Существует много типов методов и инструментов измерения расхода, а также существует множество методов классификации, таких как роторные расходомеры, дроссельные расходомеры, щелевые расходомеры, объемные расходомеры, электромагнитные расходомеры, ультразвуковые расходомеры и водосливы. Среди различных расходомеров каждый продукт имеет свою специфическую область применения и свои ограничения. В зависимости от объекта измерения его можно разделить на две категории: закрытый трубопровод и открытый канал; В зависимости от цели измерения его можно разделить на общее измерение и измерение расхода, а приборы называются общим измерителем и расходомером соответственно.
Общий счетчик измеряет расход через трубу за определенный период времени и выражается как частное общего объема, протекающего за короткий период времени, разделенного на этот период времени. Фактически, расходомер обычно также оснащен накопительным расходомером, который используется в качестве счетчика общего объема, а счетчик общего объема также оснащен устройством сигнализации расхода. Поэтому разделять расходомер и общий счетчик в строгом смысле уже непрактично.
По принципу измерения он делится на механический принцип, тепловой принцип, акустический принцип, электрический принцип, оптический принцип и принцип атомной физики.
1 ультразвуковой расходомер
Когда ультразвуковая волна распространяется в текущей жидкости, она несет информацию о скорости жидкости, и скорость жидкости может быть обнаружена с помощью принятой ультразвуковой волны, которая преобразуется в скорость потока. В соответствии с методом обнаружения его можно разделить на различные типы ультразвуковых расходомеров, такие как метод разности скоростей распространения, метод Доплера, метод сдвига луча, шумовой метод и метод корреляции. Ультразвуковой расходомер — это своего рода метод измерения жидкости, который стал применяться только с быстрым развитием технологии интегральных схем за последние десять лет.
Ультразвуковой расходомер — это бесконтактный измерительный прибор, подходящий для измерения жидкостей, которые сложно трогать и наблюдать, а также скорости потока в трубах большого диаметра. Его можно соединить с датчиком уровня воды для измерения расхода открытой воды. Использование ультразвукового расходомера не требует установки измерительных элементов в жидкость, поэтому состояние потока жидкости не изменится и не будет создаваться дополнительное сопротивление. Установка и обслуживание прибора не могут повлиять на работу производственного трубопровода, поэтому он является идеальным энергосберегающим расходомером.
Все виды ультразвуковых расходомеров могут быть установлены вне трубы, что обеспечивает бесконтактное измерение расхода. Стоимость прибора практически не зависит от диаметра измеряемой трубы; в то время как другие типы расходомеров значительно увеличивают стоимость по мере увеличения диаметра, поэтому чем больше диаметр ультразвукового расходомера. Чем лучше соотношение функций и цены расходомера, чем у других типов расходомеров с той же функцией, тем он считается лучшим расходомером большого диаметра. Ультразвуковой доплеровский расходомер может измерять расход двухфазной среды, поэтому его можно использовать для измерения грязных потоков, таких как канализация и сточные воды. На электростанциях гораздо удобнее использовать портативные ультразвуковые расходомеры для измерения потоков большого диаметра, таких как вода на входе в турбину и циркулирующая вода паровой турбины, чем использовавшиеся ранее расходомеры с отслаивающимися трубками. Ультразвуковой поток жидкости также можно использовать для измерения газа. Применимый диапазон диаметра труб составляет от 2 см до 5 м, и их можно использовать от открытых каналов или водопропускных труб шириной несколько метров до рек шириной 500 м.
Кроме того, на точность измерения расхода ультразвукового измерительного прибора практически не влияют такие параметры, как температура, давление, вязкость и плотность измеряемой жидкости, и его можно превратить в бесконтактный и портативный измерительный прибор, поэтому он может решить серьезные проблемы измерения, которые трудно измерить с помощью других типов инструментов. Проблемы измерения расхода агрессивных, непроводящих, радиоактивных и горючих и взрывоопасных сред. Учитывая характеристики бесконтактного измерения в сочетании с разумными электронными схемами, один прибор можно адаптировать для измерения различных диаметров труб и различных диапазонов расхода. Адаптивность ультразвукового расходомера также не имеет себе равных среди других приборов. Ультразвуковой расходомер обладает некоторыми из вышеперечисленных преимуществ, поэтому ему уделяется все больше внимания, и он превратился в серию продуктов и обобщение. Измерение расхода среды в различных случаях и в различных условиях трубопровода.
2 Электромагнитный расходомер
Электромагнитный расходомер — это новый тип расходомера, быстро разработанный с развитием электронных технологий в 1950-х и 1960-х годах. Электромагнитные расходомеры выполнены по закону электромагнитной индукции Фарадея и используются для измерения объемного расхода проводящих жидкостей. Благодаря своим уникальным преимуществам он широко используется при измерении расхода различных проводящих жидкостей в промышленности и сельском хозяйстве, таких как различные кислоты, щелочи, соли и другие агрессивные среды, а также при измерении расхода различных шламов, образуя уникальную область применения.
Конструктивно электромагнитный расходомер состоит из электромагнитного датчика расхода и преобразователя. Датчик устанавливается на трубопроводе, и его функция заключается в линейном преобразовании значения объемного расхода жидкости, поступающей в трубопровод, в сигнал наведенного потенциала и передаче этого сигнала по линии передачи на преобразователь. Преобразователь устанавливается недалеко от датчика, он усиливает сигнал расхода, посылаемый датчиком, и преобразует его в стандартный выходной электрический сигнал, пропорциональный сигналу расхода для отображения, накопления и управления корректировкой.
3 Применение расходомера при орошении сельскохозяйственных угодий
В национальной экономике энергичное строительство водохозяйственных угодий является важной мерой для сельскохозяйственного развития моей страны. Строительство водохозяйственных объектов неотделимо от орошения, особенно важно правильно усвоить метод измерения расхода в оросительной системе. В настоящее время существует два основных метода: метод площади скорости и гидравлический метод, и каждый метод измерения имеет свою собственную уникальную часть измерения (обнаружения) расхода.
Метод площади-скорости измеряет поток путем умножения средней скорости потока воды на площадь поперечного сечения канала, а скорость потока воды измеряется в определенных точках расходомером. Обычно существует три различных способа измерения расхода с помощью этого метода: один — метод распределения скорости; второй — метод 0,6h (h — расстояние от поверхности воды до дна канала); третий — метод 0,2–0,8 часа. Метод распределения скорости заключается в измерении скорости потока в нескольких точках между поверхностью воды и дном канала, а затем по этим точкам измерения определяют кривую скорости вертикальной поверхности воды и делят площадь, определяемую кривой скорости, на глубина для получения средней скорости; Метод 0,6h Измеряется скорость потока в одной точке на глубине 0,6h ниже поверхности воды, и предполагается, что это значение является средним значением всех скоростей; Среднее значение показаний можно оценить как среднее значение расхода.
Все три метода рассчитывают среднюю скорость в пределах любой конкретной зоны измерения. Число зондирований по всей ширине русла и количество точек, измеренных на одной вертикальной плоскости, варьируется. Многие европейские страны требуют 5 баллов для зондирования одной поверхности, тогда как США считают 2 балла достаточными. Количество зондирований зависит от ширины канала. Количество зондирований в Европе — от 5 до 15, а в США — от 8 до 18. Погрешность измерения определяется количеством зондирований и временем измерения в каждой точке. Средняя погрешность метода площади-скорости может составлять менее 6%.
Существует два метода измерения расхода методом площади скорости. Особое внимание следует уделить двум моментам: один – использовать ультразвуковой расходомер, другой – электромагнитный расходомер.
Ультразвуковая технология рассчитывает скорость потока путем измерения времени распространения ультразвуковой волны по каналу. Передатчик и приемник размещаются по обе стороны канала так, чтобы угол между траекторией волны и направлением потока воды находился в пределах от 45° до 60°. Это геометрическое соотношение создает разницу во времени между звуковыми импульсами в восходящем и нисходящем направлениях. Форма канала определяет, будет ли использоваться однопутевая система или многопутевая система, то есть с использованием одной или нескольких пар передачи-приема.
Электромагнитный метод измерения тока использует искусственно созданное магнитное поле в проводящем потоке воды, а затем измеряет результирующую разность потенциалов по обе стороны потока воды. Электромагнитный расходомер состоит в основном из водяного канала, катушки возбуждения и пары электродов.
4 Выбор расходомеров
Выбор расходомера относится к безопасности, точности и экономичности измерения на основе фактической поставки приборного изделия в соответствии с производственными требованиями, а метод и метод устройства отбора проб потока определяются в зависимости от характера и расхода измеряемая жидкость. Средства измерения, а также форма и размеры измерительных инструментов.
Безопасность и надежность измерения расхода – это, прежде всего, надежный метод измерения, то есть устройство отбора проб не станет причиной аварии из-за механической прочности или отказа электрической цепи во время работы; во-вторых, измерительный прибор не повлияет на безопасность производственной системы при нормальном производстве или в условиях отказа.
На основе обеспечения безопасной эксплуатации прибора мы стремимся повысить точность и энергосбережение прибора. Для этого следует выбрать не только индикаторный прибор, отвечающий требованиям точности, но и разумный метод измерения в соответствии с характеристиками измеряемой среды. Для измерения основного расхода пара электростанции, поскольку это очень важно для безопасности и экономичности электростанции, обычно используются проверенные стандартные дросселирующие устройства и расходомеры дифференциального давления. Сточные воды и мазут, обработанные химической водой, относятся к грязному потоку и вязкому потоку с низким числом Рейнольдса соответственно, и ни одна из стандартных деталей дросселирования не применима. Для грязного потока обычно используются нестандартные дроссельные детали, такие как круглая диафрагма с дифференциальным манометром или ультразвуковым доплеровским расходомером, а для вязкого потока можно использовать соответственно объемный расходомер, расходомер целевого типа или клиновой расходомер. Объем воды на входе в турбину, объем циркулирующей воды в конденсаторе и регенеративный пар регенеративного блока — все это параметры измерения расхода труб большого диаметра (более 400 мм). Из-за сложности обработки и больших потерь давления стандартные дросселирующие устройства обычно не применяются. В зависимости от характеристик измеряемой среды и требований точности измерения расход может быть измерен с помощью вставного расходомера, элемента измерения скорости с дифференциальным манометром, ультразвукового расходомера или неразрушающих методов, таких как метод маркировки и метод моделирования.
Чтобы обеспечить срок службы и точность расходомера, при выборе модели также следует обратить внимание на антивибрационные требования прибора. Во влажных и жарких регионах выбирайте измеритель влажности и жары. Правильный выбор технических характеристик прибора также является важной частью обеспечения срока службы и точности прибора. Особое внимание следует уделить выбору статического давления и термостойкости. Статическое давление прибора (то есть степень устойчивости к давлению) должно быть немного больше рабочего давления измеряемой среды, обычно в 1,25 раза, чтобы гарантировать отсутствие утечек или аварий. Выбор диапазона измерения – это, главным образом, выбор верхнего предела шкалы прибора. Если он слишком мал, можно легко перегрузить и повредить прибор; если оно слишком велико, это будет снижать точность измерения. Обычно выбирается в 1,2–1,3 раза больше максимального значения расхода при фактической эксплуатации.
Для долговременных контактных счетчиков, установленных на эксплуатационных трубопроводах, следует также учитывать потери энергии, вызванные расходомерным элементом. Как правило, в одном производственном трубопроводе не следует использовать несколько измерительных элементов с большой потерей давления, например, дроссельные элементы.
5. Вывод
Короче говоря, не существует единого метода измерения или расходомера, подходящего для каждой жидкости и ситуации с расходом. Различные методы и конструкции измерения требуют разных операций измерения, методов и условий использования, и каждый тип имеет свои уникальные преимущества и недостатки. Поэтому на основе всестороннего сравнения различных методов измерения и характеристик приборов следует выбрать лучший тип, соответствующий требованиям производства, безопасный и надежный, экономичный и долговечный. С развитием модернизации сельского хозяйства в моей стране и внедрением точного земледелия расходомеры будут играть все более важную роль в орошении сельскохозяйственных угодий.
Дата публикации: Jun-12-2022