A. Minakov, A.V
Moderne hvirvelmålere overgår deres forgængere i ydeevne og kapacitet, som brugte store shedders, der blokerer 43% af rørets tværsnitsareal. Ved designet af moderne ultralydsstrømmålere bruges sheddere med lille diameter til at opnå en større forskydningsamplitude. Som et resultat heraf forbedres systemets tryktabskarakteristika og instrumentets dynamiske område betydeligt.
Formål og applikationer
Vortex flowmålere er designet til at måle volumetriske og massestrømninger af væsker, gasser og damp. Flowmålere består af en elektronik -enhed og en primær omformer. Enheden er designet som en cylindrisk krop med rum til et vindue og stik. På huset er der kabelforskruninger og en adapter til konverteren. Flowmålere bruges til at måle og redegøre for strømmen af stoffer fra teknologiske processer i industri og kommunale tjenester.
- Ideel til miljøer med høj temperatur og høj damphastighed
- Energiproduktion - Dampplanter
- Industrielle applikationer - VVS -anlæg, Regional energistyring
- Kommercielle applikationer - Energistyring af bygninger, campus og faciliteter
- Olie- og gasindustrien - distribution af naturgas
- Petrokemisk industri - masseafvejning, opvarmning af teknologiske reaktioner
Det korrekte valg af sensorer påvirker direkte det endelige resultat af produktionscyklussen, derfor er elektroniske flowmålere et af de vigtigste led i den tekniske proceskæde. - disse er nogle af de mest efterspurgte hjemmemarked udstyr til måling af forbrug af stoffer. De har tjent deres popularitet på grund af deres pålidelighed, brugervenlighed, høje målenøjagtighed og vigtigst af alt deres tilgængelighed. Historien om hvirvelstrømningsmålere begynder i 60'erne i det tyvende århundrede, men moderne sensorer har taget et stort skridt fremad i forhold til deres forfædre.
Hvad er et hvirvelstrømningsmåler, og hvad er driftsprincippet
Et enkelt eksempel på en hvirvelvirkning er et flag, der vifter i vinden på grund af hvirvlerne, der skabes af luftens bevægelse omkring flagstangen. Strømmen af det målte stof, der passerer gennem den indre sektion af flowmålerens anker, støder på en forhindring på vejen - det strømlinede legeme, der er installeret i flowmåleren, passerer gennem det, øger hastigheden og reducerer trykket. Efter at have overvundet forhindringen dannes der hvirvler, kaldet Karman vortex street. Den ultralydsstråle, der genereres af instrumentet, passerer gennem hvirvelstrømmen nedstrøms for strømlinet krop. Når hvirvler passerer, ændres bæreren af ultralydssignalet.
Denne ændring i bærer er målbar og forskydes i forhold til mængden af genererede hvirvler. Digital signalbehandling gør det muligt at bestemme antallet af hvirvler. Denne værdi konverteres til flowhastighed. Programmet konverterer hastigheden til volumetrisk strømning i de enheder, operatøren har valgt. Virksomhedens hvirvelstrømningsmålere bruger den mindste skur af sin type, hvilket giver høj følsomhed, enestående ydeevne ved meget lave strømningshastigheder. Stort dynamisk område og lavt tryktab. Ved at bruge den indbyggede RTD og ekstern trykføler vil flowmålersoftwaren kompensere for tryk- og temperaturændringer for nøjagtig massestrømsmåling (gasmålere).
For at forstærke udgangssignalet har nogle flowmålere flere strømlinede kroppe. Kropperne selv kan have forskellige former, for eksempel trekantede eller runde. En af de vigtigste fordele ved denne type flowmåler er fraværet af bevægelige dele, hvilket uden tvivl har en positiv effekt på enhedens levetid. Disse er en af de mest holdbare og uhøjtidelige enheder.
Vortex flowmåler undertyper
Alle hvirvelstrømningsmålere kan opdeles i tre grupper alt efter typen af transducere.
- Vortex flowmålere med en strømlinet krop - strømmen af stof bøjes omkring strømningskroppen, der er installeret i rørledningen, bevægelsens bane ændres, og jets hastighed øges, hvirvler oprettes, og trykket i røret falder. Ud over kroppens midtersektion falder hastigheden, og trykket stiger. På forsiden af strømlinet krop dannes øget tryk, på bagsiden - reduceret tryk. Vortexdannelse på begge sider sker skiftevis. Bag den strømlinede krop dannes en Karman vortex -gade.
- Vortex flowmålere med tragt vortex -recession - driftsprincippet er, at strømmen hvirvler inden den kommer ind i den bredere del af røret, hvilket forårsager trykpulsationer. Piezoelektriske elementer bruges normalt som signaltransducere.
- Vortex flowmålere med en oscillerende stråle - i denne form for flowmålere skabes trykpulsationer af et specielt design af selve sensoren, på grund af hvilken en strøm af det målte stof strømmer ud af et specielt tilvejebragt hul i flowmålerlegemet og skaber trykpulsationer .
Fordele og ulemper ved vortex flowmålere
Sammenfattende er det værd at bemærke fordele og ulemper ved hvirvelstrømningsmålere, opsummer alt om denne type flowmålere. Vortex flowmålere bruges til at måle volumetriske og massestrømningshastigheder for alle flydende og gasformige medier. Enhederne udfører deres arbejde godt ved omgivelsestemperaturer op til 500 grader Celsius og tryk på op til 30 MPa. Disse er universelle flowmålere i alle deres parametre, velegnede til næsten alle industriel virksomhed hvor der er behov for nøjagtig måling af forbruget af flydende og gasformige stoffer fra vand til kulbrinter.
fordele
De positive aspekter omfatter: høj stabilitet af aflæsninger, målenøjagtighed, brugervenlighed, ufølsomhed over for snavs, fravær af bevægelige dele, dækker næsten hele spektret af stoffer - målemedier.
Minusser
Nå, denne enhed er ikke frataget mangler: den har en høj følsomhed over for vibrationer, såvel som en betydelig strømningshastighed er påkrævet under målinger, en begrænsning af rørets diameter er ikke mere end 300 mm og mindre end 150 mm, og trykreduktioner noteres.
I mere end 15 år har NPF RASKO målrettet beskæftiget sig med spørgsmål om kommerciel måling af vand, varme, gas og damp. Dette spørgsmål er afsat til hele linjen artikler af vores specialister i forskellige publikationer. Nedenfor tilbyder vi en diskussion en artikel af Ivanushkin I.Yu., en ingeniør-metrolog ved Kolomna CSM, der berører et interessant, efter vores mening, problem med at introducere nye kommercielle gasmålere.
Måleudstyr - kan de alle bruges?
Ivanushkin I.Yu. Metrologiingeniør i 1. kategori, Kolomna -filial af FSI "Mendeleevsky CSM"
På grund af den betydning, som regnskabet for energiressourcer får nu, især i forbindelse med den kommende vedtagelse af en ny udgave af lov om energibesparelse, vil jeg gerne igen tale om de enheder, der bruges til dette kredsløb, især om sådan en klasse af måleinstrumenter som jetflowmålere - tællere.
Det er velkendt, at hovedkravene til kommercielle måleindretninger omfatter høj målenøjagtighed i en lang række ændringer i fysiske mængder, pålidelighed, aflæsningsstabilitet under kalibreringsintervallet og let vedligeholdelse. Sidstnævnte omfatter også arbejde i forbindelse med verifikation af instrumenter, det vil sige den periodiske bekræftelse af deres metrologiske egenskaber.
Det er på disse indikatorer, at forbrugernes opmærksomhed er fastlagt af talrige organisationer, der producerer og sælger måleenheder. Løfter om høj nøjagtighed, brede måleområder, lange intertestingintervaller (MPI) og undertiden mulighed for verifikation uden demontering, valgfrie lige sektioner af målerørledninger (IT) eller usædvanligt små værdier osv. og lignende regner ned på forbrugernes hoveder som et rigeligt horn. Men er det altid virkelig sådan?
Det vil som allerede nævnt dreje sig om jetflowmålere. For det første fordi enheder af denne type dukkede op på markedet relativt for nylig, og der kun vides lidt om dem, og for det andet fordi nogle producenter af disse målere forfører forbrugere, især ejere af målekomplekser baseret på indsnævring af enheder, ved førnævnte afvisning af lange lige sektioner og fraværet af behovet for at verificere disse meget indsnævrende enheder (SU).
Faktisk har selve jetgeneratoren (SAG), som er "hjertet" på disse målere, været kendt i lang tid og bruges i pneumatiske automatiseringssystemer som et af ledene. Det er blevet relativt nyt at bruge det til at måle flow, og der er flere modeller af sådanne enheder fra forskellige producenter på hjemmemarkedet.
RM-5-PG: "Nøjagtig måling af volumetrisk strømningshastighed i overensstemmelse med GOST 8.586-2005 i et bredt dynamisk område, uanset densiteten af det målte medium ... Området af målte strømningshastigheder er 1: 20 ... ... Fejlen er ± 1,5%. "
(Lad mig minde dig om: GOST 8.586-2005 "Måling af strømningshastighed og mængde væsker og gasser ved hjælp af standardåbningsenheder").
IRGA-RS: ”Driften af en jetmåler er baseret på princippet om måling af strømningshastighed og mængde af medier ved hjælp af metoden med variabelt differenstryk. Bestemmelse af størrelsen af trykfaldet og dets transformation for kredsløbene til måling af strømningshastigheden udføres af jetauto-generatoren (SAG), som er en del af jetstrømningsmåleren. Det bruges sammen med en begrænsningsanordning og erstatter faktisk differenstrykmåleren i doseringsenheder baseret på begrænsningsanordninger (CS).
SAG er et bistabilt jetelement, der er dækket af feedbacks, der giver en selvsvingende tilstand. Oscillationer af strålen i SAG genererer trykpulsationer, som omdannes til et elektrisk signal ved hjælp af piezosensorer. Frekvensen af dette signal er proportional med den volumetriske strømningshastighed (kvadratroden af trykforskellen mellem SAG -indløbet og -udløbet, dvs. mellem pus- og minuskamrene i åbningsenheden, der er inkluderet i jetstrømningsmåleren).
Som følge af udskiftning af kontrolsystemet med en differenstrykmåler med Irga-RS forbedres måleenhedens tekniske og metrologiske egenskaber: måleområdet øges og bliver mindst 1:30, og målefejlen i området fra 0,03 Q max til Q max vil være ≤ ± 0,5%, eksklusive den systematiske fejl i kontrolsystemet. Omkostningerne ved en sådan genopbygning kan sammenlignes med omkostningerne ved den gamle måleenhed. "
Turbo Flow GFG-F: “Fordele:
- relativ fejl ± 1%,
- minimum lige sektioner,
- dynamisk område 1: 100, kan udvides til 1: 180,
- kompatibilitet af tilslutningsdimensioner med almindelige typer af flangemålere.
Princippet for målekomplekset Turbo Flow GFG-F:
gasstrømmen, der passerer gennem rørledningen, kommer ind arbejdskammer flowmåler, hvor en membran er installeret. Et område med øget tryk dannes foran membranen, på grund af hvilken del af strømmen kommer ind i jetautogeneratoren (SAG, hvor oscillationer af gasstrømmen proportionalt med strømningshastigheden dannes) ”.
Turbo Flow GFG-ΔP: "Gasflowmålere Turbo Flow GFG-ΔP er beregnet til modernisering af måleenheder baseret på åbningsenheder (CS) udstyret med differenstrykstransducere. Til modernisering er der i stedet for en differenstrykmåler installeret en primær flowtransducer (PR) og en elektronisk databehandlingsenhed på en standardventilblok. Frekvensen registreret på jetgeneratorens elementer afhænger funktionelt af gasstrømningshastigheden gennem CS. Det konverterede frekvenssignal er lineært proportionalt med gasstrømningshastigheden, der passerer gennem CS.
Udskiftning eksisterende instrumenter sker ved at installere GFG-ΔP flowmåler på allerede monterede rør, uden ekstra omkostninger til rørinstallation. Som et resultat forbedres måleenhedens metrologiske egenskaber. Det dynamiske område udvides til 1: 100, og målefejlen reduceres til ± 1% over hele måleområdet. "
RS-SPA-M: "Fordele ved jetstrømningsmålere:
- forening af måleinstrumenter til forskellige miljøer;
- fraværet af bevægelige dele, hvilket fører til høj pålidelighed, stabilitet af egenskaber over tid, høj fremstillingsevne af produktet;
- kalibreringskoefficientens uafhængighed i forhold til densiteten af det målte medium;
- evnen til at måle lave strømningshastigheder, aggressive, ikke-ledende og kryogene medier;
- der kræves ingen lige sektioner før og efter installationsstedet;
- mulighed for inspektion på stedet.
Enhedens funktionalitet:
At bringe strømmen (volumen) til normale forhold (når temperatur- og tryksensorer er forbundet til enheden).
Måling af densiteten af det målte medium.
Måling af massestrøm (volumen).
Kontrol uden afmontering fra rørledningen.
Specifikationer:
Målte medier: væsker, gasser, damp
Nominel boring diameter, mm: 5 ÷ 4000
Dynamisk måleområde, Q max / Q min: 50: 1
Den maksimalt tilladte grundfejl,%: 0,15 ".
Den sidste af de navngivne tiltrækker særlig opmærksomhed, da i vores region er cirka 25 til 30% af naturgasmålestationer udstyret med disse målere, og der er en tendens til deres stigning.
"Ulemper: Den autogenererende jetflowmåler har alle de ulemper, et hvirvelstrømningsmåler har ...
(* Bemærk: Ovenfor i artiklen angiver forfatteren ulemperne ved hvirvelstrømningsmålere: øget følsomhed over for forvrængninger af strømningshastighedsdiagrammet (og derfor øgede krav til strømningsstabilitet, det vil sige for længder af lige sektioner) og relativt stort irreversibelt hoved tab forbundet med intens hvirveldannelse ved strømning omkring strømmen er dårlig strømlinet varme. Den mest alvorlige ulempe er den utilstrækkelige stabilitet af konverteringskoefficienten i det krævede område, som tillader praktisk talt ikke at anbefale enheder af denne type til kommerciel gasmåling uden forudgående kalibrering af produktet direkte under driftsbetingelser eller ekstremt tæt på dem.)
Desværre er der dog flere. Først inkjet -elementet (base dette apparat) er ekstremt stor i forhold til den målte strømningshastighed. Derfor kan den på den ene side kun bruges som en delstrømningsmåler, hvorigennem kun en lille del af gasstrømningshastigheden, der passerer gennem målesektionen, strømmer (og dette reducerer uundgåeligt målingernes pålidelighed) og på den anden side hånd, er den meget mere tilbøjelig til at tilstoppe end en hvirvelstrømningsmåler. Og for det andet er ustabiliteten af konverteringskoefficienten for denne enhed endnu større end en hvirvelstrømningsmålers. "
I den samme artikel giver forfatteren resultaterne af test af RS-SPA flowmåler udført af GAZTURBavtomatika sammen med Gazpriboravtomatika, som følge heraf blev det konstateret, at ændringen i konverteringskoefficienten for forskellige enhedsmodifikationer er i området fra 14,5% til 18, 5%, når strømningshastigheden ændres gennem enheden inden for strømningshastighedsområdet ikke mere end 1: 5 (!).
For det andet er det forvirrende, at for eksempel for tællere af RS-SPA-typen er deres egen måleprocedure (MVI) MI 3021-2006 blevet udviklet, hvilket stort set modsiger GOST 8.586-2005, især hvad angår kravene til installation af måleinstrumenter (MI) og målesektionen. Det er værd at dvæle nærmere ved dette, da lignende spørgsmål opstod ved kommunikation med producenter af andre modeller, for eksempel Turbo Flow GFG. Den største anstødssten var kravene til SS og til lige sektioner. Lad mig minde dig om, at begge målere er produceret i to versioner: nogle bruges til at udskifte differenstrykmålere og er forbundet til det eksisterende kontrolsystem, andre (som regel for IT med lille diameter) er lavet i en monoblock -version med egen kontrol system. For eksempel i RS-SPA-målere inkluderer den primære flowtransducer (PPR) RS en SAG med en signalomdannelsesenhed, lavet i en enhed og installeret på målerørledningen med lokal strømningsbegrænsning. Her forekommer det mig nødvendigt at adskille to spørgsmål: hvorfor har vi brug for en membran (lokal begrænsning af strømningen), og hvorfor er lige dele af en vis længde nødvendige?
Uanset hvad producenterne på en eller anden måde siger, bruger disse enheder det trykfald, der skabes ved hjælp til at beregne strømningshastigheden. SU I et af patenterne på RS-SPA-måleren (nr. 2175436), efter at have forklaret driften af SAG'en, skriver forfatteren følgende: "... Som følge heraf etableres stabile svingninger af strålen med en frekvens proportional med den volumetriske strømningshastighed og kvadratroden af forholdet mellem trykfaldet over jetgeneratoren og det densitetsmålte medium
f = kQ = k √ (∆ρ / ρ), hvor
f er vibrationsfrekvensen.
Q er den volumetriske strømningshastighed;
∆ρ og ρ - trykfald og densitet af det målte medium;
k - proportionalitetskoefficient. "
Trykfaldet over SAG'en, eller med andre ord den potentielle forskel, er kilden til forekomsten af selvsvingninger, og deres frekvens afhænger af størrelsen af denne forskel. Det vil sige, at beregningen af strømningshastigheden er mere præcis mere præcis måling svingningsfrekvens, det vil sige, at mere præcist trykfaldet over SAG'en svarer til strømningshastigheden gennem denne sektion af IT. Påvirker CS -parametrene nøjagtigheden af trykfaldsreproduktionen? Utvivlsomt. Der er allerede skrevet titalls bind af hundredvis af artikler og GOST 8.586-2005 om dette, hvilket til en vis grad opsummerede resultaterne af talrige undersøgelser af dette emne. Hvorfor producenter erklærer, at når de installerer disse målere, er de ikke længere bekymrede for kontrolsystemets tilstand, er helt uforståelige. Som du ved, påvirkes nøjagtigheden af gengivelsen af forskellen af forkantens kvalitet og ruheden og andre parametre for membranen.
Lad mig give dig et eksempel. Da et af hovedmålene, som gasforbrugere i øjeblikket forfølger (og understøttes af salgschefer) er at gøre livet lettere for sig selv og slippe af med behovet for at forlænge lige sektioner (!), Demonter og tjek membraner årligt (!), Reducer hele verifikationen af målekomplekset til verificering af måleren "på stedet" (!), og endda hvert andet år (!), så kan der meget snart opstå uoverensstemmelser i balanceindikatorerne, hvis årsager vil være implicitte . Linket angiver, at den fulde gennemsnitlige levetid for f.eks. En PC-SPA-måler er 8 kæledyr. Sådan ændres måleraflæsningerne i løbet af dette tidsinterval, hvis beregningen ikke udføres i henhold til metoden, men ifølge GOST 8.586, det vil sige uden at ignorere tilstedeværelsen af en begrænsende enhed i måleren. Som data blev værdierne for en specifik naturgasmåleenhed på en af flere hydrauliske fraktureringsstationer i en maskinbygningsvirksomhed og parametrene for RS-SPA-måler RS-PZ installeret på den hydrauliske fraktureringsstation taget, herunder parametrene for membranen. Det gennemsnitlige årlige gastryk er 3,5 kgf / cm2, den gennemsnitlige årlige temperatur er 5 ° C, det maksimale trykfald (cirka vedligeholdt hele året) er 25.000 Pa. Den årlige gennemsnitlige ændring i membranens indre diameter blev taget som + 0,01%. værdien er ganske reel, selv undervurderet, i betragtning af gasens kvalitet. Beregningsresultater:
ved installation af måleren vil den maksimale flowhastighed Qc være 4148,89 m 3 / t;
efter to år (målerens første kalibreringsinterval) vil denne værdi allerede være lig med 4182,56 m 3 / t;
efter fire år 4198,56 m 3 / t:
efter seks år 4207,21 m 3 / t:
efter otte år (målers levetid garanteret) -4212,38 m 3 / t.
Efter otte års drift vil måleren alt andet lige vise en gennemstrømningshastighed, der er 63,58 m3 / t (!) Mere end den virkelige, samtidig med at den er fuldstændig brugbar og verificeret, det vil sige samtidig med at dens metrologiske bevares egenskaber.
Bemærk, at beregningerne kun tog hensyn til ændringen i membranens indre diameter og ændringen i korrektionsfaktoren for stumphed i forkant (formler 5.13 og 5.14 GOST 8.586.2-2005), andre egenskaber, herunder egenskaberne ved målerørledningen, blev betragtet som uændret.
Desuden blev målekompleksets egenskaber beregnet til det minimum, der blev taget i betragtning ved trykfald (på tidspunktet for installation af måleren var det 1000 Pa, mens den relative udvidede usikkerhed ved flowmåling var 3,93%). Som et resultat af beregningerne blev følgende værdier for den relative udvidede usikkerhed opnået (under de samme betingelser for ændring af membranens indre diameter og forkantens stumpfaktor):
efter to år 4,06%;
efter fire 4,16%;
efter seks 4,22%;
efter otte 4,25%.
Det vil sige, at efter to års drift, ved den næste verifikation, ville målekomplekset ikke længere opfylde de fastsatte fejlstandarder. På samme tid er det ret vanskeligt at tale om kommerciel regnskab, da dens pålidelighed er mere end tvivlsom. Jeg vil tilføje, at de fulde beregningsresultater, som ikke er præsenteret her, for ikke at overbelaste artiklen, viser, at en ændring i det angivne område af CS -karakteristika vil føre til en ændring i indikatorer som f.eks. Hydraulisk modstandskoefficient, tryk tabskoefficient osv., hvilket vil føre til en ændring i egenskaberne, ikke kun selve den hydrauliske fraktureringsenhed, men også det gasforbrugende udstyr.
Bemærk, at beregningerne antog, at målekompleks er taget under hensyntagen til kravene i GOST 8.586-2005, det vil sige, herunder med lige IT-sektioner af den krævede længde, hvis uforpligtelse erklæres af producenterne af RS-SPA-målere og nogle andre.
Hvorfor er også uklart. Jeg gentager, nøjagtigheden af beregning af strømningshastigheden med jetmålere afhænger af trykfaldet over SAG, mere præcist, af hvor præcist trykfaldet over CS svarer til strømningshastigheden. Og dette, som du ved, afhænger ikke kun af egenskaberne ved kontrolsystemet. men også på det område af parametre, hvor selve strømmen er placeret i målesektionen. For at der kan dannes et jævnt flow på det sted, hvor membranen er installeret, karakteriseret ved et stabilt turbulent regime med Re -tallet i det lineære område, er det bare, at lige sektioner af en vis længde er nødvendige, eksklusive tilstedeværelsen af lokale forstyrrelser af strømmen. Der er blevet skrevet meget om dette, herunder i GOST 8.586-2005, som baseret på resultaterne af mange års forskning regulerer kravene til lige sektioner afhængigt af tilstedeværelsen af visse lokale modstande (MS).
Og endnu et aspekt kan ikke andet end forårsage forvirring. Vi taler om det dynamiske område og tællernes fejl. Lad mig minde dig om de ulemper, der allerede er blevet "lærebog":
- snævert dynamisk område af flowmåling (i gennemsnit fra 1: 3 til 1: 5);
- ikke-lineært udgangssignal, der kræver linearisering;
- normalisering af fejlen med reduktion til den øvre grænse for målinger og følgelig fejlens hyperboliske vækst reduceret til målepunktet med faldende strømningshastighed;
- betydeligt trykfald på tværs af indsnævringsindretningen (CS), hvilket er uundgåeligt på grund af funktionsprincippet;
- ukontrolleret fejlændring på grund af stumpe kanter under drift;
- umulighed at udtrække kontrolsystemet uden at afbryde rørledningen:
- betydelig længde af de nødvendige lige sektioner uden lokal modstand;
- tilstopning impulslinjer i "beskidte" vandløb, akkumulering af kondensat, hvilket fører til forkerte aflæsninger;
- kompleksiteten af kontrolsystemberegningen, herunder beregning af flowmålingens usikkerheder.
Jeg er enig i, at takket være den elektronik, der er indbygget i måleren, er det muligt at udvide måleområdet noget, linearisere flowmålerens karakteristik og reducere kompleksets samlede fejl. Men jeg gentager, det er usandsynligt, at det på en eller anden måde vil være muligt at tage højde for ændringen i membranets egenskaber, i det mindste i et intertestinginterval (for ikke at nævne en længere periode), graden af tilstopning af forbindelsesledninger (ændring i værdien af trykfaldet) og i øvrigt forvrængning af strømmen på grund af lokale modstande.
Og alt ville være fint, hvis ikke disse målere som regel bruges i kommercielle måleenheder til gasser og væsker, det vil sige på en eller anden måde er forbundet med statsregnskab og energibesparelse operationer. Talrige publikationer om dette emne indikerer, at disse apparater ikke er anvendelige til disse kredsløb, og i rapporten fra arbejdsgruppen om udarbejdelse af materialer og et udkast til afgørelse fra det fælles tekniske råd i Department of Fuel and Energy Economy og præfekturerne i Moskva , den kommission, der analyserede varmemåler og vandgennemstrømningsmåler, gør generelt en kategorisk konklusion: "Varmemåler RS-SPA-M-MAS opfylder ikke de fleste af de grundlæggende og yderligere kriterier og kan ikke anbefales til brug." Bemærk, at blandt de kriterier, der er fremsat af arbejdsgruppe var f.eks. "høj pålidelighed og nøjagtighed af målinger over en lang periode, minimum hydraulisk modstand ved nominel strømningshastighed, elektromagnetisk kompatibilitet" osv.
Dette er de vigtigste aspekter, som jeg gerne vil bemærke, når jeg diskuterer jetflowmålere. Lad mig endnu en gang konstatere, at artiklen ikke sætter spørgsmålstegn ved metodens anvendelighed ved måling af flow generelt. Vi taler specifikt om den kommercielle måling af energiressourcer med sine egne krav og sine egne specifikationer. Derfor vil jeg gerne ønske, at producenterne af sådanne enheder er mere præcise og samvittighedsfulde i at bestemme egenskaberne og anbefalingerne om deres produkters anvendelighed til bestemte formål. Jeg forstår, og har hørt mere end én gang, at markedet dikterer sine egne regler osv. etc. Men i sidste ende må vi ikke glemme, at vi alle bruger de samme bestande. Og planeten producerer olie, gas, vand, luft, uanset politiske formationer og ejerskabsformer. Så hvem vil vildlede hvem?
Flowmålernes historie går tilbage til 1797, da den italienske videnskabsmand Giovanni Battista Venturi udgav et værk inden for hydraulik: en undersøgelse af vandstrømmen gennem korte cylindriske og divergerende dyser. I 1887 foreslog den amerikanske videnskabsmand K. Herschel en vandmåler opkaldt efter Venturi. Kendt Venturi -rør til måling af hastigheden i luft- og vandgennemstrømning og til at skabe et vakuum i flygyroskoper. I 1962 opfandt ingeniøren Heinrich Kübler en magnetisk switch, som gjorde det muligt at udvikle og fremstille enheder til måling af niveauet af flydende og bulkmaterialer. Dette blev efterfulgt af udviklingen af magnetiske svømmerafbrydere, telemetri -niveau sensorer og bypass -niveau indikatorer.
Den ultralydsmodificering af flowmåleren blev opfundet af Yuri Aleksandrovich Koval, en lektor ved Institut for Fundamentals of Radio Engineering ved Kharkov National University of Radio Electronics. Et patent på en turbinestrømmåler blev udstedt i 1970 til ansatte ved USSR's Research Institute of Heat Power Engineering.
Westmedgroup-produkter dækker hele spektret af intensivplejeapparater, især Flowmeter, en kendt producent af måleudstyr.
Flowmålere - tekniske apparater designet til at måle masse eller volumenstrøm.
Der er mange forskellige kriterier, som flowmålere kan klassificeres efter (f.eks. Ved nøjagtighed, måleområde, type udgangssignal osv.). Imidlertid er den mest generelle klassificering i henhold til måleprincipperne ifølge disse fysiske fænomener, ved hjælp af hvilken den målte værdi omdannes til udgangssignalet fra den primære omformer af flowmåleren (sensoren).
- Variable differenstryk flowmålere (med åbninger; med hydrauliske modstande; centrifugal; med trykanordninger; jet), der omdanner hastighedshovedet til et differenstryk.
- Strømlinjeforme flowmålere (konstante differentielle flowmålere - rotametre, flyde, stempel, hydrodynamisk), der omdanner hastighedshovedet til bevægelsen af det strømlinede legeme.
- Tachometriske flowmålere (turbine med en aksial eller tangential turbine; kugle), der konverterer strømningshastigheden til vinkelhastigheden for det strømlinede element (turbine eller kugleblade).
- Elektromagnetiske flowmålere, der konverterer hastigheden af et ledende væske, der bevæger sig i et magnetfelt, til EMF.
- Ultralyds flowmålere baseret på effekten af at medtage lydvibrationer af et bevægeligt medium.
- Inertial flowmålere (turbopower; Coriolis; hygroskopisk) baseret på inertial effekt af en masse, der bevæger sig med en lineær eller vinkelacceleration af en væske.
- Termiske flowmålere (kalorimetriske; hot-wire) baseret på effekten af varmeoverførsel fra et bevægeligt medium fra et opvarmet legeme.
- Optiske flowmålere baseret på effekten af lysinddragelse af et bevægeligt medium (Fizeau-Fresnel) eller lysspredning ved bevægelige partikler (Doppler).
- Mærkestrømningsmålere (med termiske, ioniserede, magnetiske, koncentrations-, turbulente etiketter) baseret på måling af etiketens hastighed eller tilstand, når den passerer mellem to faste strømningssektioner.
Flowmålere er tilbehør til medicinske gasser. På det medicinske område er der installeret flowmålere på: en gasdistributionskonsol, en kryogen forgasser, en sprøjtepumpe, på et gasdistributionssystem til centraliseret hospitalsudstyr.
En væsentlig del af masseproducerede flowmålere har en nøjagtighedsklasse (reduceret fejl) på 1-1,5%. Hvis vi antager, at målinger hovedsageligt udføres i midten af skalaen, er den relative fejl ved disse målinger 2-3%. Under hensyntagen til påvirkningen af forskellige destabiliserende faktorer vil den faktiske fejl være endnu større.
Samtidig for effektiv ledelse teknologiske processer i olie-, gas-, kemiske industrier, kraft- og transportinstallationer, til regnskabsmæssige operationer i dag, kræves en størrelsesorden højere nøjagtighed af flowmåling. Det er denne omstændighed, der nødvendiggør oprettelse og implementering af flowmålere med en klasse, der ikke er dårligere end 0,1-0,3%.
Fremtrædende funktion flowmåling - en ekstremt bred vifte af målte stoffer med forskellige fysiske og kemiske egenskaber - densitet, viskositet, temperatur, fasesammensætning og struktur. Derfor er problemet med at oprette enheder, der er invariante (ufølsomme) over for de målte mediers fysisk -kemiske egenskaber, for uinformative parametre for indgangssignalet i dette måleområde særligt akut.
Søgningen efter nye principper for stabilisering af konverteringsfunktionen, brugen af systemer til automatisk korrektion af aflæsninger, indførelsen af ændringer - dette er hovedretningen i den tekniske søgning efter en løsning på dette problem.
Strukturelt set består flowmålere generelt af en primær transducer - en måledel og en sekundær transducer - en elektronisk enhed. Ifølge designet af de primære omformere kan de opdeles i følgende typer:
- full-flow, hvis primære omformer er indbygget direkte i tværsnit rørledning;
- nedsænket, hvis primære omformer indsættes i rørledningen gennem hullet. Disse enheder, afhængigt af designet, kan monteres / demonteres uden at lette trykket i rørledningen;
- med overflademonterede primære transducere monteret direkte på rørledningens ydre overflade - kun ultralydsstrømningsmålere.
- Hovedtypen af forbindelse af fuldstrømmålere med en rørledning er flanger. Desuden er der to typer af det:
- traditionel flangeforbindelse, når flowmålerens flowdel har flanger ved indløbet og udløbet, som er boltet eller boltet til rørledningens modflanger;
- sandwichforbindelse, når flowmålerens flowdel ikke har sine egne flanger, men er fastspændt mellem rørledningens modflanger ved hjælp af lange studs.
Begge typer flangeforbindelser er lige så pålidelige, men sandwichforbindelsen kræver mere omhu ved udførelse svejseværker og installation af flowmåleren. På den anden side er omkostningerne ved flowmålere med en sandwichforbindelse meget lavere end med en flangeforbindelse på grund af det lavere metalforbrug.
Fuldstrømningsmålere er de mest nøjagtige til at bestemme den gennemsnitlige strømningshastighed, da de måler over hele strømningssektionen. Derfor har de en lavere målefejl, op til ± 0,2 ... 0,5% af den målte værdi. Strømningshastighedsmålingens nøjagtighed med Coriolis massestrømningsmålere er praktisk talt uafhængig af strømningsprofilen, hvilket gør det muligt at opnå en fejl ved måling af massestrømningshastigheden i størrelsesordenen ± 0,1 ... 0,2% af den målte værdi.
Nedsænkbare målere måler strømningshastigheden på et tidspunkt. Den gennemsnitlige strømningshastighed bestemmes i dem på grundlag af de eksisterende teoretiske og eksperimentelle afhængigheder af fordelingen af strømningshastigheder over rørledningens tværsnit. Forskellige forstyrrende påvirkninger fører til en forvrængning af strømningsprofilen, som ikke kan påvirke måleresultaterne med disse enheder. På den dette øjeblik målefejlen for nedsænkelige flowmålere er af størrelsesordenen ± 1 ... 2% af skalaen og afhænger i det væsentlige af korrektheden af deres installation.
Ultralyds flowmålere måler strømningshastigheden i et eller flere planer i strømningssektionen afhængigt af antallet af primære omformere, som bestemmer deres flowmålefejl, som er ± 1 ... 3% af den målte værdi. Fejlen i disse enheder afhænger også af korrektheden og installationsstedet for de primære omformere.
Efter aftale kan flowmålere være:
- integreret version - den sekundære omformer er monteret direkte på den primære omformer;
- fjernversion - den sekundære omformer er monteret i en vis afstand fra primæren og forbundet til den med et kabel.
I de fleste tilfælde er det mere hensigtsmæssigt at bruge integrerede flowmålere. Der er dog en række faktorer, der kan føre til brugen af fjernstyrede flowmålere:
- høj temperatur af det målte medium;
- varme miljøet på det sted, hvor flowmåleren er installeret;
- høj vibration i rørledningen;
- muligheden for at oversvømme installationsstedet for flowmåleren (i sådanne tilfælde har de primære omformere som regel et vandtæt design IP68);
- vanskelig adgang til flowmålers installationssted.
I mange industrier er der eksplosive områder, hvor eksplosive gasatmosfærer er eller kan opstå på grund af lækager og fordampning af brandfarlige stoffer. Eksplosionssikre flowmålere skal bruges i sådanne områder.
Den mest udbredte er to typer flowmålereksplosionsbeskyttelse: et egensikkert kredsløb - denne metode indebærer, at hvis der opstår en gnist i enhedens elektriske kredsløb, vil dets effekt ikke være nok til at antænde en eksplosiv blanding;
flammesikret kabinet - denne metode indebærer, at enhedens elektriske kredsløb er placeret i et særligt, ekstra stærkt kabinet. Dette udelukker ikke kontakt mellem elektriske kredsløb og en eksplosiv blanding og muligheden for antændelse, men det er garanteret, at kabinettet kan modstå det overtryk, der opstår som følge af eksplosionen, dvs. blitzen vil ikke undslippe det eksplosionssikre kabinet.
Klassificering af flowmåleopgaver
Ved funktionelt formål Flowmåleopgaver i industrien kan betinget opdeles i to hoveddele:
- regnskabsopgaver:
- kommerciel;
- operationel (teknologisk)
- opgaver med kontrol og styring af teknologiske processer:
- opretholdelse af en given strømningshastighed
- blanding af to eller flere medier i en bestemt andel;
- doserings- / påfyldningsprocesser.
Regnskabsopgaver er høje krav til målefejlen for strømningshastigheden og flowmålerens stabilitet, da dens aflæsninger er grundlaget for afregningstransaktioner mellem leverandøren og forbrugeren. Opgaverne i driftsregnskab omfatter sådanne applikationer som inter-workshop, intra-workshop regnskab osv. Afhængig af kravene til disse opgaver er det muligt at anvende flowmålere af et enklere design med en større målefejl end med kommerciel regnskab.
Opgaverne med at overvåge og kontrollere teknologiske processer er meget forskellige, derfor afhænger valget af typen af flowmåler af graden af betydning og krav til denne proces.
I henhold til målebetingelserne kan problemet med at bestemme strømningshastigheden klassificeres som følger:
- flowmåling i fuldstændigt fyldte (tryk) rørledninger;
- flowmåling i ufuldstændigt fyldte (tyngdekraft) rørledninger, åbne kanaler og bakker.
Måling af flow i fuldt fyldte rørledninger er almindelig, og de fleste målere er designet specielt til denne applikation. Den anden gruppes opgaver er specifikke, da de først og fremmest kræver bestemmelse af væskeniveauet. Afhængig af typen af røg eller kanal er det desuden muligt at bestemme strømningshastigheden gennem det målte niveau på basis af teoretisk dokumenterede og eksperimentelt bekræftede afhængigheder af væskestrømningshastigheden på niveauet. Der er imidlertid applikationer, hvor bestemmelsen af strømningshastigheden ud over måling af væskeniveauet i en kanal, røg eller ufuldstændigt fyldt rørledning også er nødvendig.
Flowmåling af væsker
Til måling af væskestrømmen ind industrielle forhold det tilrådes at bruge elektromagnetiske, ultralydsmængder, Coriolis flowmålere og rotametre. Desuden kan den optimale løsning i nogle tilfælde være brugen af hvirvelstrømningsmålere og flowmålere med variabelt differenstryk.
Når du vælger udstyr til måling af strømningshastigheden for elektrisk ledende væsker og gylle, anbefales det først og fremmest at overveje muligheden for at bruge elektromagnetiske flowmålere.
I kraft af deres designfunktioner, en række foringsmaterialer og elektroder, har disse enheder en bred vifte af applikationer og bruges til at måle strømmen af følgende medier:
- generelle tekniske miljøer (vand osv.)
- stærkt ætsende medier (syrer, baser osv.);
- slibende og klæbende (klæbende) medier;
- gylle, pastaer og suspensioner med et fiber- eller fastfaseindhold på mere end 10% (vægt).
Høj målenøjagtighed (± 0,2 ... 0,5% af måleværdien), kort responstid (op til 0,1 s afhængigt af modellen), ingen bevægelige dele, høj pålidelighed og lang levetid, minimal vedligeholdelse - alt dette giver fuld- flowelektromagnetiske flowmålere er den optimale løsning på problemerne med flowmåling og regnskab for mængden af elektrisk ledende medier i rørledninger med lille og mellemstor diameter.
Nedsænkelige elektromagnetiske flowmålere bruges meget i opgaver operationel kontrol og teknologiske processer hvor høj målepræcision ikke er påkrævet, samt ved måling af flow i rørledninger med store diametre (> CN400) og strømningshastigheder i åbne kanaler og røg.
Ultralyds flowmålere bruges hovedsageligt til at måle strømningshastigheden for ikke-ledende medier (olie og dets raffinerede produkter, alkoholer, opløsningsmidler osv.). Full-flowmålere bruges både i kommercielle måleenheder og til processtyring. Målefejlen for disse enheder, afhængigt af versionen, er ca. ± 0,5% af den målte værdi. Afhængigt af måleprincippet skal mediet være rent (pulstidsmålere) eller indeholde uopløste partikler og / eller uopløst luft (dopplermålere). Som et eksempel på medier for den anden sag kan man angive gylle, suspensioner, borevæsker osv.
Flowmålere med fastspændingssensorer er lette at installere og bruges som regel til driftsregnskab og i uansvarlige teknologiske processer (fejl i størrelsesordenen ± 1 ... 3% af skalaen) eller i applikationer, hvor der ikke er nogen mulighed for installation af fuldstrømsmåler.
Coriolis massestrømningsmålere kan i kraft af deres måleprincip måle strømmen af næsten ethvert medium. Disse enheder kendetegnes ved høj målenøjagtighed (± 0,1 ... 0,5% af den målte værdi ved måling af massestrøm) og høje omkostninger. Derfor anbefales Coriolis flowmålere primært til brug i kommercielle måleenheder, doserings- / påfyldningsprocesser eller kritiske teknologiske processer, hvor det er nødvendigt at måle massestrømmen af et medium eller styre flere parametre på én gang (massestrømning, densitet og temperatur).
Som regel er materialer til måling af rør i massestrømningsmålere rustfrit stål, Hastelloy, derfor er disse instrumenter ikke egnede til måling af meget ætsende medier. Tilstedeværelsen af uopløst gas i det målte medium påvirker i høj grad nøjagtigheden af flowmåling med massestrømmålere.
Rotametre bruges til at måle lave strømningshastigheder. Nøjagtighedsklassen for disse enheder, afhængigt af versionen, varierer fra 1,6 til 2,5.
Målerørets materialer er rustfrit stål og PTFE, hvilket gør det muligt at anvende rotametre til måling af strømmen af ætsende medier.
Metalliske rotametre kan også måle strømningshastigheden for medier med høj temperatur. Det skal bemærkes, at måling af strømningshastigheden for klæbemiddel, slibemiddel og medier med mekaniske urenheder ved hjælp af rotametre er umulig. Derudover er der en begrænsning for installationen af denne type flowmålere: deres installation er kun tilladt på lodrette rørledninger med strømningsretningen for det målte medium fra bund til top. Moderne rotametre kan udover indikatorer udstyres med et elektronisk mikroprocessor -modul med et udgangssignal på 4 ... 20 mA, en total mængdemåler og grænseomskiftere til drift i flowkontakttilstanden.
På trods af at hvirvelstrømningsmålere blev udviklet specielt til måling af gas / dampstrøm, kan de også bruges til at måle strømmen af flydende medier. På grund af deres designegenskaber er de mest anbefalede anvendelser af disse enheder i opgaverne til operationel regnskab og kontrol af teknologiske processer imidlertid: flowmåling af højtemperaturvæsker med temperaturer op til +450 ° С; flowmåling af kryogene væsker med temperaturer op til -200 ° С; ved høj, op til 25 MPa, procestryk i rørledningen flowmåling i rørledninger stor diameter(nedsænkelige hvirvelstrømningsmålere). I dette tilfælde skal væsken være ren, enfaset, med en viskositet på ikke mere end 7 cP.
Måling af gas- og dampstrøm
I modsætning til væsker, der konventionelt kan betragtes som praktisk ukomprimerbare medier, er volumen gasmiljøer meget afhængig af temperatur og tryk. Når mængden af gasser tages i betragtning, drives volumen og strømningshastighed derfor enten til normale forhold (T = 0 ° C, P = 101.325 kPa abs.) Eller til standardbetingelser (T = +20 ° C , P = 101,325 kPa abs.).
For at måle mængden af gas og damp, sammen med et volumetrisk flowmåler, har man således brug for tryk- og temperatursensorer eller en densitetsmåler eller et massestrømningsmål samt en beregningsindretning (en korrektor eller anden sekundær enhed med passende matematisk funktioner). Når man regulerer strømmen af gasser i teknologiske processer, er det ofte begrænset til kun at måle volumenstrømmen, men for nøjagtig kontrol er det også nødvendigt at bestemme strømningshastigheden under normale forhold, især i tilfælde af betydelige udsving i gastætheden.
Den hyppigst anvendte metode til måling af strømningshastigheden for gas og damp er metoden til variabelt differenstryk (DPD). Desuden bruges åbningsanordninger traditionelt som primære flowtransducere, primært en standardåbning. De største fordele ved RPM flowmålere er verifikation uden spild, lave omkostninger, bred vifte af applikationer og stor oplevelse udnyttelse. Ikke desto mindre har denne metode også meget alvorlige ulemper: en kvadratisk afhængighed af trykfaldet på strømningshastigheden, store tryktab ved begrænsningsanordningerne og strenge krav til lige dele af rørledningen. Som følge heraf er der på nuværende tidspunkt, både i Rusland og i hele verden, en klar tendens til at udskifte flowmålingssystemer med åbninger med flowmålere med andre måleprincipper. Til små og mellemstore rørledninger er der nu et bredt udvalg forskellige metoder og flowmåleinstrumenter, men for rørledninger med en diameter på 300 ... 400 mm og derover er der praktisk talt ikke noget alternativ til RPM -metoden. Anvendelsen af gennemsnitlige trykrør i Torbar -serien som primære flowtransducere i Torbar -serien og digitale differenstryktransmittere fra EJA / EJX -serien som et middel til måling af differenstryk (differenstrykmålere) gør det muligt at slippe af med ulemper ved traditionelle RPM flowmålere med åbninger, samtidig med at fordelene ved selve metoden bevares. På samme tid falder tryktabet med tiere og hundredvis af gange, lige sektioner reduceres med et gennemsnit på 1,5 ... 2 gange, det dynamiske område for strømningshastighed kan nå 1:10.
I nyere tid mere bred anvendelse hvirvelstrømmålere viser sig at måle strømningshastigheden for gas og damp. Sammenlignet med differenstryk flowmålere har de et bredere dynamisk område, lavere tryktab og direkte
parceller. Disse enheder er mest effektive til regnskabsopgaver, primært kommercielle og i kritiske opgaver med flowkontrol. Ved hjælp af en flowmåler med en indbygget temperatursensor eller en standard flowmåler sammen med temperatur- og tryksensorer kan du bestemme massens strømningshastighed, hvilket er især vigtigt ved måling af dampstrømningshastigheden.
På grund af særegenhederne ved deres måleprincip bruges disse enheder imidlertid ikke til:
flowmåling af flerfasede, klæbende medier og medier med faste indeslutninger; flowmåling af medier med lave strømningshastigheder.
Ved lave og medium strømningshastigheder bruges rotametre i vid udstrækning til at måle strømmen af gasser. Disse enheder er designet til at arbejde med både høj temperatur og ætsende miljøer og er meget udbredt i forskellige designs... Som nævnt ovenfor er rotametre imidlertid kun monteret på lodrette rørledninger med strømningsretningen fra bund til top og bruges ikke ved måling af strømningshastigheden for klæbende medier og medier, der indeholder faste indeslutninger, herunder slibende.
Den "vigtigste" metrologiske egenskab ved ethvert måleinstrument er dens fejl. Måleinstrumentfejl vi kalder forskellen mellem aflæsninger af et givet værktøj og den sande værdi af den målte fysiske mængde. Men der er en "filosofisk" finesse her. De sande værdier er i princippet ukendte for os - ellers ville målinger slet ikke være nødvendige. Derfor bestemmer vi fejlen under verifikationen ved at sammenligne aflæsningerne af det kalibrerede måleinstrument med en bestemt standard (eller med aflæsninger af et standard måleinstrument) - og vi mener, at vores værktøj under drift måler med en fejl, der ikke er værre end den viste i det metrologiske laboratorium. Men dette er også en konvention, og det hænger sammen med, at "fejl er forskellige."
Hvis vi f.eks. Ser i passet til et sæt modstandstermoelementer, finder vi sådanne metrologiske egenskaber ved dette måleinstrument:
- område af målt temperaturforskel - fra 0 til 180 ° С;
- temperaturforskel målefejl - ± (0,10 + 0,002Dt).
Derfor er det klart, at hvis temperaturforskellen, som vi måler, f.eks. Er 100 ° C, kan vi, når vi måler med dette sæt termiske omformere, tage fejl i den ene eller den anden retning, men ikke mere end 0,3 ° C. Alt er enkelt og ligetil. Og nu åbner vi pas til en flowmåler og læser sådan noget:
- grænsen for den tilladte grundlæggende relative fejl ved omdannelse af strømningshastigheden til et elektrisk udgangssignal - ± 1,0%.
Det er klart, at den "relative fejl" er den, der ikke er standardiseret i liter (kubikmeter), men i procent. De der. ved måling af en strømningshastighed på 1 m 3 / t har denne flowmåler ret til at begå en fejl med 0,01 m 3 / t, når man måler en strømningshastighed på 100 m 3 / t - allerede med 1 m 3 / t. Men hvad er den "grundlæggende fejl"? Og hvis der er en "main", så må der være noget "ekstra"?
Ja, det er de. For eksempel temperaturfejl, som afhænger af temperaturen af den målte væske. Overvældende flertal indenlandske producenter de skriver ikke noget om yderligere fejl i deres dokumentation. Ved at gøre det antyder de sandsynligvis, at eventuelle yderligere fejl er ubetydelige i forhold til de vigtigste. Men i betjeningsvejledningerne til nogle enheder kan du f.eks. Finde følgende oplysninger:
- grænser for yderligere fejl fra påvirkningen af temperaturen af det målte medium - 0,05% for hver 10 ° С.
Er det meget eller lidt? Ved 100 ° C - allerede 0,5%, dvs. halvdelen af den grundlæggende fejl ...
Men hvorfor startede vi hele denne samtale? Til det faktum, at når du taler om en fejl, skal du klart forstå, hvad det er, og hvilken slags fejl vi taler om. Fabrikanten angiver i dokumentationen kun grænsen for den iboende relative fejl, så at sige "minimerer dens risici". Når alt kommer til alt, da kun denne fejl er normaliseret (denne komponent i fejlen), vil det under verifikation - på standen - kun blive overvåget, ifølge den vil flowmåleren modtage tilladelse til drift. Og i netop denne operation - i kælderen - vil der komme andre, yderligere fejl, og de kan være betydelige, men vi ved ikke noget om dem og kan ikke kontrollere dem. De der. flowmåleren skal være forkert, f.eks. højst 1%, men den kan være forkert med 1,5%og nogle flere, og dette kan forklares, men kan ikke medføre nogen sanktioner. Paradoks? Måske.
Hvad der er interessant: I vores "Regler for regnskab for varmeenergi og varmebærer" er kravene til flowmeters (vandmålers) metrologiske egenskaber formuleret som følger (afsnit 5.2.4.):
« Vandmålere skal måle kølemidlets masse (volumen) med en relativ fejl på ikke mere end 2% ...».
Denne formulering rejser spørgsmål. For det første, hvilken slags fejl taler vi om - "grundlæggende" eller "generelt"? Hvis det i dokumenterne på min vandmåler er skrevet: "hovedrelativ - 2%", så er det egnet til regnskab "i henhold til reglerne"? Når alt kommer til alt, hvis den vigtigste allerede er 2%, og der er nogle ekstra, så får vi "i alt" mere ... For det andet siger reglerne om målefejlen "masse (volumen)". Men det overvældende flertal af typer af flowmålere, der bruges til varmemåling, måler ikke masse - dette er en funktion af en varmemåler. Vi kan antage, at fejlen i "beregningen" ved masseberegneren i henhold til aflæsningerne af de "volumetriske" flowmålere (aflæsningerne af termiske omformere og eventuelle trykfølere) også vil være involveret i en sådan beregning, er ubetydelig , og fejlen i massemålinger med en varmemåler kan betragtes som lig med fejlen i volumenmålinger vandmåler (flowmåler). Men dette er generelt ikke en meget streng og ikke helt lovlig antagelse.
Kalibreringsrig til overløb
Det er også forkert at identificere målefejlen for strømningshastighed og volumen, da strømningshastighed og volumen er forskellige fysiske størrelser. Alt er meget tydeligere, når det kommer til ensartede varmemålere: for dem normaliseres fejlene i "målekanalerne" for mængder og masser. Men når vi tager en separat flowmåler, i hvis pas der er "grænsen for den tilladte grundlæggende relative fejl ved konvertering af volumen til det udgående elektriske signal", så er det ikke let at forstå, om det opfylder kravene i regnskabsreglerne. Det er heller ikke let at sammenligne det med nogen anden flowmåler, som producenten f.eks. Har angivet "grænsen for den tilladte relative fejl i flowmålinger". Forskellige formuleringer, men har de forskellige betydninger? Formelt, ja.
Den næste nuance: enhver flowmåler er kun metrologisk effektiv i et bestemt område af målte strømningshastigheder. De der. ikke kan måle (eller kan, men med fejl, hvor målinger ikke længere giver praktisk mening) for små og for store omkostninger. Værdierne for områdets nedre og øvre grænser samt forholdet mellem dem (det såkaldte dynamiske område) afhænger af flowmålers diameter (DN, nominel størrelse) og dens type. Så for eksempel er et elektromagnetisk flowmåler af høj kvalitet i stand til at måle en lavere strømningshastighed end en vortex af høj kvalitet af samme Du; et elektromagnetisk flowmåler Du20 er i stand til at måle en lavere strømningshastighed end et elektromagnetisk flowmåler af samme mærke Du200 - osv. osv. Til illustration præsenterer vi en tabel, hvor rækkevidden af visse vortex-, ultralyds- og elektromagnetiske flowtransducere er angivet, hvor den "relative fejl ved konvertering af flow og volumen til udgangssignaler" (sandsynligvis den vigtigste) ikke går ud over ± 1 %.
På samme tid kan producenten for de samme flowmålere i reklame angive store dynamiske områder: for eksempel 1: 100 til ultralyd osv. Dette er ikke en hoax: det "brede" område er simpelthen opdelt i underområder: "i bunden" (f.eks. Fra 0,7 til 1,4 m 3 / t for DN50), fejlen overstiger ikke 3%, "øverst ”(Fra 1,4 til 70 m 3 / time) 1: 100 overstiger ikke 1%, hvilket afspejles i vores tabel. Og for eksempel vil vores vortex "reklame" -interval være 1:32, men i dens nedre del (f.eks. Fra 1,0 til 2,0 m 3 / t for DN50) er fejlen normaliseret på niveauet 1,5%. Det er således ikke muligt direkte at sammenligne denne “1:32” med “1: 100” på en ultralyds flowmåler; det er korrekt at sammenligne kun de områder, hvor den samme fejl er normaliseret for disse flowmålere.
Afsnit 5.2.4 i regnskabsreglerne, der delvis er citeret af os ovenfor, ser i øvrigt mere fuldstændigt ud som følger:
« Vandmålere skal måle kølemidlets masse (volumen) med en relativ fejl på ikke mere end 2% inden for vand- og kondensatstrømningshastigheder fra 4 til 100%».
“4 til 100%” er et dynamisk område på 1:25, dvs. strømningshastigheden ved den nedre grænse er 4% eller en femogtyve af værdien ved den øvre grænse. Ovenstående tabel viser, at ultralyds- og elektromagnetiske flowmålere passer ind i denne ramme "med en stor margin": deres fejl overstiger ikke 1% i henholdsvis 1:50 og 1: 100. Vortex passer også: selvom vi i tabellen kun ser et område på 1:16, men fra forklaringerne under tabellen ved vi, at fejlen på denne enhed ikke overstiger 1,5% i et dynamisk område på 1:32.
Så ud fra alt det ovenstående skulle det blive klart, at det kun er muligt at evaluere eller sammenligne de forskellige metrologiske egenskaber ved forskellige flowmålere, når de i overført betydning “bringes til en fællesnævner”. De der. når vi taler om de samme komponenter i fejlen og om de områder, hvor fejlene på de pågældende enheder er de samme.
Meget ofte i samtaler med hensyn til flowmålere bruges begrebet "nøjagtighedsklasse". For eksempel siger de: ” vores flowmåler har en nøjagtighedsklasse på 1%". Men ifølge den almindeligt accepterede definition (se "RMG 29-99. Anbefalinger til mellemstatlig standardisering. Statssystem for at sikre ensartethed af målinger. Metrologi. Grundlæggende udtryk og definitioner") " nøjagtighedsklasse Er en generaliseret egenskab ved en given type måleinstrument som regel afspejler niveauet for deres nøjagtighed, udtrykt ved grænserne for de tilladte grundlæggende og yderligere fejl samt andre egenskaber, der påvirker nøjagtigheden". Derfor kan en flowmåler, der har en 1% grundlæggende relativ fejlgrænse, ikke kaldes en "1% nøjagtighedsklasse" flowmåler, fordi denne "figur" ikke indeholder yderligere fejl eller "andre egenskaber, der påvirker nøjagtigheden".
"Diametre" af flowmålere
Når vi talte ovenfor om måleområder, nævnte vi sådanne karakteristika for flowmålere som deres "diameter". Faktisk er det ikke helt korrekt at sige “flowmålerdiameter”, for “generelt” er en flowmåler ikke en cylinder eller en kugle. Det har visse overordnede dimensioner, heraf, med T. installationslængde er den vigtigste. Og i det generelle tilfælde er diameteren ved strømningsvejen. Men vi taler normalt ikke om en reel diameter, men om en sådan parameter som et betinget pas. Det betegnes som Du (her) eller DN, som det er sædvanligt i Vesten. De skriver ofte " Du - så mange millimeter”, Men dette er også analfabeter. Faktisk per definition " DN (DN) Er en parameter taget for rørsystemer som en egenskab ved de tilsluttede dele. DN -parameteren har ikke en måleenhed og er omtrent lig med indre diameter af de rør, der skal tilsluttes, udtrykt i mm, afrundet til den nærmeste værdi fra standardområdet". Således kan et DN100-rør have en indvendig diameter på både 95 og 105 mm - med flowmålere er det stadig sværere.
Flow del af flowmåleren
Faktum er, at strømningsveje for forskellige omformere har forskellige konfigurationer... For eksempel kan du med nogle målere se en tilspidset "indløb" tilspidsning og den samme tilspidsede "udløbs" ekspansion. Og der er anordninger (især elektromagnetisk), hvor strømningsvejen generelt har et rektangulært snit. Derfor er et "flowmeter DN100" generelt et flowmeter, der har flanger DN100 til tilslutning til rørledningen, men "passage" for vand inde i det har ikke nødvendigvis en diameter på cirka 100 mm (og bestemt ikke 100,00 mm præcist).
Meget sjældent er der også monteret en flowmåler af enhver DN i et rør med samme DN. Faktum er, at varmebærerens strømningshastigheder (hastigheder) i varmeforsyningssystemer som regel er lave. Og flowtransducere, som vi nævnte ovenfor, kan ikke måle for små strømningshastigheder. Og hvis f.eks. Strømningshastigheden i et DN100 -rør ikke overstiger f.eks. 5 m 3 / time, skal vi "indsnævre" dette rør for at sikre korrekte målinger. Hvor meget? - afhænger af, hvilken slags flowmåler vi planlægger at bruge. Gå tilbage til vores tabel med intervaller: i tilfælde af et elektromagnetisk flowmåler kan det være DN80 eller 50, i tilfælde af et ultralyds flowmeter kan det være DN50 eller 32 ... en overdreven reduktion i diameter kan imidlertid påvirke negativt systemhydraulikken, især hvis den ikke er justeret yderligere.
For at ændre rørledningens diameter på installationsstedet for flowmåleren og vende tilbage til den tidligere diameter efter dette sted, bruges koniske overgange (konvergere - indsnævringer og diffusorer - udvidelser). På samme tid, umiddelbart efter overgangen, er flowmåleren ikke installeret: for "beroligelse", dannelsen af et ensartet flow, er det nødvendigt, at både før og efter transduceren er der lige sektioner, hvis DN svarer til Flowmålers DN. Længden af disse sektioner er angivet i dokumentationen for hver bestemt type flowmåler, men den generelle regel er, at jo længere de er, jo bedre.
Flowmålere i doseringsenhed: DN af rørledningen er større end DN af flowmålere
Således vælges flowmåleren ikke i henhold til DN for røret, som den skal installeres på, men i henhold til det område af strømningshastigheder, den skal måle. Oftest er det på installationsstedet for flowmåleren nødvendigt at foretage en overgang fra det originale rør til røret, hvis DN svarer til DN for den valgte omformer, og til tilslutning brug flanger (eller f.eks. Gevind fittings) i denne DN. DN har ikke en måleenhed; den indre diameter af flowmålerens flowdel er kun omtrent lig eller slet ikke lig med. Standardværdier DN flowtransducere (flowmålere, vandmålere) - 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200 osv. Samtidig er det ikke nødvendigt, at der fremstilles en flowmåler af enhver type til hver af DN'erne i denne serie.
På dette tidspunkt vil vi afbryde vores foredrag om flowomformere igen. Næste gang vil vi tale om typer af flowmålere, og derefter vil vi gå videre til varmemålere og varmemålere "samlet".
1. Det er muligt at betragte værdien af væske- eller gasstrømmen som et analogt input -signal, flowmåleren som en generator af en diskret række værdier (yderligere transformation af det modtagne signal, linearisering, korrektion osv. Strømningsmåleren bestemmer de øjeblikkelige værdier af strømningshastigheden i overensstemmelse med dens dynamiske evner. Den maksimale frekvens, hvormed flowmåleren kan bestemme strømningshastigheden med den erklærede og bekræftede metrologiske nøjagtighed, er den maksimale samplingshastighed. For nøjagtig flowdatatransmission bør den øverste harmoniske af signalet, der beskriver det målte flow, ikke overstige to gange samplingshastigheden. De der. hvis strømmen pulserer, og dens harmoniske overstiger halvdelen af samplingsfrekvensen, øges målefejlen. Og jo mere udtalt strømningens pulserende karakter er, jo højere er værdien af fejlen i datatransmission og i sidste ende målefejlen. Langs målekanalen skal strømningens og flowmålerens dynamiske egenskaber således matche. Strømningens dynamiske karakter skal tages i betragtning ved valg af måleinstrumenttype. Valget skal foretages på grundlag af viden om måleinstrumentets dynamiske egenskaber. Måske er ikke alle væsentlige parametre for dette måleinstrument normaliseret? 2. 3,2 sekunder er inverterens fabriksindstilling. Sluttiden for den forbigående proces i den aperiodiske forbindelse er uendelig lang, men ofte kan processen i praksis betragtes som fuldført i en tid svarende til 3 ... 4 T - tidskonstanter for forbindelsen. 3. Turbulens. Rotary, oval-gear, Coriolis og andre flowmålere påvirker aktivt flowet ved normal drift. Den angivne "responstid" er en af de to dynamiske parametre, der er angivet i beskrivelsen af den kommercielt tilgængelige flowmåler. Dette er naturligvis ikke nok. Modtagere, rørledninger, portventiler, pumper, ventiler, vandhaner, indsnævringer, equalizere osv. Påvirker naturligvis. Hvordan man vælger en liste over væsentlige faktorer, hvordan man får kvantitative vurderinger gensidig indflydelse? Hvad er de dynamiske parametre i nok karakterisere flowmålerens dynamiske egenskaber? Hvordan får man dem og anvender dem? Hvordan tager man hensyn til den gensidige indflydelse af dynamiske egenskaber i systemet "måleinstrument - måleobjekt" på den instrumentelle fejl? Vi har endnu ikke kunnet finde referencematerialer. I øvrigt bekræfter tilgangen "ud fra Kotelnikov -sætningens synspunkt" problemformuleringens relevans og kan bruges til en indledende kvalitativ vurdering. Tak for oplysningerne.
1. Ikke alle flowmålere måler den øjeblikkelige strømningshastighed. Vi kan snarere tale om gennemsnitsværdien over sektionen og en vis længde af rørsektionen. Den maksimale frekvens, ved hvilken flowmåleren opfylder de metrologiske egenskaber, er mere din fantasi end virkeligheden. Da bevægelseshastigheden af molekyler i x-, y-, z -planerne er anderledes, er det også værd at tale om turbulente og laminære strømninger, og ikke om pulserende og ensartede. Under hensyntagen til strømningsdynamikken forbedres ikke målenøjagtigheden. For at opnå den påkrævede nøjagtighed observeres for det første de lige sektioner før og efter flowmåleren, og for det andet installeres om nødvendigt stream -glattejern (forøgelse af det laminære flow).