Основные типы расходометров

Для учета и дозировки потребляемых энергетических ресурсов уже давно используются приборы, получившие название расходомеры. Поскольку характер измеряемой среды и спектр решаемых задач многообразны, конструкторы разработали несколько видов расходомеров: ультразвуковые, электромагнитные, вихревые, кориолисовые. Чтобы правильно подобрать подходящий прибор, необходимо обратить внимание на ключевые критерии выбора, среди которых:

• физические и химические особенности измеряемой среды;
• диапазон измерений;
• допустимая погрешность измерений;
• возможность измерять реверсивные потоки;
• периодичность проведения поверок;
• надежность и ремонтопригодность.

Выбирая конструкцию и метод измерения, пользователи ориентируются в первую очередь на характерные особенности и состояние измеряемой среды:

• плотность;
• вязкость;
• температура;
• степень агрессивности;
• наличие примесей;
• способность образовывать отложения и другие.

Виды расходомеров

Ультразвуковые

Измеряют расход одно- или многокомпонентных жидкостей и газов с различной степенью загрязнения. При этом измеряемая среда может быть как гомогенной (без границы раздела между компонентами), так и гетерогенной (имеющей границу раздела между компонентами). Для производства измерений в чистых однородных средах обычно используют время-импульсные расходомеры, а в загрязненных многофазных средах – допплеровские.

Приборы, работающие по ультразвуковому принципу, обладают большим диапазоном измерений температуры и давления. В частности, расходомеры, оснащенные врезными датчиками, могут функционировать в среде с температурой -200… +200 °С при динамической вязкости до 360 мПа*сек и давлении до 45 атм. Устройства с накладными сенсорами рассчитаны на меньший температурный диапазон (от -45 до +125 °С) при динамической вязкости до 2500 мПа*сек без ограничения по максимальному давлению.

Вихревые

Благодаря тому, что их измерительный механизм выполнен из коррозионностойкой стали и лишен полимерных вставок и прокладок, они неприхотливы к температуре жидкости, газа или пара – она может колебаться в пределах от -40 до +240°С. Также не имеют большого значения электропроводящие свойства измеряемой среды.

Однако у вихревых расходомеров имеются некоторые ограничения. Они касаются давления (не должно быть более 10 МПа) и вязкости (не должна превышать 10 мПа*с). Также они в той или иной степени чувствительны к таким свойствам потока как турбулентность, неоднородность, степень загрязненности, склонность образовывать осадок. При определенных обстоятельствах могут реагировать на вибрации, которые иногда возникают в трубопроводных магистралях.

Чтобы обеспечить надежную защиту компонентов электронного блока управления от перегрева и обеспечить удобную и безопасную эксплуатацию прибора, используют разнесенное (раздельное) исполнение. В этом случае измерительную часть располагают на трубопроводе, а сам блок вместе с индикаторами – на некотором удалении от него, где температурный режим и условия обслуживания наиболее благоприятны.

Электромагнитные

Используют электромагнитную индукцию, поэтому предназначены исключительно для производства замеров в электропроводящих средах (жидкостях, растворах, суспензиях). Расход химически обессоленной жидкости или газа при помощи этих приборов измерить практически невозможно. К достоинствам электромагнитных расходомеров относится отсутствие трущихся деталей и почти нулевое гидродинамическое сопротивление. Выбирая ту или иную модель, специалисты уделяют повышенное внимание качеству покрытия измерительной части: оно напрямую влияет на температурную и коррозионную стойкость сенсора. Некачественный материал покрытия может быстро отслоиться, что приведет к искаженным показаниям или поломке прибора.

Электромагнитные расходомеры работают в температурном диапазоне от -25 до +175°С при допустимом давлении порядка 15 МПа и вязкости жидкости в пределах 0,1-100 000 мПа*с. Некоторые устройства имеют ограничения в плане установки на всасывающих трубопроводах насосных станций, где скачки давления могут повредить слой покрытия.

Кориолисовые

Применяются там, где требуется обеспечить высокоточное измерение массового расхода жидкостей, в том числе с высокой вязкостью, с включениями мелких твердых частиц и большой газонасыщенностью. Приборы данного типа отличаются большой точностью измерений, способностью работать в широком интервале температур (-50 - +180°С) при давлении до 400 бар и вязкости до 100 000 мПа*с. Они мало чувствительны к вибрационным нагрузкам, направлению и турбулентности потока, что позволяет устанавливать их даже на криволинейных участках трубопровода.

Кориолисовые расходомеры просты в плане сервиса и служат достаточно долго благодаря отсутствию подвижных и быстроизнашивающихся деталей. Их используют главным образом для определения расходных характеристик и дозировки химически активных субстанций: нефтепродуктов, топлива, сжиженных газов и др.

Сравнение расходомеров

Для сравнительного анализа в таблицах сгруппированы основные сведения по четырем видам вышеописанных расходомеров, касающиеся физико-химических параметров измеряемой среды, методов измерения и спектра решаемых задач.

Следует отметить, что указанных в таблицах сведений недостаточно для правильного выбора метода измерений, а следовательно, типа и модификации расходомера. Данной информацией можно пользоваться лишь для исключения тех способов измерения, которые явно не подходят под конкретную задачу. Снизить вероятность ошибки поможет консультация компетентного специалиста.