Вимірювач витрати об'єму

Об'ємний витратомір: комплексний аналіз високоточної рідинної "облікової" системи

У галузі промислової метрології точне вимірювання витрати рідини є основою контролю виробництва, управління енергією та торговельних розрахунків. Серед різних технологій вимірювання витрати, витратоміри PD відомі як «точні обліковці» у вимірюванні рідини завдяки своїм прямим та надійним принципам вимірювання, особливо придатним для застосувань, що потребують високої точності та цінних середовищ.

Пов’язані статті：

• [ Огляд об'ємного витратоміра ]

Що таке об'ємний витратомір?

Витратомір PD, також відомий як об'ємний витратомір, є різновидом об'ємного витратоміра, він базується на простій та класичній ідеї: безперервний поділ вимірюваної рідини (наприклад, палива, дизельного палива, смоли тощо) на відомі, фіксовані об'ємні "малі одиниці" та обчислення загальної витрати шляхом підрахунку кількості цих одиниць.

Уявіть собі стародавній процес зачерпування води: використання відра стандартної місткості, багаторазове наповнення його водою та виливання. Підраховуючи кількість разів, коли відро наповнюється, можна точно визначити загальний об'єм води. Витратомір об'ємного типу — це автоматизація та безперервна реалізація цього процесу.

Який принцип роботи об'ємного витратоміра?

Розділення: Точні рухомі частини (такі як ротори, поршні, шестерні) всередині вимірювальної камери датчика потоку утворюють разом з корпусом одну або декілька «вимірювальних камер» відомого об’єму.

Наповнення та злив: Рідина надходить всередину, змушуючи рухомі частини обертатися або рухатися зворотно-поступально, що призводить до періодичного наповнення та зливу рідини у вимірювальній камері.

Підрахунок: запис кількості циклів (таких як обертів, часу зворотно-поступальних рухів) рухомих деталей за допомогою механічних, магнітних або фотоелектричних засобів.

Розрахунок: Помножте кількість разів на об'єм однієї вимірювальної камери, щоб отримати кумулятивну швидкість потоку; Підраховуючи за одиницю часу, можна отримати миттєву швидкість потоку.

Завдяки безпосередньому вимірюванню об'єму рідини, його точність майже не залежить від змін густини рідини, в'язкості, розподілу тиску та швидкості потоку. Це найважливіша відмінність між ним та витратомірами швидкості, такими як турбінні, вихрові витратоміри та електромагнітні вимірювачі.

Основні типи об'ємних витратомірів

За способом формування вимірювальної камери та структурою рухомих частин, об'ємні витратоміри в основному поділяються на такі категорії:

1. Витратомір з еліптичною шестернею або витратомір з овальною шестернею

Конструкція: Корпус оснащений двома взаємопов'язаними еліптичними шестернями, які по черзі обертаються під дією різниці тисків рідини.

Робота: Між шестернею та корпусом утворена вимірювальна камера у формі півмісяця. З кожним обертом рідина витікає з чотирьох вимірювальних камер.

Характеристики: Класичний, довговічний, високоточний, особливо підходить для рідин із середньою та високою в'язкістю, таких як нафтопродукти та хімічна сировина. Існують певні вимоги до чистоти рідини.

2. Витратомір Рутса

Конструкція: Пара роторів у формі 8-дюймового диска без зубців на поверхні, що утримуються синхронними шестернями для безконтактного обертання з постійною швидкістю.

Принцип роботи: Подібний до еліптичних шестерень, але тарілчасте колесо не контактує безпосередньо, що призводить до меншого зносу та витримує вищі перепади тиску.

Характеристики: Вимірювальна камера має більший об'єм і підходить для вимірювання високої витрати рідин з низькою в'язкістю (таких як дизельне паливо та розчинники) та газів.

3. Витратомір із спіральною шестернею (двороторний витратомір)

Структура: Унікальна конструкція з двома спіральними або евольвентними роторами.

Робота: Ротор підтримує безперервний контакт під час обертання, утворюючи плавний та безпульсаційний рух, подібний до зворотного процесу гвинтового насоса.

Характеристики: Надзвичайно плавна робота, низький рівень шуму, мала пульсація, широкий діапазон вимірювання порівняно з витратоміром з овальною шестернею та відсутність вимог до прямих ділянок трубопроводу вище та нижче за течією, що робить його ідеальним вибором для високопродуктивних та надійних застосувань.

4. Скребковий витратомір

Конструкція: У радіальній канавці ротора встановлено ковзний скребок. Під дією відцентрової сили та тиску рідини скребок висувається та щільно притискається до внутрішньої стінки вимірювальної камери.

Робота: Скребок розділяє рідину на кілька незалежних камер і проштовхує її вперед.

Характеристики: Висока точність, низький рівень вібрації, висока адаптивність, здатність працювати з певним діапазоном в'язкості та чистоти, зазвичай використовується в ключових вимірюваннях, таких як авіаційне паливо та готова олія.

5. Поршневий/зворотно-поступальний витратомір

Структура: Рідина вимірюється зворотно-поступальним рухом поршня в циліндрі.

Робота: Рідина приводить поршень у рух, а перемикання шляху потоку контролюється кривошипно-шатунним механізмом або механізмом групи клапанів для досягнення безперервного всмоктування та нагнітання.

Характеристики: Він може підтримувати надзвичайно високу точність навіть за низьких швидкостей потоку та є стандартним приладом для паливних колонок, лабораторій та вимірювання невеликої витрати, але його структура відносно складна.

6. Роторно-поршневий витратомір

Конструкція: Поршень з прорізами обертається ексцентрично у вимірювальній камері спеціальної форми.

Робота: Погойдування та обертання поршня розділяє та випускає рідину.

Особливості: Компактна конструкція, низька вартість, широко використовується в побутових лічильниках води, невеликих промислових приміщеннях для вимірювання води та рідин з низькою в'язкістю.

Переваги та недоліки об'ємного витратоміра

Переваги:

Надзвичайно висока точність вимірювання: це один із найточніших типів витратомірів, доступних на даний момент, і часто використовується як еталонний інструмент для торговельних розрахунків та стандартних передач. Найвища точність може сягати ± 0,2% або навіть вище.

Вимірювання не залежить від характеристик рідини: він нечутливий до змін в'язкості, той самий вимірювач може адаптуватися до рідин з широким діапазоном в'язкості (особливо підходить для нафтопродуктів або рідин з високою в'язкістю, таких як мед, сира нафта та бітум ).

Немає потреби в прямих ділянках передньої та задньої труб: його принцип вимірювання не залежить від повністю розвиненого розподілу швидкості потоку та вимагає мало місця для встановлення, особливо підходить для ситуацій з обмеженим простором.

Широкий діапазон: Типове співвідношення діапазонів може досягати 10:1, а високопродуктивні моделі ще ширші, такі як 20:1, здатні точно вимірювати як малі, так і великі витрати.

Пряме вимірювання об'єму: точний загальний об'єм можна отримати без необхідності використання додаткових датчиків тиску або температури для компенсації щільності, а структура системи проста.

Недоліки:

Витратомір PD чутливий до чистоти середовища : тверді частинки та домішки можуть застрягати або зношувати прецизійні рухомі деталі, що призводить до несправностей або зниження точності. Тому пам’ятайте, що завжди вимірюйте чисту рідину. Зазвичай необхідно встановити фільтр перед витратоміром PD, або ж можна вибрати коріолісів витратомір, якщо частинки неминучі.

Значна втрата тиску: Через необхідність рідини долати опір рухомих частин відбувається постійна втрата тиску, яка збільшується зі збільшенням в'язкості.

Датчик витрати має рухомі частини: механічна структура складна, всередині є рухомі частини, а також існує механічний знос, який вимагає регулярного технічного обслуговування, калібрування та змащування (самозмащування або зовнішнє змащування).

Не підходить для великих діаметрів: конструкція та втрата тиску обмежують його застосування на трубопроводах великого діаметра (зазвичай більше DN300, 12 дюймів ).

Можлива вібрація та шум: особливо коли шестерні або ротори зачіпляються, в системі може виникати пульсація та шум.

Типові застосування об'ємних витратомірів

Завдяки своїм унікальним перевагам, об'ємні витратоміри відіграють незамінну роль у таких галузях:

1. Нафтова та нафтохімічна промисловість

Передача товару: Точне врегулювання купівлі-продажу дорогих матеріалів, таких як сира нафта, рафінована нафта (бензин, дизельне паливо) та скраплений нафтовий газ (LPG) тощо, зазвичай з використанням витратомірів з овальною шестернею, двороторних та скребкових витратомірів.

Контроль процесу: дозування та завантаження/відвантаження продуктів з високою в'язкістю, таких як мастило, масло для форм , мастило , мазут, асфальт тощо.

Пов’язані статті：

• [ Витратомір з овальною шестернею для вимірювання витрати дизельного палива ]
• [ Витратомір сирої нафти ]
• [ Вимірювач витрати палива ]
• [ Об'ємний витратомір для палива та масел ]

2. Хімічна та фармацевтична промисловість

Високов'язке середовище: дозування та заповнення партій смолою, полімером , покриттям, ксилемою, розчинником, есенцією, сиропом тощо.

Високочисті/агресивні середовища: для вимірювання хімічної сировини використовуються витратоміри, виготовлені зі спеціальних матеріалів, таких як нержавіюча сталь.

3. Харчова промисловість та виробництво напоїв

Санітарні вимірювання: кількісне наповнення та виробничі інгредієнти для харчових продуктів, таких як шоколад, варення, харчова олія, молочні продукти, пиво, напої тощо R

Супутній продукт：

• [ Санітарний об'ємний витратомір ]

4. Інші ключові сфери

Аерокосмічна галузь: точна заправка та випробування авіаційного палива.

Судно: Управління заправкою та споживанням суднового палива.

Лабораторія: використовується як стандартний стіл або для високоточних наукових дослідницьких експериментів з невеликим потоком.

Вимірювач об'ємного потоку до 1000 доларів США

Ціна на витратоміри PD залежить від різних факторів, включаючи матеріал (наприклад, чавун, алюміній, лита сталь або нержавіюча сталь), діаметр труби (ціна витратомірів PD на 1 дюйм та 8 дюймів загалом різна) та номінальний тиск (стандартний тиск 16 бар, якщо вам потрібен тиск вищий на 580 фунтів на квадратний дюйм, це коштуватиме дорожче). Різниця в ціні є значною залежно від конфігурації та умов експлуатації. Silverinstruments.com, відомий своїми високоякісними витратомірами, пропонує економічно ефективні варіанти для клієнтів з обмеженим бюджетом, але чіткими потребами, пропонуючи деякі моделі об'ємних витратомірів, ціна яких може бути нижчою за 1000 доларів США, забезпечуючи при цьому надійну роботу.

Висновок

Як зріла та класична технологія вимірювання, об'ємний витратомір все ще займає стабільну позицію в галузі вимірювання витрати, яка прагне високої точності та надійності. Незважаючи на свої обмеження, такі як високі вимоги до чистоти середовища та наявність рухомих частин, він залишається незамінним бажаним рішенням у певних сценаріях, таких як робота з рідинами високої в'язкості, проведення торговельних розрахунків та обмежений простір для встановлення. З розвитком матеріалознавства та електронних технологій сучасні об'ємні витратоміри продовжують удосконалюватися з точки зору зносостійкості, самодіагностики, оцифрування та комунікаційних можливостей, гарантуючи, що цей "точний облік рідини" продовжуватиме відігравати свою незамінну основну цінність у майбутньому процесі промислового інтелекту.