Расходомер – универсальный технологический прибор, основное назначение которого это измерение количества вещества через определенное сечение материала, трубы за единицу времени. Основными веществами, подвергающиеся измерению, являются жидкости или газы. Процесс исследования расхода считается очень трудным, так как вследствие существующих дополнительных погрешностей показаний, измерения могут отличаться в зависимости от типа прибора. Основные погрешности возникают в результате следующих факторов:
• Физические свойства окружающей среды;
• Физические свойства вещества, подвергающегося измерению;
• Свойства материал, из которого изготовлен прибор.
Чтобы уменьшить влияние погрешностей на измерение, вводятся ограничения по применению. Ограничения касаются физических свойств потока, температуры и давления измеряемого вещества, химический состав материала. Количество вещества через сечение материала измеряется в единицах объема (м3, см3), либо в единицах массы (кг, грамм).
Типы расходомеров
Расходомеры применяются во многих областях техники и электроники. Сфера использования – и нефтедобывающая, тяжелая и пищевая промышленность, и также в основе приборов бытового назначения. Потому на рынке можно встретить различные виды расходомеров:
• Индукционные;
• Массовые;
• Поплавковые;
• Тахометрические;
• Турбинные;
Подобные разновидности расходомеров в основе измерения используют различный метод, потому в зависимости от точности и физических свойств вещества требуется выбирать определенный тип устройства. Поведаем анализ характеристик расходомеров.
Индукционный расходомер
Индукционный расходомер также называется электромагнитным. В основе измерения лежит закон Фарадея. Количество вещества, подвергающегося измерению, создает ЭДС, пересекая линии магнитной индукции. По величине ЭДС можно оценить расход вещества с относительно высокой погрешностью. Дополнительное влияние помех и наводок, а также неоднородность жидкость определяет прибавку в 2,5%.
Среди достоинств прибора особенно выделяют:
• Быстродействие прибора;
• Способность измерять малые количества вещества;
• Простота конструкции;
• Физические свойства, как температура, плотность и вязкость не влияют на измерения;
Но основными недостатками можно считать то, что электромагнитные свойства материала вносят дополнительные погрешности. Метод чувствителен к паразитным свойствам окружающей среды.
Массовый расходомер
Массовый или кориолисовы расходомер осуществляет процесс измерения массового расхода жидкостей или газов. В процессе измерения используется методика Кориолиса, основанная на изменении величины фазы колебаний труб U-образной формы. Фаза колебаний пропорциональна величине расхода вещества за единицу времени.
Среди преимуществ выделяют:
• Относительно высокая точность производимых измерений;
• Параметры измерений не зависят от температуры и давления исследуемой среды, подвергаются измерению и вязкие среды;
• Независимость от направления движения вещества;
Основным недостатком конструкции кориолисового расходомера является сложность конструкции, которая отражается в цене.
Поплавковый расходомер
Поплавковые расходомеры являются самыми простыми в своей конструкции. Получили название благодаря использованию поплавка, определяющего расход жидкости или газа. Второе название расходомера – ротаметр.
Достоинствами модели считают технологическую простоту модели, надежность и низкую цену устройства. Недостатки системы вытекают из принципа работы устройства:
• Необходимость установки прибора только в вертикальном положении;
• Показания ротаметра оператор получает визуально, потому возникает трудность установки в автоматизированных системах;
• Небольшая точность показаний поплавкового расходомера
Турбинный расходомер
Турбинный расходомер получил название благодаря наличию в конструктиве турбины. Расходомеры устанавливаются в трубу, и жидкость протекает через турбину, приводит ее в движение. Частота вращения и характеризует расход жидкости и газа через сечение материала. Вращение турбины определяется датчиком, который передает показания оператору.
Среди преимуществ турбинного расходомера пользователи отмечают:
• Простота модели и отсутствие влияния внешних факторов;
• Высокая точность измерений;
• Низкая цена и доступность на рынке расходомеров;
Недостатками модели расходомера являются:
• Лопасти турбины могут подвергаться механическому воздействию;
• Зависимость измерений от давления измеряемого вещества;
• Прибор не осуществляет измерения малых величин, так как мощности не хватает для приведения в действие турбины;
• Запаздывание получения результатов оператором, обусловленное временем обработки величины потока датчиком.
Тахометрический расходомер
Расходомер устанавливается в трубу и активный элемент (крыльчатка, турбина, шарик) под действием движения вещества через сечение материала начинает вращаться. Скорость вращения пропорциональна количеству измеряемого вещества. Подвергаются анализу в большинстве случаев только жидкости. Среди достоинств пользователи отмечают:
• Высокая точность измерений;
• Быстродействие получения результатов;
• Широкий диапазон измерений.
Но среди недостатков основными считаются механическое воздействие подвижного элемента, приводящие к износу и необходимой частой замене. При износе появляются дополнительные погрешности в измерения. Потому измерения могут изменяться в течение времени. Физические свойства вещества также вносят дополнительные погрешности в показания. Вязкость среды уменьшают скорость вращения подвижного элемента.
Можно сказать, что расходомеры отличаются друг от друга областями применения, погрешностями и зависимости от внешних факторов. Поэтому стоит серьезно подойти к выбору прибора, оценивая все эти факторы.
