КИПиА и приборы учета по ценам производителей +7 (499) 130-83-64, +7 (906) 767-55-61

Новости

Механические сенсоры для измерения расхода и объема жидких сред.

Механические сенсоры для измерения расхода и объема жидких сред. Механические расходомеры и счетчики имеют в качестве сенсоров различного вида подвижные части, размещаемые в потоке среды, приводимые в движение энергией потока. Несмотря на широкое распространение в настоящее время электромагнитных и ультразвуковых расходомеров остается достаточно большая область применений, где оптимально и, подчас, единственно возможно использование именно механических расходомеры и счетчики. Механические сенсоры расхода это турбины, крыльчатки, количество их оборотов пропорционально прошедшему объему жидкости, а частота вращения скорости потока и расходу, разного вида шестерни, поршни, роторы – они, как правило, отмеряют определенные фиксированные объемы среды. Устойчивой областью использования этих приборов является контроль расхода и учет неэлектропроводных сред - углеводородов, спиртов, масел, особенно для небольших и средних расходов. Турбинные счетчики воды являются массовыми приборами в сфере водоснабжения.
Механические сенсоры для измерения расхода и объема жидких сред. Механические расходомеры и счетчики имеют в качестве сенсоров различного вида подвижные части, размещаемые в потоке среды, приводимые в движение энергией потока. Несмотря на широкое распространение в настоящее время электромагнитных и ультразвуковых расходомеров остается достаточно большая область применений, где оптимально и, подчас, единственно возможно использование именно механических расходомеры и счетчики. Механические сенсоры расхода это турбины, крыльчатки, количество их оборотов пропорционально прошедшему объему жидкости, а частота вращения скорости потока и расходу, разного вида шестерни, поршни, роторы – они, как правило, отмеряют определенные фиксированные объемы среды. Устойчивой областью использования этих приборов является контроль расхода и учет неэлектропроводных сред - углеводородов, спиртов, масел, особенно для небольших и средних расходов. Турбинные счетчики воды являются массовыми приборами в сфере водоснабжения. Турбинные расходомеры и счетчики Турбинные счетчики и расходомеры применяются для коммерческого и технологического учета воды, газа, разнообразных жидких углеводородов – от сжиженного газа до сырой нефти, спиртов, масел. Это один из наиболее распространенных и старейших типов измерительных приборов. Основу конструкции турбинного преобразователя расхода образует измерительная турбинка (ротор), который может располагаться вдоль потока – ось вращения ротора параллельна основному направлению движения среды (аксиальная турбинка) или перпендикулярно потоку – ось ротора перпендикулярна направлению движения среды (тангенциальная турбинка). Ротор состоит из «хаба», на котором по окружности располагаются лопасти. Ось ротора установлена на подшипниках в направляющих, которые расположены спереди и сзади ротора и одновременно выполняют функцию выравнивания , центрирования потока. Форма, шаг, наклон, высота и ширина лопастей существенно влияют на характеристики расходомера, на зависимость объемный расход-выходной сигнал. Угловая скорость вращения турбинки и соответствующий ей выходной сигнал пропорциональны объемному расходу среды, а общее число оборотов – прошедшему объему. Однако, квазипостоянным соотношение расхода и угловой скорости ротора становится только в области устойчивого турбулентного режима течения. Соответственно, диапазон измерения турбинного расходомера начинается от значений расхода, при которых формируется турбулентный поток, при Re>10000. Поэтому, диапазон измерения конкретного турбинного расходомера с определенными геометрическими параметрами зависит от вязкости. Чем больше вязкость, тем выше значение минимального расхода, уже диапазон (рис.1). При выходе из производства турбинный расходомер как правило калибруются жидкостью максимально близкой по вязкости к реальной рабочей среде на которой будет работать расходомер. При этом достигается линеарность порядка 0,5..0,,15% от измеренного значения при соотношении Qmin/Qmax порядка 1:5-1:25. Для малых типоразмеров соотношение больше, диапазон уже, так как число Рейнольдса (Re=V*D/υ) зависит также от диаметра измерительного участка. Рис.1 Зависимость погрешности расходомера от объемного расхода для жидкостей с различной вязкостью (по книге П.П. Кремлевский Расходомеры и счетчики количества вещества, кн.2, СПб, 2002) На угловую скорость вращения турбинки влияют искажения профиля потока, поэтому для турбинных расходомеров действует правило соблюдения прямых участков на входе и выходе – не менее 10Ду и 5Ду соответственно. Роторы расходомеров устанавливаются на подшипниках скольжения или качения. Наиболее распространенным вариантом применяемых подшипников являются подшипники скольжения из карбида вольфрама. Подшипники качения применяются при больших диаметрах при работе на чистых смазывающих средах. Корпуса расходомеров (измерительные участки) изготавливаются из немагнитных сталей, в то время как лопасти ротора – из магнитных сталей и сплавов. В качестве первичного преобразователя расхода служит катушка с магнитным сердечником – одна или несколько, установленные на корпусе. Прохождение лопастей ротора или специальных магнитных вставок в случае ротора с ободом (рис.3) под катушкой вызывает изменение магнитного потока через витки, и соответственно появление напряжения на ее выводах (рис.2). Сигнал также может сниматься с помощью оптического датчика. Рис.2 Формирование выходного сигнала первичного индукционного преобразователя Рис.3 Ротор с ободом для легких нефтепродуктов на Ду80…300 Турбинные расходомеры могут изготавливаться на широкий ряд Ду – примерно от Ду4 до Ду500, на высокие давления – до 40, 64 МПа. Важной особенностью и преимуществом турбинных расходомеров является быстрая реакция на изменения потока. Особым вариантом турбинного расходомера является расходомер с геликоидным ротором или мультивязкостный турбинный расходомер. Он имеет, как правило, две лопасти геликоидной спиральной формы (рис.5). Поток среды обтекает лопасти, двигаясь в направлении близком к параллельному поверхности лопастей. В итоге, уменьшаются эффекты связанные с взаимодействием ротора и потока. Выходная характеристика геликоидного расходомера менее чувствительна к неизбежным колебаниям вязкости при измерении вязких сред. Поэтому, геликоидные расходомеры могут сохранять точностные характеристики, работая в более вязких средах и при колебаниях вязкости в частных случаях. Роторы геликоидных расходомеров вытачиваются из титана или сплава и устанавливаются на подшипниках из карбида вольфрама. Геликоидные расходомеры часто применяются при учете товарной и сырой нефти. Традиционный турбинный расходомер Геликоидный турбинный расходомер Рис.4 Область применения мультивязкостных (геликоидных) расходомеров в сравнении с турбинными расходомерами традиционного типа и камерными (вытеснительного типа) РD-счетчиками. Рис.5 Геликоидный ротор мультивязкостного расходомера Турбинные расходомеры зондового типа В случае данного типа измерительная турбинка не перекрывает сечение потока полностью, а располагается в определенной точке – по центру или выше продольной оси потока(рис.6). Лопасти турбинки могут располагаться как аксиально так и тангенциально потоку. Турбинка фиксируется на штанге или устанавливается в специальный фитинг. Данные сенсоры существенно грубее чем турбинные расходомеры традициной конструкции. Погрешность составляет порядка 1,5..5% от верхнего предела измерения (ВПИ). Таким образом, приемлемый диапазон шкалы (Qmax/Qmin) будет порядка 1:2. Однако, погрешность может быть минимизирована путем индивидуальной калибровки. Данный тип расходомеров применяется при технологическом учете или как индикаторы наличия потока. Рис.6 Расходомер зондового типа Турбинные счетчики воды Тубинные счетчики на воду (водомеры) широко применяются в коммунальном хозяйстве, в водоснабжении, в поквартирном и домовом учете, а также в промышленности и сельском хозяйстве. Они, по-прежнему, существенно выигрывают по цене у своих «конкурентов» - электромагнитных и ультразвуковых счетчиков, особенно, на малых и средних диаметрах, хотя и уступают им по метрологическим показателям. Кроме того, механические счетчики автономны – не требуют источника электрического питания. В отличие от промышленных турбинных расходомеров, роторы водосчестчиков отливаются из пластмассы. В современном дизайне турбинных водосчетчиков доминирует конструкция, где ротор располагается в потоке не на двух опорах, а на одной и устанавливается на кронштейне. В результатае снизилась матералоемкость, вес и строительная длина счетчиков. Водосчетчики с тангенциальной турбинкой называют крыльчатыми, они образуют нижний ряд типоразмеров на Ду15...50. Собственно турбинными традиционно называют водосчетчики Ду50...250 с параллельной потоку турбинкой, и, как правило, с фланцованным корпусом. В некоторых модификациях водосчетчиков среда подается снизу, а турбинка расположеена вертикально. Такие счетчики выпускаются на Ду50..150, они более чувствительны в области малых и стартовых расходов, имеют меньшее значение Qmin. Вместе с тем, у них в целом, уже диапазон расширения (Qмакс/Qпер.) и больше потери давления. Комбинированные счетчики воды содержат две измерительные вставки с двумя различными измерительными механизмами – один для больших расходов - турбинный, другой для малых - крыльчатый, а также устройство перенаправления потока – клапан. Особый тип водосчетчиков – для сельского хозяйства, для ирригационных систем. У них турбинка не перекрывает сечение потока и смещена вверх – так, чтобы находится вне зоны концентрации взвесей в потоке. Счетчики изготавливаются в трех вариантах по температуре контролируемой среды. Счетчики холодной воды расчитаны на применение при температурах рабочей среды до 30 или 40 С, счетчики горячей – до 90 С. Исполнения водосчетчиков для теплофикационной воды, для применения в составе теплосчетчиков имеют предел по температуре 120, 130 или 150 С. Водосчетчики изготавливаются на условное давление (Ру) 1,6 МПа или 1,0 МПа. Основная относительная погрешность обычных счетчиков как крыльчатых так и турбинных укладывается в +/-2% на диапазоне от переходного до максимального расхода (рис.6). в) турбинный счетчик с аксиальной турбинкой г)крыльчатый счетчик с тангенциальной турбинкой Рис.6 Кривая погрешности водосчетчика Большинство современных «малых» крыльчатых счетчиков и все «большие» турбинные являются сухоходами, т.е. измерительный роликовый механизм у них изолирован от среды, герметичен и вакууммирован. Передача вращения турбинки на счетный механизм осуществляется с помощью магнитной муфты. Для дальнейшей дистанционной передачи показаний водосчетчики могут оснащаться герконовыми или, реже, оптическими датчиками. Герконовые датчики – низкочастотные, цена импульса турбинных счетчиков (Ду50…Ду250) составляет 100, 1000 л/импульс. Счетчики могут иметь встроенный радиомодуль для беспроводной передачи данных на компьютер или концентратор. Возможно оснащение цифровым выходом типа М-Вus для проводной передачи данных в цифровом формате. Системы сбора данных с водосчетчиков реализуют различные конфигурации первичных датчиков, промежуточных устройств и компьютеров в зависимости от местных условий. Счетчики вытеснительного типа (камерные счетчики) Счетчики вытеснительного типа (Positive displacement, PD meters) работают по принципу захвата и отмеривания определенных фиксированных объемов рабочей среды. Этот способ измерения является прямым, и позволяет учитывать прошедший через прибор объем жидкости с высокой точностью – погрешность данных приборов находится в пределах 0,1...0,5% от измеренного значения, что позволяет широко использовать их для коммерческого учета. В частности, устойчивой сложившейся нишей данных приборов является коммерческий учет топлив – бензина, керосина, соляра, мазута особенно на малых и средних расходах. Другая важная особенность – применимость в широком диапазоне вязкости. С помощью PD счетчиков, при правильном подборе типоразмера прибора, можно измерять очень вязкие среды - до 1000000 сСт. По этой причине РD счетчики применяют при учете мазутов, масел, красок, вязких пищевых продуктов. Работа счетчиков вытеснительного типа не зависит от характера движения жидкости и от профиля потока, поэтому при установке счетчиков соблюдение прямых участков не требуется. Вместе с тем высоки требования к чистоте, прокачиваемой через счетчики среды. Камерные счетчики представлены большим разнообразием конструкций. Рассмотрим некоторые наиболее распространенные разновидности, применяемые для жидких сред. Счетчики с кольцевым поршнем (Oscillating (rotary) piston meters) В кольцевых счетчиках подвижная рабочая часть – цилиндрический поршень одновременно катится вдоль внутренних стенок корпуса и перемещается вперед-назад вдоль плоской перегородки. Стенки корпуса и поверхность поршня образуют камеру, которая заполняется и опорожняется по мере осуществления рабочего цикла поршня, движущегося под действием перепада давления между входным и выходным отверстием. Типоразмерный ряд кольцевых счетчиков охватывает условные диаметры от Ду4 до Ду80, общий диапазон измерений – примерно в пределах от 1л/ч до 30 м3/ч. Типичные значения погрешности составляют порядка +/- 1,0..0,25% от измеренного значения при диапазоне шкалы Qmax/Qmin= 25-30. Температура рабочей среды для стандартных исполнений – до 120 С, давление до 16, 25 (до 100 – некоторые типоразмеры при исполнении корпуса из нержавеющей стали) бар. Корпуса счетчиков изготавливают из алюминиевого сплава или из нержавеющей стали, поршни - обычно из фторопластов (тефлон (PTFE), тефлон-графитовые композиции). Рис.7 Вид измерительной камеры и принцип действия счетчика с кольцевым поршнем Типичным является применение кольцевых счетчиков для учета потребления топлива в дизель-агрегатах на автомобильном, железнодорожном, речном и морском транспорте, а также в стационарных дизель-генераторах и котельных. Исполнения из нержавеющей стали находят применение в пищевой промышленности. Модели с корпусами и поршнями из цветных сплавов иногда применяются в качестве водосчетчиков. Счетчики с овальными шестернями (Oval gear meters) Овальные счетчики получили наибольшее распространение из всех камерных счетчиков. Они состоят из пары роторов овальной формы, находящихся в плотном зацеплении друг с другом с помощью округлых зубьев на кромке, установленных на осях на подшипниках скольжения или качения и заключенных в корпус. Роторы и корпус могут изготавливаться из разных материалов – алюминиевых сплавов, нержавеющих сталей, чугуна или пластмассы. В связи с этим, характеристики счетчиков могут сильно разнится. Для исполнений из нержавеющей стали определенных типоразмеров – максимальное давление до 100 бар, и опционально до 400 бар, температура рабочей среды - до 250 С. Овальные счетчики могут измерять высоковязкие продукты, до 1000000 сПз. Естественно, применимость конкретной модели счетчика в том или ином случае зависит от совокупного действия этих и многих других факторов. Типоразмерный ряд овальных счетчиков находится в пределах от Ду4 до Ду100, общий диапазон (для всех возможных типоразмеров) – от 0,5 л/час до 150 м3/час. Погрешность - порядка 0,1..0,5% от измеренного значения, расширения диапазона - 1:15-1:30. Рис.7 Счетчик с овальными шестернями. Вид измерительной камеры и принцип действия Объем жидкости прошедшей через счетчик равен произведению объема перемещаемого через счетчик за один оборот шестерен на количество оборотов, за минусом протечки. Протечка тем меньше, чем больше вязкость рабочей жидкости, поэтому с увеличением вязкости погрешность этих счетчиков уменьшается, а ее зависимость от расхода становится более линейной (рис.4), прибор работает более точно. Вместе с тем, при этом, пропускная способность счетчиков падает, а перепад давления на шестернях увеличивается. Для овальных счетчиков считается допустимым перепад до 1 бара. Типоразмер счетчика для конкретной задачи должен подбираться с учетом этого значения. Чтобы не допустить слишком большой перепад давления и предотвратить разрушение шестерен при измерении вязких жидкостей, шестерни обрабатывают специальным образом (special cut), срезая внутреннюю часть каждого третьего зубца. Таким образом, увеличивают верхний предел диапазона расходов счетчиков при измерении жидкостей с вязкостью более 1000 сПз. Рис.8 Кривые погрешости счетчиков с овальными шестернями при разной вязкости рабочей среды Счетчики с зубчатыми шестернями (Precision gear meters, Spur gear meters). Рис.9 Счетчик с зубчатыми шестернями: вид измерительной камеры и принцип действия Шестеренчатые счетчики состоят из пары очень точно подогнанных зубчатых шестерн. Конструкция зубчатых счетчиков – более прочная чем у овальных счетчиков, что позволяет применять их на более высокое давление – до 450-700 бар(стандартно – порядка 350 бар). Допускаемый перепад давления на шестернях больше чем у счетчиков с овальными роторами, но не более 4 бар. Подобные счетчики (шестерни и корпус) изготавливают из чугуна или из нержавеющей стали. Применяются как правило для вязких сред – до 100000 сСт под высоким давлением, таких как краски, химикаты, масла, обеспечивают измерение объема с погрешностью 0,3..0,5% от измеренного значения. Поршневые счетчики (счетчики с цилиндрическим поршнем) Поршневые счетчики могут иметь от одного до шести поршней связанных с коленвалом и находяшихся в попеременном движении под действием поступающей в цилиндры жидкости. Жидкость проходит через измерительные камеры, вращая коленвал, приводящий в действие измерительный механизм или генератор электрических импульсов. В отличие от многих других типов камерных счетчиков поверхность движущихся частей может быть уплотнена, что сокращает протечку. Поэтому, поршневые счетчики отличаются высокой точностью, порядка 0,1..0,2 % от измеренного значеия, и оптимальны для легких топлив - бензинов, дизтоплива, сжиженного газа на небольших диапазонах расходов. Типоразмеры поршневых счетчиков соответствуют небольшим диаметрам – порядка Ду15..Ду50, изготовление счетчиков с цилиндрическим поршнем на большие диаметры – нецелесообразно из-за массивности конструкции. Этот тип счетчиков часто применяется в топливораздаточных колонках. Однако, измеряются также и вязкие жидкости, в частности мазуты. Ранее на отечественном приборном рынке были популярны поршневые мазутные счетчики СМ0, СМ2. Рис.10 Внешний вид и принцип действия поршневого счетчика Счетчики с качающимся диском (Nutating disk meter) Рис. 11 Счетчик с качающимся диском. Внешний вид и принцип действия. Счетчики данного типа применяются для учета различных жидкостей – воды, топлива, химикатов при небольших расходах примерно до 600 л/мин (36 м3/ч). Верхние ограничения по вязкости измеряемой жидкости даются некоторыми производителями порядка 10000 сПз. Внутренние подвижные части счетчика – диск и шар изготавливаются из химстойких и износостойких полимеров – ритона (полифениленсульфид) или из ритона и карбона. Измерительная камера и корпус могут изготавливаться из полимеров, чугуна, бронзы или нержавеющей стали. В отличие от шестеренчатых и поршневых счетчиков счетчики с качающимся диском менее чувствительны к загрязнениям и могут пропускать небольшие количества механических примесей без повреждения подвижных частей и ухудшения метрологических характеристик. В тоже время точность данных счетчиков - ниже, и составляет порядка 1-1,5 % от измеренного значения на основном диапазоне (от переходного до максимального значения). Плюсом данного типа счетчиков можно также назвать невысокие относительно других типов цены. Характерными применениями счетчиков с диском является измерения топлива, масел, химикатов при внутриведомственном, некоммерческом учете при перекачке и дозировании в небольших объемах. В Европе и Северной Америке данный тип применяентся в качестве бытовых и коммунальных водосчетчиков. Винтовые счетчики жидкости (Screw type meter) Винтовые счетчики имеют удлиненный корпус в котором на подшипниках закреплены два вращающихся навстречу под напором рабочей жидкости винтовых шнека. Шнеки могут изготавливаливаются из нержавеющей стали или алюминиевого сплава. Прочность конструкции и относительно небольшие потери давления позволяют применять винтовые счетчики для учета, в том числе коммерческого, вязких сред - до 1 млн. сСт (как правило от 100 до 5000 сСт). Счетчики данног типа изготавливаются на условные диаметры Ду15..Ду150, на предельные давления порядка 4-40 МПа. Винтовые счетчикиобеспечивают высокую точность измерения – 0,2..0,5% от измереннного значения. С увеличением вязкости как и для всех счетчиков вытеснительного типа уменьшается погрешность, вместе с тем увеличивается перепад давления на счетчике, кот может достигать на жидкостях 100-300 сСт значений в 3-7 бар Рис.12 Винтовые счетчики: вид измерительной камеры и принцип действия Лопастные счетчики (Rotary abutment meter) Рис.13 Лопастной счетчик: вид измерительной камеры и принцип действия Данный тип счетчиков, иногда называемых трехроторными (tri-rotor type meter), содержит внутри измерительной камеры подвижные элементы – лопасти и фигурный разделитель, которые точно подогнаны друг к другу, но не соприкасаются внутри измерительной камеры. Их движение согласовано с помощью зубчатых шестерен расположенных вне камеры. Такая конструкция способствует продолжительной стабильности метрологических характеристик, и отличается малой потерей давления относительно других типов камерных счетчиков. Для большинства типичных применений корпуса и роторы изготавливаются из алюминиевых сплавов. Верхние пределы измерения (ВПИ) от 250 до 3700 л/мин, погрешности порядка 0,15-0,2% от измеренного значения (Qmax/Qmin – 1:10, 1:15). Максимальное избыточное давление для основных стандартных модификаций – до 10 бар(1 МПа). Могут применяться на вязкие жидкости до 300 сСт, но основная специализация данных счетчиков – коммерческий учет при отпуске топлива – бензинов, керосинов, дизтоплива.

газовые барабанные счетчики Ritter (Германия)

Флагманские модели Falken Azenis FK543 и Falken Azenis FK453CC с 1 июня 2012 года доступны в продаже, сообщили в пресс-службе Falken.

Компания ТЕХНОЛАЙН предлагает газовые барабанные счетчики Ritter (Германия) для точных лабораторных измерений количества газа. Приборы обеспечивают измерение количества газа с погрешностью +/- 0,2% стандартного диапазона. Корпус и барабан могут быть изготовлены из различных полимерных материалов и нержавеющей стали для различных газов и условий применения. Счетчики могут быть укомплектованы приборами контроля параметров газа и затворной жидкости, а также датчиком импульсов. Счетчики Риттер могут использоваться для замены отечественных барабанных счетчиков ГСБ не выпускаемых промышленностью в настоящее время.


Статья о котлах водогрейных

В раздел «Статьи» добавлена статья о водогрейных котлах

сигнализаторы Rotonivo (Германия)

Компания ТЕХНОЛАЙН предлагает своим заказчикам и клиентам ротационные сигнализаторы Rotonivo производства UWT (Германия) для контроля уровня сыпучих сред в…

Сезонное снижение цен!

Внимание! Произошло уменьшение цены на следующие приборы:

  • тягомеры ТмМП-52-М2, напоромеры НМП-52-М2, тягонапоромеры ТНМП-52-М2 мембранные показывающие:
Наименование и тип прибора Краткая техническая характеристика Цена, включая НДС Цена при покупке >250 тыс.руб
НМП-52М2, ТНМП-52-М2, ТмНП-52-М2 Исп. мат. 1; Кл. точ. 2,5; УХЛ Т3 (-10…+60 0С) 1 711,00 1 598,90
  • НМП-100М1, ТНМП-100-М1, ТмНП-100-М1
Наименование и тип прибора Краткая техническая характеристика Цена, включая НДС Цена при покупке >250 тыс.руб
НМП-100М1, ТНМП-100-М1, ТмНП-100-М1 Напоромер (НМП), тягомер (ТмНП), тягонапоромер (ТНМП) от 0,125 до 40 кПа (100 мм.) 1 829,00 1 722,80
  • Блок управления, розжига и сигнализации БУРС-1В, БУРС-1П
Наименование и тип прибора Краткая техническая характеристика Цена, включая НДС Цена при покупке >250 тыс.руб
БУРС-1В Блок управления, розжига и сигнализации 21 417,00 20 049,38
БУРС-1П Блок управления, розжига и сигнализации 21 417,00 20 049,38

Заказ приборов