Принципы выбора расходомера
Принцип выбора расходомера заключается в глубоком понимании принципа конструкции и характеристик жидкости различных расходомеров. При этом его следует выбирать с учетом конкретной ситуации на участке и окружающих условий окружающей среды. Необходимо учитывать и экономические факторы. В целом следует выделить следующие пять аспектов:
① Требования к характеристикам расходомера;
② Характеристики жидкости;
③ Требования к установке;
④ Условия окружающей среды;
⑤ Цена расходомера.

Требования к производительности расходомера
Характеристики расходомера в основном включают в себя: измерение расхода (мгновенный расход) или общего расхода (кумулятивный расход); Требования к точности; Повторяемость; Линейность; Диапазон расхода и степень диапазона; Потеря давления; Характеристики выходного сигнала и время отклика расходомера.
(1) Измерение расхода или общего количества
Существует два вида измерения расхода: мгновенный расход и совокупный расход. Например, если сырая нефть в трубопроводе распределительной станции подлежит коммерческой передаче или нефтехимический трубопровод подлежит непрерывному дозированию производства или технологическому контролю производственного процесса, необходимо измерить общий объем, иногда дополняемый наблюдением мгновенного расхода. . На некоторых рабочих местах для контроля расхода требуется мгновенное измерение расхода. Поэтому его следует выбирать в соответствии с потребностями измерений на месте. Некоторые расходомеры, такие как объемные расходомеры и турбинные расходомеры, основаны на принципе измерения механического счета или частотно-импульсного выхода для непосредственного получения общего количества, что имеет высокую точность и подходит для измерения общего количества. Если имеется соответствующее передающее устройство, поток также может быть выведен. Электромагнитный расходомер, ультразвуковой расходомер и т. д. определяют расход путем измерения скорости жидкости. Они имеют быстрый отклик и подходят для управления технологическими процессами. Если они оснащены функцией интегрирования, также можно получить общий расход.
(2) Точность
Уровень точности расходомера указан в определенном диапазоне расхода. Если он используется в определенных условиях или в относительно узком диапазоне расхода, например, если он изменяется только в очень небольшом диапазоне, точность его измерения будет выше заданного уровня точности. Если использовать турбинный расходомер для измерения нефтепродуктов в бочках для раздачи и клапан полностью открыт, то расход в основном постоянен, а его точность может быть повышена с 0,5 до 0,25.
При торговом учете, хранении и транспортировке, а также балансе материалов, если требуется высокая точность измерений, необходимо учитывать долговечность точности измерений. Обычно расходомер используется в вышеуказанных ситуациях, и уровень точности должен составлять 0,2. На таких рабочих местах стандартное измерительное оборудование (например, мерная трубка) обычно оборудуется на месте для проведения онлайн-обнаружения на используемом расходомере. В последние годы из-за растущей напряженности сырой нефти и высоких требований каждого подразделения к измерению сырой нефти была предложена передача коэффициентов для измерения сырой нефти, то есть в дополнение к периодической проверке расходомера один раз в шесть месяцев. Обе стороны торговой передачи договариваются о проверке расходомера каждые один или два месяца для определения коэффициента расхода, а данные, рассчитанные на основе данных измерений расходомера и коэффициента расхода расходомера, передаются каждый день для повышения точности расходомера. , Также называется передачей обслуживания с нулевой ошибкой.
Уровень точности обычно определяется по максимально допустимой погрешности расходомера. Это будет указано в инструкции к расходомеру, предоставляемой каждым производителем. Обязательно обратите внимание, относится ли процент ошибки к относительной ошибке или к ошибке котировки. Относительная погрешность представляет собой процент от измеренного значения, который часто обозначается как «% R». Эталонная погрешность относится к проценту от верхнего предельного значения или диапазона измерения, обычно «% полной шкалы». Инструкции многих производителей не указаны. Например, поплавковый расходомер обычно принимает эталонную погрешность, а некоторые модели электромагнитных расходомеров также принимают эталонную погрешность.

Если расходомер используется в системе управления потоком вместо измерения общего количества, точность расходомера должна определяться в соответствии с требованиями к точности управления всей системы. Потому что вся система не только имеет ошибку обнаружения потока, но также включает в себя ошибку передачи сигнала, регулирования управления, выполнения операций и других звеньев и различных влияющих факторов. Например, в операционной системе люфт около 2%. Определять высокую точность (свыше 0,5 уровня) применяемого средства измерения неэкономно и неразумно. Что касается самого прибора, точность датчика и вторичного прибора также должна быть надлежащим образом согласована. Например, если расчетная погрешность трубки усреднения скорости без фактической калибровки составляет от ± 2,5% до ± 4%, нет смысла согласовывать манометр дифференциального давления с высокой точностью от 0,2% до 0,5%.
Другая проблема заключается в том, что класс точности, указанный для расходомера в регламенте поверки или инструкции производителя, относится к максимально допустимой погрешности расходомера. Однако из-за влияния условий окружающей среды, условий потока жидкости и динамических условий при использовании расходомера в полевых условиях могут возникать некоторые дополнительные ошибки. Следовательно, расходомер, используемый на месте, должен иметь комбинацию максимально допустимой погрешности и дополнительной погрешности самого прибора. Эту проблему необходимо рассмотреть в полной мере. Иногда погрешность в условиях эксплуатации в полевых условиях может превышать максимально допустимую погрешность расходомера.
(3) Повторяемость
Повторяемость определяется самим принципом работы расходомера и качеством изготовления. Это важный технический показатель при использовании расходомера, который тесно связан с точностью расходомера. В целом, требования к характеристикам измерений в правилах поверки определяют не только уровень точности расходомера, но и повторяемость, что обычно предусматривает, что повторяемость расходомера не должна превышать 1/3 ~ 1/5 максимально допустимой погрешности. указан в соответствующем уровне точности.
Повторяемость обычно определяется как согласованность нескольких измерений в одном направлении для определенного значения расхода за короткое время при одних и тех же условиях окружающей среды и параметрах среды. Однако в практических приложениях на повторяемость показаний расходомера часто влияют изменения параметров вязкости и плотности жидкости. Иногда эти изменения параметров не достигают уровня, требующего специальной коррекции, что может быть ошибочно принято за плохую повторяемость показаний расходомера. В этом случае следует выбрать расходомер, нечувствительный к изменению этого параметра. Например, на поплавковый расходомер легко влияет плотность жидкости. На расходомер малого диаметра влияет не только плотность жидкости, но также может влиять вязкость жидкости; Эффект вязкости турбинного расходомера при его использовании в диапазоне высокой вязкости; На некоторые ультразвуковые расходомеры без коррекции влияет температура жидкости и т. д. Если выходной сигнал расходомера нелинейный, этот эффект может быть более заметным.
(4) Линейность
Выходной сигнал расходомера в основном включает линейный и нелинейный квадратный корень. Как правило, нелинейная погрешность расходомера не указывается отдельно, а включается в погрешность расходомера. Для расходомеров с широким диапазоном расхода и импульсным выходным сигналом, которые используются для расчета общего объема, важным техническим показателем является линейность. Если в диапазоне расхода используется один коэффициент прибора, точность расходомера будет снижаться из-за плохой линейности. Например, турбинный расходомер использует коэффициент прибора в диапазоне расхода 10:1, и его точность будет низкой, если его линейность плохая. С развитием компьютерных технологий его диапазон расхода можно сегментировать, а расходомер можно корректировать, подгоняя кривую коэффициента расходомера методом наименьших квадратов, чтобы повысить точность расходомера и расширить диапазон расхода.
(5) Верхний предел расхода и диапазон расхода

Верхний предел расхода также называется полным расходом или максимальным расходом расходомера. Когда мы выбираем диаметр расходомера, мы должны настроить его в соответствии с диапазоном расхода испытуемого трубопровода, а также верхним и нижним характеристики расхода расходомера, а не просто в соответствии с диаметром трубы.
Вообще говоря, максимальный расход проектируемой трубопроводной жидкости определяется экономическим расходом. Если выбор слишком мал, диаметр трубы будет толстым, и инвестиции будут обозначены; Если передача мощности слишком высока, затраты на затраты увеличатся. Например, экономная скорость потока жидкости с низкой вязкостью, такая как вода, составляет 1,5–3 м/с, жидкости с высокой вязкостью — 0,2–1 м/с. Расход верхнего предела расхода большинства расходомеров находится рядом с трубопроводом экономичного расхода или поворачивает его. Поэтому при выборе расходомера его диаметр такой же, как и в трубопроводе, поэтому его можно надежно хранить. Если они не одинаковы, большой разницы не будет. Как правило, характеристики верхней и нижней шестерен можно соединить переходными патрубками.
При выборе расходомеров следует обратить внимание на различные виды расходомеров. Верхний предел расхода или верхний предел расхода сильно отличаются из-за ограничений принципов измерения и конструкции соответствующих расходомеров. По принципу жидкостного расходомера верхний предел скорости потока представляет собой низкую величину стеклянного поплавкового расходомера, которая обычно составляет 0,5–1,5 м/с, объемного расходомера — 2,5–3,5 м/с, вихревого расходомера — На 5, На 5–7,5 м/с выше, электромагнитный расходомер составляет 1–7 м/с или даже 0,5–10 м/с.
При выборе верхнего предела скорости потока жидкости также необходимо учитывать, что кавитация не может возникнуть из-за слишком высокой скорости потока. Местом, где возникает кавитация, обычно является место, где скорость потока самая высокая, а статическое давление самое низкое. Чтобы предотвратить кавитацию, часто необходимо контролировать минимальное противодавление (максимальный расход) расходомера.
Следует также отметить, что верхнее предельное значение расходомера не может быть изменено после заказа, например, объемного расходомера или поплавкового расходомера. После того, как расходомер дифференциального давления, такой как диафрагма дроссельного устройства, согласно определению и определению, его нижний предел расхода не может быть изменен. Верхний предел расхода можно изменить, отрегулировав датчик перепада давления или заменив датчик перепада давления. Например, для некоторых моделей электромагнитных или ультразвуковых расходомеров некоторые пользователи могут самостоятельно сбросить верхний предел расхода.
(6) степень
Диапазон представляет собой расположение верхнего и нижнего пределов расхода расходомера. Чем больше диапазон, тем шире будет диапазон расходов. Линейные инструменты имеют широкий диапазон, обычно 1:10. Диапазон нелинейного расходомера составляет всего 1:3. Что касается потребителей, то их обычно используют для управления процессами процессами или учета торговых операций, если требуется широкий диапазон расходов, не следует выбирать потребителя с небольшим диапазоном.
В настоящее время некоторые производители, чтобы пропагандировать широкий диапазон расхода своих расходомеров, очень сильно увеличивают скорость потока верхнего предела расхода в инструкциях по эксплуатации, например, увеличивают скорость потока жидкости до 7 ~ 10 м/с (обычно 6 м/с); Скорость газа увеличивается до 50–75 м/с (обычно 40–50 м/с); На самом деле такой высокий расход бесполезен. Таким образом, ключом к широкому диапазону является наличие более низкого нижнего предела расхода, отвечающего потребностям измерения. Поэтому расходомер с широким диапазоном и низким пределом расхода более практичен.

(7) Потеря давления
Под потерей давления обычно понимают невосстанавливаемую потерю давления, которая изменяется с расходом из-за статических или активных элементов обнаружения, установленных в проточном канале, или изменения направления потока датчика расхода, и ее величина иногда может достигать десятков килопаскалей. Поэтому расходомер следует выбирать по допустимой потере давления максимального расхода, определяемой производительностью трубопроводной системы и давлением на входе расходомера. Неправильный выбор ограничит поток жидкости и приведет к чрезмерной потере давления, что повлияет на эффективность потока. Для некоторых жидкостей (углеводородных жидкостей с высоким давлением пара) следует также отметить, что чрезмерный перепад давления может вызвать кавитацию и испарение жидкой фазы, снизить точность измерения и даже повредить расходомер. Например, если диаметр трубы превышает 500 мм, следует учитывать повышенную стоимость перекачки из-за чрезмерных потерь энергии, вызванных потерей давления. Согласно соответствующим отчетам, стоимость прокачки расходомера с большой потерей давления для измерения в последние годы часто превышает стоимость покупки расходомера с низкой потерей давления и высокой ценой.
(8) Характеристики выходного сигнала
Выходное и отображаемое количество расходомера можно разделить на:
① Расход (объемный расход или массовый расход); ② Общая сумма; ③ Средняя скорость потока; ④ Скорость точки. Некоторые расходомеры выдают аналоговую величину (ток или напряжение), тогда как другие выдают импульсную величину. Аналоговый выход обычно считается подходящим для управления технологическим процессом и больше подходит для подключения к устройствам контура управления, таким как регулирующие клапаны; Импульсный выход больше подходит для измерения общего объема расхода и высокой точности. Импульсный выход передачи сигнала на большие расстояния имеет более высокую точность передачи, чем аналоговый выход. Режим и амплитуда выходного сигнала также должны иметь возможность адаптироваться к другому оборудованию, такому как интерфейс управления, процессор данных, устройство сигнализации, схема защиты от разрыва цепи и система передачи данных.
(9) Время отклика
Реакция расходомера на изменение шага расхода должна быть замечена при его применении к пульсирующему потоку. В некоторых приложениях требуется, чтобы выходной сигнал расходомера отслеживал поток жидкости, в то время как в других для получения комплексного среднего значения требуется выходной сигнал с медленным откликом. Мгновенный отклик часто выражается через постоянную времени или частоту отклика. Первое значение варьируется от нескольких миллисекунд до нескольких секунд, а второе — ниже сотен Гц. Время отклика может быть значительно увеличено за счет использования индикаторных приборов. Обычно считается, что асимметрия динамического отклика будет ускорять увеличение погрешности измерения расхода, когда расход расходомера увеличивается или уменьшается.
Свойства жидкости
При измерении расхода на различные расходомеры всегда влияет один или несколько параметров физических свойств жидкости, поэтому физические свойства жидкости будут сильно влиять на выбор расходомеров. Следовательно, выбранный метод измерения и расходомер должны не только адаптироваться к свойствам измеряемой жидкости, но и учитывать влияние изменения одного параметра физических свойств жидкости на другой параметр в процессе измерения. Например, влияние изменения температуры на вязкость жидкости.
К общим физическим свойствам жидкости относятся плотность, вязкость, давление пара и другие параметры. Эти параметры обычно можно найти в руководстве для оценки возможности адаптации параметров жидкости и выбора расходомера в условиях эксплуатации. Однако некоторые физические свойства обнаружить невозможно. Такие как коррозионная активность, масштабирование, закупорка, фазовый переход и смешиваемость.
(1) Температура и давление жидкости
Тщательно проанализируйте рабочее давление и температуру жидкости в расходомере, особенно чрезмерное изменение плотности, вызванное изменением температуры и давления при измерении газа, и, возможно, потребуется изменить выбранный метод измерения. Например, если температура и давление влияют на такие характеристики, как точность измерения расхода, необходимо внести коррекцию температуры или давления. Кроме того, конструктивная прочность конструкции и материал корпуса расходомера также зависят от температуры и давления жидкости. Поэтому необходимо точно знать максимальные и минимальные значения температуры и давления. Когда температура и давление сильно изменяются, их следует выбирать тщательно.
Также следует отметить, что при измерении газа необходимо подтвердить, является ли значение объемного расхода температурой и давлением в рабочих условиях или температурой и давлением в стандартных условиях.
(2) Плотность жидкости
Для жидкостей плотность относительно постоянна в большинстве случаев. Если температура не меняется сильно, коррекция плотности обычно не требуется. В газовых приложениях диапазон и линейность расходомера зависят от плотности газа.