных компонентов (диафрагм) разделяется на доли, затем циклически суммируется. Камерный счетчик состоит из герметичного корпуса, встроенного в него измерительного модуля и отсечного модуля.
Как выбрать газовый счетчик: 4 основных критерия
Газовый счетчик выбирается, исходя из следующих критериев:
Место, отведенное для установки прибора
Чтобы правильно подобрать место установки и правильно установить газовый счетчик, лучше обратиться к специалисту. Он даст совет по выбору устройства и его размещению. Если же вы хотите самостоятельно определить место, учтите следующий список требований:
- доступ к аппарату должен быть свободным, чтобы было удобно его обслуживать;
- расстояние до пола должна составлять 160 см, до аппарата-потребителя – 100 см;
- задняя стенка устройства может находиться на расстоянии 3-5 см от стены помещения;
- недопустима установка газового счетчика в квартиренад плитой или мойкой;
- не рекомендуется закрывать прибор элементами мебели или предметами быта.
При выборе места важно учесть особенности конструкции модели. Подача голубого топлива в него может быть с левой или правой стороны
Изменить это положение невозможно
Немаловажное значение имеет направление движения струи. Эту информацию можно определить по стрелке, расположенной на центральной части корпуса. Изменить это положение невозможно
Изменить это положение невозможно
Немаловажное значение имеет направление движения струи. Эту информацию можно определить по стрелке, расположенной на центральной части корпуса. Прежде чем купить газовый счетчик, необходимо узнать диаметр соединительных элементов
Во многих случаях в городских квартирах используется полудюймовая резьба. Межосевые расстояния резьбовых соединений тоже могут быть разными. Их следует замерить, чтобы не допустить ошибки
Прежде чем купить газовый счетчик, необходимо узнать диаметр соединительных элементов. Во многих случаях в городских квартирах используется полудюймовая резьба. Межосевые расстояния резьбовых соединений тоже могут быть разными. Их следует замерить, чтобы не допустить ошибки.
Пропускная способность расходомера
Это техническая характеристика, определяющая возможность прибора пропускать определенный объем топлива за фиксированный промежуток времени. Ее величина должна быть больше максимального потребления всех газовых устройств.
Информацию о таких возможностях можно получить, изучив маркировку, расположенную на корпусе. Рядом с буквой G указаны цифры, характеризующие пропускную способность устройства. Увидев надпись G 1,6 или G 2,5, можно сделать вывод, сколько кубов топлива пропускает данный аппарат в час.
Дата изготовления
Каждый расходомер сопровождается технической документацией. В нее заносится отметка о поверочном контроле. Он производится на заводе. От этой даты будет проводиться отсчет следующей контрольной поверки газового счетчика. Даже если он лежал на складе и не использовался.
Если на это не обратить внимания при покупке, дома может выясниться, что новый, только что купленный прибор не может быть использован и подлежит поверке или даже замене. То есть может случиться, что придется возвращаться в магазин за другим счетчиком.
Наличие термокорректора
Для городской квартиры необходимости в термокорректоре нет. Он требуется лишь в газовых счетчиках для частных домов, где прибор часто устанавливается на улице. Поэтому покупать газовый счетчик с термокорректором для городской квартиры, где температура всегда практически постоянна, не стоит. Это выльется лишь в бессмысленную трату ваших денег.
Итак, я надеюсь, что изложенная информация позволит вам определиться с выбором того газового расходомера, который вам действительно необходим.
Счетчики для измерения потребляемого топлива
Счетчик измеряет количество газа при разных кондициях температуры и давления и с наличием специальной техники приводит полученный результат к показателю, который будет при стандартных условиях (СУ) — +20 °C и 101 кПа.
Объем топлива для СУ определяют формулой Vс = V×(p×Tс/pс×T×K), где
- V — объем газа;
- p — плотность;
- T — термодинамическая температура;
- K — коэффициент сжимаемости топлива.
Величины с буквой «с» — показатели для стандартных условий, без — для рабочих.
В быту используют мембранные, ротационные и ультразвуковые счетчики, на крупных предприятиях — турбинные и вихревые — это самые востребованные типы газомеров. На заводах газовой промышленности объем определяют в основном на переменных изменениях давления в сужениях, часто между 2 фланцевыми соединениями в непосредственной близости. Счетчики отличаются рабочими особенностями.
Мембранные расходомеры выдают минимальную погрешность в расчетах и потребляют мало электроэнергии. Устройства дают показания в широком диапазоне, но с невысоким предельным давлением — до 0,5 бар. В быту счетчик показывает себя наилучшим образом, так как межповерочный интервал доходит до 10 лет при высокой надежности устройства. Конструкция плохо реагирует на механическое загрязнение газа и в целом весьма громоздкая.
Ротационные, или же роторные, модели не зависят от электросети, годятся для небольших промышленных объектов, но они менее удобные. При маленькой площади на установку и высокой точности в условиях резких перепадов давления они шумят и чаще выходят из строя. «Боятся» пневмоударов и загрязнения.
Ультразвуковые счетчики имеют маленький размер, значительно разнятся по сложности строения. Акустические газомеры ценят за надежность и легкость в установке. Некоторые устройства содержат энергонезависимую память. Счетчики на типоразмеры G1,6 и G2,5 стоят сравнительно дорого.
Турбинные устройства используют для измерения количества бытовых и агрессивных газов, многокомпонентных составов. Счетчики получили распространение на магистральных газопроводах, химических заводах. Турбинные устройства фиксируют большие количества газа при давлении до 10 МПа, значительно различаются по размерам и рабочему Ду. Это универсальные приборы для измерения расхода природного газа в промышленности.
Вихревые измеряют объем природного или инертных газов. По диапазону измерений имеют преимущество над остальными моделями. Улавливают малейшие движения в газовой смеси и определяют большие количества газа на диаметр. Эффективность вихревого расходомера прямо пропорционально зависит от скорости потока топлива.
Методы измерения, используемые в газовых расходомерах
Расход топлива рассчитывают прямым и косвенным методами.
В случае с прямым газ наполняет измерительные камеры и выходит из них. Прошедший объем коррелирует с циклами наполнения-опорожнения. По описанному принципу работает подсчет в мембранном, ротационном и барабанном счетчиках.
Газомеры с косвенным методом измерения работают с показателями скорости и известной площади сечения. Способ подсчета бывает механическим или другим, связанным с особенностями счетчика. В механике используют турбинки, крыльчатки, балансирующие элементы.
У косвенного способа подсчета есть и другие методики:
- детектирование вихрей;
- измерение разницы давления на сужающем приборе;
- расчет переноса тепла от нагретого тела;
- измерение скоростного напора;
- подсчет на основе движения ультразвука.
Корректность косвенных методик зависит от соответствия скорости по направлению и сечению. Помогают средства подготовки потока: турбулизаторы, конденсаторы и струевыпрямители. Устройства идут отдельно или как элементы счетчиков.
Разницу скорости по сечению приборы могут определять одновременно с быстротой движения газа и таким образом — снижать погрешность. Последняя часто возникает из-за застоя топлива у стенок. Подробнее о прямом и косвенном методах определения расхода газа читайте далее.
Как определяют давление газа?
Давление измеряют прямым способом при помощи манометров или сложением значений атмосферного (Pб) и избыточного давления (Pи). Pб измеряют в месте расположения преобразователя Pи, если последний находится в замкнутом пространстве и в нем есть наддув или разрежение.
Отверстие отбора давления для вертикальных и горизонтальных труб размещают радиально. На поперечном трубопроводе его располагают в верхней половине сечения.
В расходомерах без указанного отверстия отбор проводят перед счетчиком, на расстоянии от 1 до 3 диаметров трубопровода, с точкой отсчета от входного фланца газомера.
Преимущества и недостатки различных методов измерения
Метод ультразвукового измерения расхода газа:
Преимущества:
- Высокая точность измерения;
- Возможность измерения в широком диапазоне расходов;
- Отсутствие подвижных частей, что обеспечивает долговечность и надежность прибора;
- Возможность работы с агрессивными и коррозионными средами;
- Независимость от плотности газа и давления.
Недостатки:
- Высокая стоимость приборов;
- Низкая производительность в условиях с большим количеством воздуха;
- Необходимость точного позиционирования датчиков на газопроводе;
- Возможное влияние температуры и влажности воздуха на точность измерения.
Метод турбинных счетчиков:
Преимущества:
- Определение расхода газа и объема с высокой точностью;
- Небольшие габариты и простота монтажа;
- Высокая чувствительность к изменению расхода;
- Возможность работы с различными типами газа;
- Высокая производительность и широкий диапазон измерений.
Недостатки:
- Влияние на точность измерения загрязнений и механических воздействий;
- Необходимость периодической калибровки прибора;
- Существенное влияние вязкости и плотности газа на точность измерений;
- Ограниченный диапазон рабочих давлений и температур.
Метод вихревого расчета расхода газа:
Преимущества:
- Высокая точность измерений;
- Независимость от физико-химических свойств газа;
- Отсутствие подвижных частей, что обеспечивает долговечность и стабильность измерений;
- Небольшие габариты и простота монтажа;
- Возможность работы с различными диаметрами труб.
Недостатки:
- Возможность влияния загрязнений и образования конденсата на точность измерений;
- Ограниченный диапазон рабочих давлений и температур;
- Необходимость периодической калибровки прибора;
- Возможное влияние турбулентности потока на точность измерений.
