Вихревой расходомер
Работа вихревого расходомера основана на измерении частоты колебаний, возникающих в потоке в процессе вихреобразования. В потоке на пути проходящего по трубопроводу воздуха устанавливается тело обтекания, чаще всего имеющее форму трапеции. Это препятствие создает в потоке цепочку вихрей, называемую дорожкой Кармана. Расстояние между вихрями постоянно и зависит от размера препятствия, а частота вихрей пропорциональна скорости потока. Ниже в потоке, за телом обтекания устанавливается элемент, осуществляющий индикацию проходящих мимо вихрей. Обычно эту роль выполняет пьезоэлектрический преобразователь, фиксирующий частоту колебаний давления, создаваемых при прохождении вихрей. Также фиксация может осуществляться с помощью термоанемометра, ультразвукового или оптоэлектронного преобразователя. Частота изменений давления позволяет рассчитать скорость потока, а, следовательно, и расход.
Преимуществом данного типа расходомеров является отсутствие подвижных частей и устойчивость к загрязнению. Тем не менее данный расходомер не подходит для измерения малых скоростей, характеризуется достаточно высокой потерей давления, а также требует проведение компенсации температуры и давления.
Кориолисов расходомер
Кориолисовы расходомеры снабжены одной или двумя U-образными трубками, колеблющимися в результате внешнего вибрационного воздействия, генерируемого специальным возбудителем. В случае отсутствия потока, колебания трубки будут происходить равномерно и синхронно. Если же по трубке проходит газ, под действием силы Кориолиса происходит сдвиг фазы колебаний: разные части трубы начинают отклоняться в разные стороны. Степень отклонения при этом пропорциональна скорости проходящего газа. Датчики, находящиеся на входе и на выходе расходомера регистрируют характер этих колебаний, а затем данные значения переводятся в значения скорости потока и расход.
Преимуществами данного типа приборов является высокая точность, работа при любом состоянии потока в обоих направлениях и отсутствие подвижных частей. К недостаткам относятся серьезные потери давления, высокая цена, большая масса и габариты.
Тепловые расходомеры
Принцип измерения основан на зависимости теплоотдачи нагретого элемента, помещённого в поток, от скорости течения потока. В зависимости от того как осуществляется измерение, тепловые расходомеры подразделяют на термоанемометрические и калориметрические.
Термоанемометрические расходомеры
Термоанемометрические расходомеры построены на принципе измерения потерь теплоты телом в результате обтекания его проходящим потоком. В данной конструкции чувствительный элемент состоит из двух резистивных элементов. Первый производит измерение температуры среды. На втором постоянно поддерживается температура, на определенное значение превышающая температуру среды. Проходящий мимо второго чувствительного элемента поток газа охлаждает его, так что для поддержания на нем определенной температуры начинает требоваться больше энергии. Чем выше скорость потока, тем сильнее охлаждается чувствительный элемент, и тем больше мощности нужно для нагрева. Таким образом, учитывая электрическую мощность, затрачиваемую для нагрева, датчик определяет пропорциональную ей скорость потока, которая затем переводится в расход.
В некоторых конструкциях сила тока, подаваемого для нагрева чувствительного элемента, является постоянной. В этом случае фиксируется значение сопротивления чувствительного элемента, меняющегося в зависимости от скорости потока. Измерение же температуры потока производится вторым датчиком, стоящим ниже в течении потока.
К термоанемометрическим расходомерам относятся, к примеру, такие модели приборов как VA 400, SS 20.500 или SS 20.600.
Калориметрические расходомеры
В этом случае конструкция подразумевает наличие нагревательного элемента и двух датчиков температуры, расположенных ниже и выше по течению относительно нагревателя. Воздух, проходящий рядом с нагревательным элементом, становится теплее и это изменение температуры фиксируется датчиком, стоящим ниже по течению. Производя сравнение его показания с показаниями термометра, который находится до нагревателя в потоке, прибор рассчитывает скорость движения газа. Так как датчики температуры располагаются с обоих сторон от нагревательного элемента, данная конструкция расходомера позволяет также определять направление потока газа.
К калориметрическим расходомерам относится, например, приборы SS 20.400 и SS 20.415.
Тепловые расходомеры имеют множество преимуществ. Они производят прямое измерение расхода, приведенного к нормальным условиям, и не требуют компенсации температуры и давления. Диапазон измерений данных приборов крайне широк, причем они могут использоваться даже при крайне малых скоростях потока. Данные датчики не создают падения давления. Кроме этого, они могут быть не только врезными, но и погружными, что значительно облегчает монтаж (который может производиться даже в работающей системе) и делает их применимыми в трубопроводах крайне больших диаметров. Также тепловые расходомеры достаточно надежны, так как не имеют подвижных частей. Наконец, данные приборы относительно недороги по сравнению с большинством других расходомеров.
К особенностям можно отнести требование к установке на относительно длинных прямых участках трубопровода (длиной не менее 10 ДУ), а также отклонения в результатах измерений в случае возникновения конденсата.
Предыдущие части:
Классификация расходомеров газа – часть 1
Классификация расходомеров газа – часть 2
Подобрать расходомер газа, подходящий для решения Вашей задачи, можно в каталоге продукции или обратившись к нашим техническим специалистам.
