+7 (7142) 39-40-59

Cпециальные датчики для автоматизации

г. Костанай,
ул.Карбышева 95

Типы существующих расходомеров: преимущества и недостатки

10 февраля 2020

Расходомеры – это приборы, измеряющие объем или массу вещества: жидкости, газа или пара, которые проходят через сечение трубопровода в единицу времени. В быту расходомеры называют «счетчиками», но это неверно, потому что счетчик – только одна из составляющих конструкции расходомера. Особенности конструкции зависят от типа прибора. Сейчас используют 6 типов расходомеров, у каждого из которых – свои сильные и слабые стороны.

Электромагнитные расходомеры

В основе устройства электромагнитных расходомеров – закон электромагнитной индукции, известный как закон Фарадея. Когда проводящая жидкость, например вода, проходит через силовые линии магнитного поля, индуцируется электродвижущая сила. Она пропорциональна скорости движения проводника, а направление тока – перпендикулярно направлению движения проводника.

В электромагнитных расходомерах жидкость течет между полюсами магнита, создавая электродвижущую силу. Прибор измеряет напряжение между двумя электродами, рассчитывая тем самым объем проходящей через трубопровод жидкости. Это надежный и точный метод, потому что сам прибор не влияет на скорость течения жидкости, а за счет отсутствия движущихся частей оборудование долговечное.

Преимущества электромагнитных расходомеров:

  • Умеренная стоимость.
  • Нет движущихся и неподвижных частей в поперечном сечении.
  • Большой динамический диапазон измерений.

Недостатки:

  • На работу прибора влияют магнитные и проводящие осадки.
  • Электромагнитный расходомер
  • Принцип работы электромагнитного расходомера

Ультразвуковые расходомеры

В конструкции расходомеров есть передатчик ультразвуковых сигналов (УЗС). Когда жидкость движется по трубопроводу, происходит снос ультразвуковой волны. Из-за этого меняется время, за которое сигнал от передатчика достигает приемника. Время прохождения увеличивается против потока жидкости и уменьшается, если ультразвуковой сигнал идет по направлению потока. Ультразвуковые расходомеры рассчитывают объемный расход жидкости на основе разности времени прохождения УЗС по течению потока и против него – эта разность пропорциональна скорости движения и объему воды.

Достоинства ультразвуковых расходомеров:

  • Невысокая стоимость.
  • Нет движущихся и неподвижных частей в поперечном сечении.
  • Средний динамический диапазон измерений.
  • Возможность монтажа на трубопроводы большого диаметра.

Недостатки:

  • Чувствительность измерений к отражающим и поглощающим ультразвук осадкам.
  • Чувствительность к вибрациям.
  • Чувствительность к перекосам потока для однолучевых расходомеров.

Расходомеры перепада давления

Принцип действия этого типа расходомеров основан на измерении перепадов давления, которые возникают, когда поток жидкости, газа или пара проходит через шайбу, сопло или другое сужающее устройство. Скорость потока в этом месте меняется, давление возрастает: чем выше скорость потока, тем больший расход.

Преимущества:

  • Отсутствие движущихся частей.

Недостатки:

  • Механические препятствия в сечении: шайба или сопло.
  • Малый динамический диапазон измерений.
  • Чувствительность к любым осадкам на сужающем устройстве.

Вихревые расходомеры

Вихревые расходомеры измеряют частоту колебаний, которые возникают в потоке жидкости или газа, когда они обтекают препятствия. При обтекании препятствий образуется вихрь, от которого приборы и получили свое название.

Преимущества:

  • Отсутствие движущихся частей.

Недостатки:

  • Механические препятствия в сечении расходомера.
  • Малый динамический диапазон.
  • Температурная чувствительность.
  • Неустойчивость характеристик при осадках на теле обтекания.
  • Влияние вибраций на результаты измерений.
  • Вихревой расходомер
  • Принцип работы вихревого расходомера

Тахометрические расходомеры

Тахометрические расходомеры измеряют скорость вращения, количество оборотов крыльчатки или турбины в потоке воды, газа или пара. Принцип действия не меняется в зависимости от того, установлена ли в приборе крыльчатка или турбина; разница только в том, что ось вращения крыльчатки находится перпендикулярно движению потока, а турбины – параллельно потоку жидкости или газа.

Преимущества:

  • Невысокая стоимость.
  • Работают без источника питания.

Недостатки:

  • Механические препятствия в сечении расходомера.
  • Малый динамический диапазон.
  • Неустойчивость измерений.
  • Невысокая надежность.
  • Примеси и посторонние предметы в воде влияют на результаты измерений.
  • Небольшой срок эксплуатации.
  • Тахометрический расходомер
  • Принцип работы тахометрического расходомера

Кориолисовы расходомеры

Принцип действия этих расходомеров опирается на эффект Кориолиса: изменение фаз механических колебаний U-образных трубок, по которым движется жидкость, газ или пар. Сдвиг фаз зависит от массового расхода. Сила Кориолиса, которая воздействует на стенки колеблющейся трубки, меняется под напором воды или пара.

Преимущества:

  • Прямое измерение массового расхода.
  • Осадки не влияют на измерения.
  • Нет препятствий во внутреннем сечении.

Измерение расхода жидкостей не зависит от их электрической проводимости.

Недостатки:

  • Высокая стоимость.
  • Строгие требования к технологии изготовления.
  • Влияние вибраций на метрологические характеристики.

Сравнив достоинства и недостатки разных видов оборудования, несложно понять, почему самыми востребованными остаются электромагнитные расходомеры: они недорогие, точные и практичные. 

Расходомеры в Казахстане

Источник: intelpribor.ru