Класифікацію витратомірів можна розділити на: об'ємні витратоміри, швидкісні витратоміри, цільові витратоміри, електромагнітні витратоміри, вихрові витратоміри, ротаметри, диференціальні витратоміри, ультразвукові витратоміри, масові витратоміри тощо.
1. Ротаметр
Поплавковий витратомір, також відомий як ротаметр, є різновидом витратоміра зі змінною площею. У вертикальній конічній трубці, що розширюється знизу вгору, сила тяжіння поплавця круглого поперечного перерізу переноситься гідродинамічною силою, і поплавець може вільно підніматися та опускатися всередині. Він рухається вгору та вниз під дією швидкості потоку та плавучості, і після балансування вагою поплавця, вона передається на циферблат для індикації швидкості потоку через магнітну муфту. Зазвичай ротаметри поділяються на скляні та металеві. Витратоміри з металевим ротором є найбільш поширеними в промисловості. Для агресивних середовищ з малим діаметром труб зазвичай використовується скло. Через крихкість скла ключовою точкою контролю також є роторний витратомір, виготовлений з дорогоцінних металів, таких як титан. Існує багато вітчизняних виробників роторних витратомірів, головним чином Chengde Kroni (використовує німецьку технологію Cologne), Kaifeng Instrument Factory, Chongqing Chuanyi та Changzhou Chengfeng, які виробляють ротаметри. Завдяки високій точності та повторюваності ротаметрів, вони широко використовуються для вимірювання потоку в трубах малого діаметра (≤ 200 мм).
2. Вимірювач об'ємного потоку
Об'ємний витратомір вимірює об'ємний потік рідини, вимірюючи об'єм вимірювання, що утворюється між корпусом і ротором. За структурою ротора, об'ємні витратоміри включають колесо-поясний тип, скребковий тип, еліптичний тип шестерні тощо. Об'ємні витратоміри характеризуються високою точністю вимірювання, деякі до 0,2%; простою та надійною конструкцією; широким застосуванням; стійкістю до високих температур і високого тиску; простими умовами монтажу. Вони широко використовуються для вимірювання сирої нафти та інших нафтопродуктів. Однак через шестерневий привід, основна частина трубопроводу є найбільшою прихованою небезпекою. Необхідно встановити фільтр перед обладнанням, яке має обмежений термін служби та часто потребує обслуговування. Основними вітчизняними виробничими потужностями є: Кайфенський інструментальний завод, Аньхойський інструментальний завод тощо.
3. Вимірювач перепаду тиску
Диференціальний витратомір тиску – це вимірювальний прилад з довгою історією використання та повними експериментальними даними. Це витратомір, який вимірює різницю статичного тиску, що створюється рідиною, що протікає через дросельний пристрій, для відображення витрати. Найпростіша конфігурація складається з дросельного пристрою, сигнального трубопроводу диференціального тиску та диференціального манометра. Найпоширенішим дросельним пристроєм у промисловості є «стандартний дросельний пристрій», який був стандартизований. Наприклад, стандартний отвір, сопло, сопло Вентурі, трубка Вентурі. Зараз дросельний пристрій, особливо вимірювач витрати через сопло, рухається до інтеграції, і високоточний передавач диференціального тиску та температурна компенсація інтегровані з соплом, що значно підвищує точність. Технологія трубки Піто може використовуватися для онлайн-калібрування дросельного пристрою. Сьогодні в промислових вимірюваннях також використовуються деякі нестандартні дросельні пристрої, такі як подвійні діафрагми, круглі діафрагми, кільцеві діафрагми тощо. Ці вимірювачі зазвичай потребують калібрування реального потоку. Конструкція стандартного дросельного пристрою є відносно простою, але через відносно високі вимоги до допуску розмірів, форми та положення, технологія обробки є відносно складною. Візьмемо, наприклад, стандартну діафрагму, яка являє собою надтонку пластинчасту деталь, схильну до деформації під час обробки, а діафрагми більшого розміру також схильні до деформації під час використання, що впливає на точність. Отвір для тиску дросельного пристрою зазвичай не надто великий, і він деформується під час використання, що впливає на точність вимірювання. Стандартна діафрагма зношує конструктивні елементи, пов'язані з вимірюванням (наприклад, гострі кути), через тертя рідини об неї під час використання, що знижує точність вимірювання.
Хоча розробка витратомірів диференціального тиску є відносно ранньою, з постійним удосконаленням та розвитком інших форм витратомірів, а також постійним покращенням вимог до вимірювання витрати для промислового розвитку, позиція витратомірів диференціального тиску в промислових вимірюваннях частково змінилася. Їх замінили вдосконалені, високоточні та зручні витратоміри.
4. Електромагнітний витратомір
Електромагнітний витратомір розроблено на основі принципу електромагнітної індукції Фарадея для вимірювання об'ємного потоку провідної рідини. Згідно із законом електромагнітної індукції Фарадея, коли провідник перетинає лінію магнітного поля в магнітному полі, в провіднику генерується індукована напруга. Величина електрорушійної сили відповідає величині провідника. У магнітному полі швидкість руху, перпендикулярного до магнітного поля, пропорційна, і відповідно до діаметра труби та різниці температур середовища вона перетворюється на швидкість потоку.
Електромагнітний витратомір та принципи його вибору: 1) Рідина, що вимірювається, повинна бути струмопровідною рідиною або суспензією; 2) Калібр та діапазон, бажано, щоб нормальний діапазон був більше половини повного діапазону, а швидкість потоку була від 2 до 4 метрів; 3). Робочий тиск повинен бути меншим за опір тиску витратоміра; 4). Для різних температур та агресивних середовищ слід використовувати різні матеріали футеровки та електродів.
Точність вимірювання електромагнітного витратоміра базується на ситуації, коли рідина заповнена трубою, а проблема вимірювання повітря в трубі ще не вирішена належним чином.
Переваги електромагнітних витратомірів: відсутність дросельної частини, тому втрата тиску невелика, а споживання енергії зменшене. Вона залежить лише від середньої швидкості вимірюваної рідини, а діапазон вимірювання широкий; інші середовища можна вимірювати лише після калібрування води без корекції, що найбільш підходить для використання як вимірювальний пристрій для розрахунку. Завдяки постійному вдосконаленню технологій та технологічних матеріалів, постійному покращенню стабільності, лінійності, точності та терміну служби, а також постійному розширенню діаметрів труб, для вимірювання двофазних твердо-рідких середовищ використовуються змінні електроди та скребкові електроди для вирішення цієї проблеми. Електромагнітні витратоміри стають все більш широко використовуваними завдяки проблемам вимірювання високого тиску (32 МПА), корозійної стійкості (антикислотної та лужної футеровки), а також постійному розширенню калібру (до 3200 мм), постійному збільшенню терміну служби (зазвичай понад 10 років), їхня вартість також знижується, але загальна ціна, особливо ціна труб великого діаметра, все ще висока, тому вони займають важливе місце при придбанні витратомірів.
5. Ультразвуковий витратомір
Ультразвуковий витратомір – це новий тип приладу для вимірювання витрати, розроблений у сучасний час. Ультразвуковий витратомір може вимірювати потоки рідин, що передають звук, зокрема високов'язких, непровідних рідин або газів. Принцип вимірювання витрати полягає в тому, що швидкість поширення ультразвукових хвиль у рідині змінюється залежно від швидкості потоку вимірюваної рідини. Наразі високоточні ультразвукові витратоміри все ще використовуються іноземними брендами, такими як японська Fuji та американська Kanglechuang; вітчизняними виробниками ультразвукових витратомірів є переважно Tangshan Meilun, Dalian Xianchao, Wuhan Tailong тощо.
Ультразвукові витратоміри зазвичай не використовуються як вимірювальні прилади для розрахунку витрат, і виробництво не може бути зупинене для заміни, якщо точка вимірювання на місці пошкоджена, і вони часто використовуються в ситуаціях, коли для керування виробництвом потрібні параметри випробувань. Найбільшою перевагою ультразвукових витратомірів є те, що вони використовуються для вимірювання витрати великого калібру (діаметр труб більше 2 метрів). Навіть якщо деякі точки вимірювання використовуються для розрахунку витрат, використання високоточних ультразвукових витратомірів може заощадити витрати та зменшити обсяг технічного обслуговування.
6. Масовий витратомір
Після багаторічних досліджень, у 1977 році американська компанія MICRO-MOTION вперше представила U-подібний трубчастий масовий витратомір. Після появи цей витратомір продемонстрував свою високу життєздатність. Його перевагою є те, що сигнал масової витрати можна отримати безпосередньо, і на нього не впливають фізичні параметри, точність становить ± 0,4% від виміряного значення, а в деяких випадках може досягати 0,2%. Він може вимірювати широкий спектр газів, рідин та суспензій. Він особливо підходить для вимірювання зрідженого нафтового газу та зрідженого природного газу з якісними торговими середовищами, доповненими електромагнітним витратоміром; оскільки на нього не впливає розподіл швидкості потоку на стороні вище за течією, немає потреби в прямих ділянках труб на передній та задній сторонах витратоміра. Недоліком є те, що масовий витратомір має високу точність обробки та, як правило, має важку основу, тому він дорогий; оскільки він легко піддається впливу зовнішніх вібрацій, що знижує точність, зверніть увагу на вибір місця та способу його встановлення.
7. Вихровий витратомір
Вихровий витратомір, також відомий як вихровий витратомір, – це продукт, який з'явився лише наприкінці 1970-х років. Він став популярним з моменту появи на ринку та широко використовується для вимірювання рідини, газу, пари та інших середовищ. Вихровий витратомір – це витратомір швидкості. Вихідний сигнал – це імпульсний частотний сигнал або стандартний струмовий сигнал, пропорційний витраті, і не залежить від температури рідини, тиску, складу, в'язкості та густини. Конструкція проста, немає рухомих частин, а елемент детектування не торкається рідини, що вимірювається. Він має характеристики високої точності та тривалого терміну служби. Недоліком є те, що під час встановлення потрібна певна пряма ділянка труби, а звичайний тип не має хорошого рішення для вібрації та високої температури. Вихровий витратомір має п'єзоелектричний та ємнісний типи. Останній має переваги в термостійкості та вібростійкості, але він дорожчий і зазвичай використовується для вимірювання перегрітої пари.
8. Цільовий витратомір
Принцип вимірювання: Коли середовище протікає у вимірювальній трубці, різниця тисків між його власною кінетичною енергією та енергією цільової пластини викликає незначне зміщення цільової пластини, а результуюча сила пропорційна швидкості потоку. Він може вимірювати надмалий потік, наднизьку швидкість потоку (0-0,08 м/с) з точністю 0,2%.
Час публікації: 07 квітня 2021 р.