Существует множество типов расходомеров в зависимости от принципов их работы, и выбор подходящего расходомера должен основываться на реальных условиях эксплуатации. Сегодня я обобщил для всех принципы работы различных расходомеров, надеясь оказаться полезным.
01 Расходомер перепада давления
Расходомер перепада давления — это прибор, который рассчитывает расход на основе перепада давления, создаваемого компонентом обнаружения расхода, установленным в трубопроводе, известных условий жидкости и геометрических размеров компонента обнаружения и трубопровода. Расходомер перепада давления состоит из основного устройства (компонента обнаружения) и вторичного устройства (прибора преобразования перепада давления и отображения расхода). Расходомеры дифференциального давления обычно классифицируются по форме испытательных образцов, таких как расходомеры с диафрагмой, расходомеры Вентури, расходомеры с усредняющей трубкой и т. д. Вторичные устройства включают в себя различные механические, электронные и электромеханические встроенные манометры дифференциального давления, датчики дифференциального давления. и инструменты отображения потока. Он превратился в большой класс приборов с высокой степенью стандартизации (сериализация, обобщение и стандартизация) и большим разнообразием спецификаций. Он может измерять как параметры потока, так и другие параметры (такие как давление, уровень, плотность и т. д.).
Компоненты обнаружения расходомеров дифференциального давления можно разделить на несколько категорий в соответствии с принципами их работы: дроссельное устройство, тип гидравлического сопротивления, центробежный тип, тип динамического напора, тип усиления динамического напора и струйный тип.
Расходомеры перепада давления являются наиболее широко используемым типом расходомеров, занимая первое место по использованию среди различных расходомеров. В последние годы из-за появления различных новых типов расходомеров процент их использования постепенно снижается, но в настоящее время они по-прежнему являются наиболее важным типом расходомеров.
02 Целевой расходомер
Целевой расходомер применяется для измерения промышленного расхода с 1960-х годов и в основном используется для измерения расхода жидкостей с высокой вязкостью и низким числом Рейнольдса. Он прошел два основных этапа развития: пневматический счетчик и электрический счетчик. Интеллектуальный целевой расходомер серии SBL использует новейший датчик измерения силы в качестве измерительного и чувствительного передающего элемента, основанный на принципе измерения оригинального тензометрического (емкостного) целевого расходомера. Это новый тип прибора для измерения расхода, разработанный с использованием современной цифровой интеллектуальной технологии обработки.
03 Расходомер прямого вытеснения
Расходомеры прямого вытеснения, также известные как расходомеры постоянного вытеснения или расходомеры PD, являются наиболее точным типом расходомеров. Он использует механические измерительные элементы для непрерывного разделения жидкости на одну известную объемную часть и измеряет общий объем жидкости на основе количества раз, когда измерительная камера неоднократно наполняет и сливает эту объемную часть жидкости.
По классификации измерительных компонентов объемные расходомеры можно разделить на расходомеры с эллиптической шестерней, скребковые расходомеры, расходомеры с двойным ротором, ротационно-поршневые расходомеры, поршневые расходомеры с возвратно-поступательным движением, дисковые расходомеры, расходомеры с вращающимся цилиндром с жидкостным уплотнением, мокрые счетчики газа и мембранные счетчики газа.
04 Турбинный расходомер
Турбинный расходомер — это основной тип скоростного расходомера, в котором используется многолопастной ротор (турбина) для измерения средней скорости потока жидкости и определения расхода или общего количества с помощью прибора. Как правило, он состоит из двух частей: датчика и индикаторного прибора, а также может быть объединен в одно целое.
Турбинные расходомеры, объемные расходомеры и массовые расходомеры входят в число трех типов расходомеров с высокой повторяемостью и точностью и входят в десятку лучших типов расходомеров.
05 Электромагнитный расходомер
Электромагнитный расходомер — это прибор, используемый для измерения проводящих жидкостей на основе закона электромагнитной индукции Фарадея.
Электромагнитные расходомеры обладают рядом отличных характеристик, которые могут решить проблемы, которые другие расходомеры решить непросто, например, измерение грязного и коррозийного потока.
06 Вихревой расходомер
Вихревой уличный расходомер — это прибор, который помещает непрямой вихревой генератор в жидкость, при этом жидкость попеременно разделяется и выпускает две вереницы регулярно расположенных в шахматном порядке вихрей по обе стороны от генератора. В зависимости от методов определения частоты вихревые расходомеры можно разделить на напряженные, деформационные, емкостные, термочувствительные, вибрационные, фотоэлектрические и ультразвуковые.
07 Ультразвуковой расходомер
Ультразвуковые расходомеры — это инструменты, которые измеряют расход, обнаруживая влияние потока жидкости на ультразвуковые лучи (или импульсы). По принципу обнаружения сигнала ультразвуковые расходомеры можно разделить на метод разности скоростей распространения (метод прямой разницы во времени, метод разницы во времени, метод разности фаз и метод разности частот), метод смещения луча, доплеровский метод, метод взаимной корреляции, метод пространственной фильтрации и метод шума.
Ультразвуковые расходомеры, как и электромагнитные расходомеры, относятся к категории беспрепятственных расходомеров из-за отсутствия каких-либо препятствий в проточном канале прибора. Они подходят для решения сложных задач измерения расхода и имеют значительные преимущества при измерении расхода большого диаметра.
08 Массовый расходомер Кориолиса
Массовый расходомер Кориолиса — это новый прибор, который напрямую и точно измеряет массовый расход жидкости. Основная конструкция состоит из двух U-образных труб, расположенных рядом, в результате чего изгибающиеся части двух труб слегка вибрируют по направлению друг к другу. Прямые трубы с обеих сторон будут следовать за вибрацией, то есть сойдутся или откроются одновременно, то есть вибрация двух труб синхронна и симметрична. Если жидкость вводится в трубку, когда трубка синхронно вибрирует, заставляя ее течь вперед вдоль трубки, трубка заставит жидкость одновременно вибрировать вверх и вниз.
Термальный массовый расходомер
Датчик теплового расходомера состоит из двух чувствительных элементов: датчика скорости и датчика температуры. Они автоматически компенсируют и корректируют изменения температуры газа. Часть электронагревателя прибора нагревает датчик скорости до определенного фиксированного значения, превышающего рабочую температуру, образуя постоянную разницу температур между датчиком скорости и датчиком, измеряющим рабочую температуру. Когда разность температур остается постоянной, энергия, потребляемая на электронагрев, или величина тепловыделения, прямо пропорциональна массовому расходу протекающего через него газа.
10 расходомер с металлическим ротором
Ротаметр состоит из двух компонентов, один из которых представляет собой коническую трубку, постепенно расширяющуюся снизу вверх; Другая часть ротаметра представляет собой ротор, помещенный в коническую трубку и способный свободно перемещаться вдоль осевой линии трубки. При измерении расхода жидкости измеряемая жидкость втекает из нижнего конца конической трубки, поток жидкости воздействует на ротор и создает на нем силу (величина этой силы меняется в зависимости от скорости потока). ; Когда скорость потока достаточно велика, создаваемая сила поднимает ротор и заставляет его подниматься. При этом измеряемая жидкость протекает через кольцевой участок между ротором и стенкой конической трубы, и на ротор действуют три силы: динамическое давление жидкости на ротор, плавучесть ротора в жидкости. , и гравитация самого ротора.
При вертикальной установке расходомера центр тяжести ротора совпадает с осью конической трубки, а все три силы, действующие на ротор, параллельны оси трубки. Когда эти три силы достигают равновесия, ротор плавно плавает в определенном положении внутри конической трубы. Для данного ротаметра определены размер и форма ротора, поэтому известно, что его плавучесть и собственная сила тяжести в жидкости постоянны. В зависимости от скорости набегающего потока меняется только динамическое давление жидкости на поплавок. Следовательно, когда скорость входящего потока увеличивается или уменьшается, ротор будет двигаться вверх или вниз, и площадь поперечного сечения потока в соответствующем положении также будет меняться, пока скорость не достигнет равновесия, и ротор стабилизируется в новом положении. Для данного ротаметра положение ротора в конической трубке однозначно соответствует расходу жидкости, протекающей через коническую трубку.
11 Расходомер с диафрагмой
Жидкость, заполненная трубопроводом, протекает через дросселирующее устройство внутри трубопровода, вызывая локальное сжатие вблизи дросселирующего компонента, увеличивая скорость потока и создавая разность статического давления как на входной, так и на выходной стороне. Учитывая соответствующие параметры, взаимосвязь между перепадом давления и расходом может быть получена на основе принципа непрерывности потока и уравнения Бернулли для определения расхода.
12 Расходомер открытого канала
В отличие от вышеперечисленных, это расходомер для измерения естественного расхода на свободной поверхности в открытом канале с незаполненными трубками.
Принцип работы расходомера с открытым каналом заключается в использовании технологии открытого канала для измерения высоты уровня жидкости, а затем расчета скорости потока с помощью внутреннего микропроцессора прибора. Благодаря бесконтактному измерению расходомеры с открытым каналом могут применяться в суровых условиях.
The working principle of various flow meters and how to choose flow meters
There are many types of flow meters based on their working principles, and the selection of a suitable flow meter needs to be based on the actual operating conditions. Today, I have summarized the working principles of various flow meters for everyone, hoping to be helpful.
01 Differential pressure flow meter
Differential pressure flowmeter is an instrument that calculates flow based on the differential pressure generated by the flow detection component installed in the pipeline, known fluid conditions, and the geometric dimensions of the detection component and pipeline. The differential pressure flowmeter consists of a primary device (detection component) and a secondary device (differential pressure conversion and flow display instrument). Differential pressure flow meters are usually classified in the form of test pieces, such as orifice flow meters, Venturi flow meters, averaging tube flow meters, etc. The secondary devices include various mechanical, electronic, and electromechanical integrated differential pressure gauges, differential pressure transmitters, and flow display instruments. It has developed into a large class of instruments with a high degree of standardization (serialization, generalization, and standardization) and a wide variety of specifications. It can measure both flow parameters and other parameters (such as pressure, level, density, etc.).
The detection components of differential pressure flow meters can be divided into several categories according to their working principles: throttling device, hydraulic resistance type, centrifugal type, dynamic pressure head type, dynamic pressure head gain type, and jet type.
Differential pressure flow meters are the most widely used type of flow meters, with their usage ranking first among various flow instruments. In recent years, due to the emergence of various new types of flow meters, their usage percentage has gradually decreased, but they are still the most important type of flow meter at present.
02 Target Flowmeter
Target flowmeter has been applied to industrial flow measurement since the 1960s, which is mainly used to measure the flow of fluids with high viscosity and low Reynolds number. It has gone through two major stages of development: pneumatic meter and electric meter. SBL series intelligent target flowmeter adopts the latest force sensing sensor as the measurement and sensitive transmission element based on the measurement principle of the original strain gauge (capacitive) target flowmeter, A new type of flow measurement instrument developed by utilizing modern digital intelligent processing technology.
03 Positive displacement flow meter
Positive displacement flow meters, also known as constant displacement flow meters or PD flow meters, are the most accurate type of flow instruments. It uses mechanical measuring elements to continuously divide the fluid into a single known volume part, and measures the total volume of the fluid based on the number of times the measuring chamber repeatedly fills and discharges that volume part of the fluid.
According to the classification of measuring components, volumetric flow meters can be divided into elliptical gear flow meters, scraper flow meters, double rotor flow meters, rotary piston flow meters, reciprocating piston flow meters, disc flow meters, liquid sealed rotary cylinder flow meters, wet gas meters, and membrane gas meters.
04 Turbine Flowmeter
Turbine flowmeter is the main type of velocity flowmeter, which uses a multi blade rotor (turbine) to sense the average flow velocity of the fluid and derive the flow rate or total amount from the instrument. Generally, it consists of two parts: a sensor and a display instrument, and can also be made into a whole.
Turbine flow meters, volumetric flow meters, and mass flow meters are among the three types of flow meters with high repeatability and accuracy, and are one of the top ten types of flow meters.
05 Electromagnetic Flowmeter
Electromagnetic flowmeter is an instrument used to measure conductive liquids based on Faraday’s law of electromagnetic induction.
Electromagnetic flow meters have a series of excellent characteristics that can solve problems that other flow meters are not easy to apply, such as measuring dirty and corrosive flow.
06 Vortex Flowmeter
Vortex street flowmeter is an instrument that places a non streamline vortex generator in the fluid, and the fluid alternately separates and releases two strings of regularly staggered vortex on both sides of the generator. Vortex flow meters can be divided into stress type, strain type, capacitive type, thermal sensitive type, vibrating type, photoelectric type, and ultrasonic type based on frequency detection methods.
07 Ultrasonic flow meter
Ultrasonic flow meters are instruments that measure flow by detecting the effect of fluid flow on ultrasonic beams (or pulses). According to the principle of signal detection, ultrasonic flow meters can be divided into propagation velocity difference method (direct time difference method, time difference method, phase difference method, and frequency difference method), beam offset method, Doppler method, cross correlation method, spatial filtering method, and noise method.
Ultrasonic flow meters, like electromagnetic flow meters, belong to the category of unobstructed flow meters due to the absence of any obstruction in the flow channel of the instrument. They are suitable for solving the difficult problem of flow measurement, and have prominent advantages in large diameter flow measurement.
08 Coriolis mass flow meter
The Coriolis mass flow meter is a novel instrument that directly and precisely measures fluid mass flow rate. The main structure adopts two U-shaped pipes arranged side by side, causing the bending parts of the two pipes to vibrate slightly towards each other. The straight pipes on both sides will follow the vibration, that is, they will come together or open at the same time, that is, the vibration of the two pipes is synchronous and symmetrical. If the fluid is introduced into the tube while the tube is synchronously vibrating, causing it to flow forward along the tube, the tube will force the fluid to vibrate up and down together.
Thermal mass flow meter
The thermal flow meter sensor consists of two sensing elements, a speed sensor and a temperature sensor. They automatically compensate and correct for changes in gas temperature. The electric heating part of the instrument heats the speed sensor to a certain fixed value higher than the operating temperature, forming a constant temperature difference between the speed sensor and the sensor measuring the operating temperature. When the temperature difference remains constant, the energy consumed by electric heating, or heat dissipation value, is directly proportional to the mass flow rate of the gas flowing through it.
10 metal rotor flowmeter
The rotameter consists of two components, one of which is a conical tube that gradually expands from bottom to top; The other part of the rotameter is a rotor placed in a conical tube and can move freely along the centerline of the tube. When measuring the flow rate of a fluid, the measured fluid flows in from the lower end of the conical tube, and the flow of the fluid impacts the rotor and generates a force on it (the magnitude of this force varies with the flow rate); When the flow rate is large enough, the generated force lifts the rotor and causes it to rise. At the same time, the measured fluid flows through the annular section between the rotor and the conical tube wall, and there are three forces acting on the rotor: the dynamic pressure of the fluid on the rotor, the buoyancy of the rotor in the fluid, and the gravity of the rotor itself.
When the flowmeter is installed vertically, the center of gravity of the rotor coincides with the axis of the conical tube, and all three forces acting on the rotor are parallel to the axis of the tube. When these three forces reach equilibrium, the rotor floats smoothly at a certain position within the conical tube. For a given rotameter, the size and shape of the rotor have been determined, so its buoyancy and self gravity in the fluid are known to be constant. Only the dynamic pressure of the fluid on the float changes with the size of the incoming flow velocity. Therefore, when the incoming flow velocity increases or decreases, the rotor will move up or down, and the flow cross-sectional area at the corresponding position will also change until the velocity reaches equilibrium, and the rotor will stabilize in the new position. For a given rotameter, the position of the rotor in the conical tube corresponds one-to-one with the flow rate of the fluid flowing through the conical tube.
11 Orifice Plate Flowmeter
The fluid filled with the pipeline flows through the throttling device inside the pipeline, causing local contraction near the throttling component, increasing the flow rate, and generating a static pressure difference on both upstream and downstream sides. Given the relevant parameters, the relationship between differential pressure and flow rate can be derived based on the principle of flow continuity and the Bernoulli equation to obtain the flow rate.
12 Open channel flow meter
Different from the above, it is a flow meter for measuring natural flow on free surface in an open channel with non full tubes.
The working principle of an open channel flowmeter is to use open channel technology to measure the liquid level height of the fluid, and then calculate the flow rate through the internal microprocessor of the instrument. Due to its non-contact measurement, open channel flow meters can be applied in harsh environments. The open channel flowmeter is controlled by a microcomputer to transmit and receive the open channel. Based on the transmission time, the distance between the open channel flowmeter and the measured liquid level is calculated to obtain the liquid level height. Due to the proportional relationship between the liquid level and flow rate, the liquid flow rate Q can be ultimately obtained according to the calculation formula.
Дата публикации: Jun-07-2023