Расходомеры воды: виды, принцип работы и выбор оборудования

Расходомеры — это устройства, используемые для измерения объемного расхода различных жидкостей, включая воду. Они широко используются в самых разных областях промышленности, на объектах генерации, в ЖКХ и системах утилизации отходов.

Измерение расхода воды имеет широкий спектр применения, включая:

мониторинг и управление системами водоснабжения и водораспределения
измерение потребления воды для выставления коммерческих счетов
управление и мониторинг промышленных процессов, использующих воду
измерение расхода воды в ирригационных системах и водотоках
измерение расхода сточных вод, технологических и канализационных стоков
экологический мониторинг количества и качества воды в природных водоводах

При измерении расхода воды важно учитывать следующие особенности измерения расхода воды:

Колебания расхода воды: Расход воды может значительно колебаться в зависимости от различных факторов, таких как осадки, изменения потребности в воде и изменения в природной среде. Расходомеры должны быть способны точно измерять расход даже в условиях малого и непостоянного расхода, т.е. обладать широким динамическим диапазоном..
Свойства жидкости: Свойства воды, такие как состав, плотность и электропроводность, могут влиять на точность измерения расхода. Конструкцию расходомера следует выбирать с учетом конкретных свойств измеряемой воды.
Размер и конструкция водовода: Размер и материал трубы, по которой течет вода, также могут влиять на точность измерения расхода. Для обеспечения точности измерений расходомеры следует подбирать не только с учетом размера и материала трубы, но и фактического объема воды, протекающей по этой трубе.
Установка и обслуживание: Установка и своевременность обслуживания расходомера также могут повлиять на его точность. При подборе расходомера необходимо учитывать квалификацию эксплуатирующих прибор специалистов и технические возможности по регулярному его обслуживанию для обеспечения точных и надежных измерений.

Характеристики расходомера

Таким образом, при выборе расходомера для измерения расхода воды важно учитывать конкретные требования к применению, включая свойства жидкости, фактический расход среды протекающей по водоводу, размер и материал трубы, а также требования к установке и обслуживанию.

Существует несколько типов расходомеров, которые могут быть использованы для измерения расхода воды, в том числе:

Турбинные расходомеры: Эти простейшие по конструкции расходомеры фактически измеряют количество оборотов датчика турбинного типа скорость жидкости, которое пропорционально расходу этой жидкости. Турбинные расходомеры подходят для тех случаев, когда скорость потока постоянна, относительно высока, жидкость не загрязнен посторонними включениями, свойства жидкости постоянны, а водовод имеет незначительный диаметр.
Кориолисовы расходомеры: Эти расходомеры измеряют разницу фаз сигналов частотных датчиков, закрепленных на колеблющихся трубках измерительного сенсора, вызванную потоком жидкости, которая пропорциональна ее массовому расходу. Кориолисовые расходомеры подходят для тех случаев, когда требуется производить измерения массового объема с высокой точностью, свойства среды постоянны, а сама среда однофазна.
Расходомеры дифференциального давления: Эти расходомеры измеряют перепад давления через препятствие специальной формы, установленное в потоке, который пропорционален расходу. Расходомеры дифференциального давления подходят для тех случаев, когда расход относительно невелик, а свойства жидкости постоянны.
Вихревые расходомеры: Эти расходомеры измеряют частоту гидродинамических завихрений, создаваемых потоком воды, обтекающим препятствие особой формы, установленное в расходомере. Эта частота пропорциональна скорости потока, что позволяет расходомеру точно измерять объемный расход воды. Вихревые расходомеры подходят для тех случаев, когда скорость потока относительно постоянна и высока, свойства жидкости постоянны, электропроводность среды может быть низка или отсутствовать вовсе (пример: осветленная вода).

Электромагнитные расходомеры: Эти расходомеры используют принцип электромагнитной индукции для измерения скорости потока воды в трубе. Расходомер состоит из магнитной системы, создающей электромагнитное поле и датчиков, посредством которых снимается электродвижущая сила, генерируемая электропроводящей жидкостью протекающей в созданном электромагнитном поле. Расход среды измерения пропорционален снятой датчиками ЭДС. Электромагнитные расходомеры подходят для тех случаев, когда жидкость является электропроводящей, такой как обычная вода, т.е. в отличии от дистиллированной (пример: паровой конденсат), содержащей естественные примеси солей.

Ультразвуковые расходомеры: Эти расходомеры используют высокочастотные звуковые волны для измерения скорости потока воды в водоводе. Расходомер состоит из системы передатчик-приемник, которые расположены один напротив другого и измеряют время прохождения звуковых волн через жидкость. Скорость потока рассчитывается на основе времени прохождения контрольного звукового импульса между передатчиком и приемником. В более сложных расходомерах используются универсальные трансюзеры, которые попеременно выполняют функцию как приемника, так и передатчика. Посредством этого устраняется дополнительная погрешность, свойственная "однонаправленным" измерительным системам. Ультразвуковые расходомеры подходят для широкого спектра применений, включая чистую и сточные воды, и могут использоваться на водоводах различных размеров и материалов.

При измерении расхода воды также важно учитывать особенности измерения расхода воды, включая колебания скорости потока, свойства жидкости, размер и материал водовода, а также требования к установке и обслуживанию. Выбрав подходящий расходомер для работы и обеспечив надлежащую установку и обслуживание, можно получить точные и надежные результаты измерения расхода воды.

Водомеры

Водомер в КИП — это прибор для измерения расхода или объема воды в трубопроводе. Водомеры относятся к контрольно-измерительным приборам и автоматике (КИПиА), которые используются для автоматизации процессов и производств.

Водомеры бывают разных типов в зависимости от принципа работы, например: тахометрические, электромагнитные, ультразвуковые, вихревые2. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки, а также область применения.
Водомеры необходимы для учета потребления воды и экономии ресурсов. Они устанавливаются на входе или выходе трубопровода и подключаются к системе КИПиА для передачи данных об измерениях.

Выбор подходящего типа водомера зависит от нескольких факторов, таких как:

Тип воды (холодная или горячая), которую нужно измерять: для горячей воды требуются более прочные и термостойкие материалы корпуса и механизма
Способ монтажа (горизонтальный или вертикальный) и размер трубопровода: некоторые водомеры имеют универсальную конструкцию, которая позволяет устанавливать их в любой позиции
Принцип работы и точность измерений: существуют разные типы водомеров по принципу работы, например: тахометрические, электромагнитные, ультразвуковые, вихревые. Каждый тип имеет свои преимущества и недостатки по точности, стоимости, надежности и долговечности
Наличие дополнительных функций и возможностей: например, некоторые водомеры могут передавать данные на расстояние, иметь защиту от магнитного воздействия, быть адаптированы к грязной или агрессивной среде.

Водомер и расходомер воды

Водомер и расходомер — это разные названия одного и того же прибора для измерения расхода или объема воды в трубопроводе. Водомер — это более общий термин, который может относиться к любому типу расходомера, работающему по разным принципам (тахометрическому, электромагнитному, ультразвуковому, вихревому и т.д.). Расходомер — это более специфический термин, который подразумевает измерение скорости потока воды в метрах в секунду или литрах в минуту. В некоторых случаях расходомер может также измерять другие параметры потока, такие как давление, температуру, плотность и т.д. В зависимости от типа расходомера могут быть разные требования к условиям измерения, например: проводимость воды, наличие примесей или пузырьков воздуха, длина прямолинейных участков трубопровода до и после прибора и т.д. Поэтому при выборе водомера или расходомера нужно учитывать характеристики измеряемой среды и трубопровода, а также цель и точность измерения.

Электромагнитный расходомер

Электромагнитный расходомер основан на принципе электромагнитной индукции, открытом Феррари. Он состоит из магнитной системы, измерительной камеры, электродов, корпуса, облицовки и преобразователя сигнала. Он имеет высокую стабильность и нечувствителен к вязкости, плотности и давлению измеряемого объекта. Это один из наиболее распространенных типов расходомеров с зрелой технологией производства и обслуживания. Его достоинства включают устойчивость к коррозии и износу, долговечность, а также возможность двунаправленного измерения, что повышает удобство использования. Электромагнитные расходомеры широко применяются в металлургии, промышленности, химии, сельском хозяйстве, экологии, медицине и других сферах. Они подходят для измерения объемного расхода проводников жидкостей в закрытых трубах.

Однако электромагнитный расходомер имеет свои ограничения. Он не может измерять пары, газы и другие непроводящие среды. Кроме того, его эффективность измерения снижается при очень низкой проводимости жидкости. Электромагнитный расходомер — это расходомер, который использует эффект электромагнитной индукции (пересечение магнитных полей). Его особенности:

Высокая точность измерения и хорошая повторяемость;
Цена зависит от размера диаметра трубы;
Измеряемая среда должна иметь определенную проводимость.

Ультразвуковой расходомер

Ультразвуковой расходомер использует ультразвуковые импульсы для определения расхода жидкости в трубе. Ультразвуковые расходомеры стали широко применяться с 1970-х годов. Сегодня их технология более совершенная и область их применения более обширная. Главное достоинство ультразвукового расходомера заключается в том, что он может измерять скорость потока жидкости без контакта с измеряемым объектом. Это означает, что тип среды или размер трубы не влияют на эффективность работы ультразвукового расходомера. Газ и пар, которые недоступны для электромагнитного расходомера, могут быть измерены ультразвуковым расходомером.

Датчик уровня воды

Водомер и датчик уровня воды — это различные приборы, которые определяют разные характеристики воды. Водомер измеряет расход или объем воды, проходящей по трубе. Датчик уровня воды измеряет высоту водной глади в резервуаре или реке. Водомер может работать по разным принципам, например: скоростному, электромагнитному, ультразвуковому, вихревому и т.д. А датчики уровня воды могут быть поплавковыми, гидростатическими, барботажными, радарными.