Що таке м’яка вода і навіщо вимірювати її витрату?
М’яка вода – це вода, очищена за допомогою іонного обміну або зворотного осмосу для видалення іонів жорсткості, таких як кальцій та магній, яка зазвичай має провідність нижче 50 мкСм/см. Її промислове значення включає:
1. Захист від накипу: подовжує термін служби обладнання (котлів, теплообмінників)
2. Стабільність процесу: Забезпечує точність рецептури у фармацевтичній та харчовій промисловості
3. Відповідність екологічним нормам: Відповідає стандартам концентрації іонів для скидання стічних вод
Ключові галузі промисловості, що потребують точного вимірювання витрати м'якої води:
Фармацевтична промисловість (системи очищеної води)
Їжа та напої (змішування інгредієнтів)
Мікроелектроніка (очищення пластин)
Хімічна обробка (охолодження реактора)
Системи циркуляції опалення, вентиляції та кондиціонування повітря
Порівняльний аналіз чотирьох технологій вимірювання витрати м'якої води
# 1. Турбінний витратомір для м'якої води 
Принцип роботи: кінетична енергія м'якої води обертає турбіну, при цьому швидкість потоку розраховується за допомогою магнітних/оптичних датчиків, що визначають швидкість обертання.
Переваги вимірювання витрати м'якої води:
✅Точність 0,5%
✅Повне покриття розміру труби (DN4-DN200) для покриття різних трубопроводів та діапазонів витрат, звичайні запити включають витратомір RO 1/2 дюйма, витратомір води 1 дюйм, витратомір води OR 2 дюйми, витратомір води 3 дюйми тощо.
✅Вимірює швидкість потоку 0,3-10 м/с
✅Матеріал з нержавіючої сталі для вимірювання м'якої води
✅
Низька ціна лічильника витрати води ✅Цифровий витратомір м'якої води з цифровим дисплеєм, 4-20 мА, імпульсний вихід, опція з MODBUS RTU.
Обмеження:
-Чутливий до твердих частинок (потрібен фільтр 100 мкм), витратомір рідинної турбіни може вимірювати лише чисту рідину без частинок.
-Механічний знос впливає на довгострокову стабільність, оскільки всередині датчика потоку турбіни є рухомі частини.
# 2. Вихровий витратомір 
Принцип роботи: Використовує ефект вихрової вулиці Кармана, розраховуючи потік за виявленою частотою вихору.
Вихровий витратомір для вимірювання м'якої води
✅Відсутність рухомих частин (не потребує особливого обслуговування)
✅Може бути використаний як витратомір води високого тиску, наприклад, витримує тиск 6,3 МПа
✅Широкий діапазон температур (-40°C~350°C) для вихрового датчика потоку
✅Датчик
потоку повністю виготовлений з нержавіючої сталі 304, 316 або 316L
✅Може бути перетворений на витратомір з живленням від 24 В постійного струму або батареї.
✅Можна використовувати для різних технологічних з'єднань, таких як фланцеве, тризатискне санітарне витратомірне з'єднання, гвинтове з'єднання тощо.
Вимірювач витрати м'якої води з трьома затискачами
Обмеження:
- Знижена точність нижче 0,5 м/с, а нормальна точність вимірювання води становить 1,0%
-Потрібні прямі труби довжиною 10D вище за течією та 5D нижче за течією
# 3. Ротаметр 
Механізм: Положення поплавця в конічній трубці відповідає швидкості потоку, що дозволяє візуально зчитувати показники.
Переваги ротаметра для м'якої води:
✅Візуальний моніторинг швидкості потоку води.
✅Економічно ефективний витратомір для води RO (економія 40%-60%)
✅Ротаметри мають довгу історію та стабільну робочу продуктивність
✅Можливість локального моніторингу без зовнішнього живлення
Локальний моніторинговий ротаметр без джерела живлення Недоліки:
Точність -2%-5% (не підходить для передачі коштів під варту)
-Вертикальне встановлення звичайне, а горизонтальне кріплення коштуватиме чимало грошей
-Підходить для вимірювання витрати м'якої води з низьким потоком
# 4. Масовий витратомір Коріоліса 
Основна технологія: Вимірювання фазового зсуву від сил Коріоліса у вібруючих трубках для визначення масової витрати.
Переваги використання коріолісового витратоміра для вимірювання масової витрати м'якої води
✅±0,1% надвисокої точності, це високоточний витратомір
✅Багатопараметричний вихід, окрім вимірювання програмної масової витрати та загального потоку, він також може вимірювати густину/температуру води RO.
✅Нестійкий до змін провідності
✅Різні варіанти діапазону витрат, наприклад, від 40 г/год до 1 т/год та до 10 т/год, Silver Automation Instruments мають рішення для різних діапазонів витрат та розмірів трубопроводів.
Діапазон масової витрати води, що відповідає масовому витратоміру різного розміру:
|
Inch
|
3/8”
|
1/2”
|
3/4”
|
1”
|
1.5”
|
2”
|
2.5”
|
3”
|
4”
|
5”
|
6”
|
8”
|
8”
|
10”
|
12”
|
|
DN(mm)
|
10
|
15
|
20
|
25
|
40
|
50
|
65
|
80
|
100
|
125
|
150
|
200A
|
200B
|
250
|
300
|
|
Flow Range
|
0~1.5 T/h
|
0~3 T/h
|
0~7 T/h
|
0~13 T/h
|
0~22 T/h
|
0~33 T/h
|
0~60 T/h
|
0~100 T/h
|
0~160 T/h
|
0~230 T/h
|
0~300 T/h
|
0~400 T/h
|
0~500 T/h
|
0~800 T/h
|
0~1500 T/h
|
Примітки:
Коріолісів витратомір є дорогим порівняно з турбінними витратомірами (TUF), вихровими витратомірами та ротаметрами. Датчик масової витрати води чутливий до вібрацій.
Коли йдеться про вимірювання витрати води, електромагнітні витратоміри (магнітні вимірювачі) інстинктивно спадають на думку як найкраще рішення. Ці
повнопрохідні витратоміри пропонують неінвазивну роботу з нульовим перешкоджанням потоку та економічно ефективну ціну. Однак їх застосування виявляється принципово проблематичним для вимірювання м'якої води через властиві технічні обмеження.
Електромагнітні витратоміри (магнітометри) працюють за законом Фарадея, вимагаючи струмопровідних рідин (>5 мкСм/см). Низька провідність м'якої води (<50 мкСм/см) спричиняє:
1. Ослаблення сигналу: Зниження електрорушійної сили погіршує співвідношення сигнал/шум (SNR).
2. Дрейф нульової точки: поляризація електродів у середовищах з низькою провідністю
3. Похибки вимірювання: ±5%+ відхилення порівняно з ±0,5% для турбінних лічильників
Тенденції ринку для витратомірів м'якої води.
Глобальний ринок витратомірів м’якої води досяг 1,2 млрд доларів у 2023 році, при цьому багатопараметричні прилади витратомірів Коріоліса зростали зі середньорічним темпом зростання 8,7% (Flow Research). Зараз домінують інтелектуальні перетворювачі витрати з підтримкою IIoT та протоколами Modbus/Profibus PA, що пропонують прогнозне обслуговування для виявлення зносу підшипників (турбінний витратомір) або аномалій вібрації (вихровий перетворювач витрати).
