Pradedančiųjų vadovas apie 7 įprastus srauto matuoklius ir jų pasirinkimo patarimus

Srauto matavimas yra ne tik techninė detalė; tai pramoninių procesų pulsas, užtikrinantis saugumą, tikslumą ir sąnaudų taupymą. Turėdami daugiau nei 100 tipų...srauto matuokliaiŠiandien rinkoje gausu srautmačių, todėl išsirinkti geriausią kainos ir našumo santykį turintį prietaisą gali būti sudėtinga. Šiame vadove nagrinėjamos pagrindinės įžvalgos apie srauto matavimo prietaisus, kurios padės jums užtikrintai rinktis. Nesvarbu, ar esate inžinierius, optimizuojantis vamzdyną, ar vadovas, planuojantis biudžetą atnaujinimams, panagrinėkime esminius srautmačių tipus, jų stipriąsias puses ir praktinius pasirinkimo patarimus.

Srauto matuoklių supratimas: kodėl jie svarbūs pramoninėje automatizacijoje

Srautastarifasiskertinis pramoninės gamybos parametras, kontroliuojantis viską – nuo ​​cheminių reakcijų iki energijos paskirstymo. Aštuntajame dešimtmetyje diferencinio slėgio technologija užėmė 80 % rinkos, tačiau nuo to laiko inovacijos pristatė išmanesnes ir universalesnes galimybes. Šiandien...srauto pasirinkimasmetrasapimabalansuojant tokius veiksnius kaip skysčio tipas, eksploatavimo sąlygos, tikslumo poreikiai ir biudžetas. Nuo paleidimo sistemų atšiaurioje aplinkoje, pavyzdžiui, jūrinėse naftos platformose ar farmacijos švariose patalpose, svarbiausia yra suderinti skaitiklio charakteristikas su konkrečia jūsų taikymo sritimi, kad būtų išvengta prastovų ir netikslių rodmenų.

Šiame įraše bus nagrinėjamos septynios pagrindinės pramonėje dažniausiai naudojamų srauto matuoklių kategorijos, pabrėžiant jų savybes, privalumus, trūkumus ir pritaikymą įvairiose srityse. Tiesiog tęskite skaitymą, kad įvaldytumėte srauto matuoklio pasirinkimo metodus!

1. Diferencinio slėgio srauto matuokliai: patikimas darbinis arkliukas

Diferencinis slėgismatavimaspalaikaiPlačiausiai taikoma srauto technologija, galinti apdoroti vienfazius skysčius įvairiomis sąlygomis, įskaitant aukštą temperatūrą ir slėgį. Klestėjimo laikais aštuntajame dešimtmetyje ji užėmė 80 % rinkos ir tam yra pagrindo. Šie skaitikliai paprastai susideda iš droselio įtaiso (pvz., diafragmos plokštės, antgalio, Pito vamzdelio arba vidurkį skaičiuojančio Pito vamzdelio), sujungto su siųstuvu.

Droselinis įtaisas suspaudžia skysčio srautą, sukurdamas slėgio skirtumą prieš srovę ir pasroviui, kuris yra proporcingas srauto greičiui. Diafragmos yra geriausias pasirinkimas dėl savo paprastumo ir lengvo montavimo. Jei jos pagamintos ir sumontuotos pagal standartus (pvz., ISO 5167), jos užtikrina patikimus matavimus, nereikalaujant realaus srauto kalibravimo, o tik greitą patikrinimą.

Nepaisant to, visi droseliniai įtaisai sukelia nuolatinius slėgio nuostolius. Aštriabriaunė diafragma gali prarasti 25–40 % maksimalaus slėgio skirtumo, o tai padidina energijos sąnaudas didelio masto operacijose. Kita vertus, Pitot vamzdeliai turi nežymius nuostolius, tačiau yra jautrūs srauto profilio pokyčiams, nes turbulencija gali iškreipti jų rodmenis.

Naftos chemijos gamykloje operatoriai pakeitė pasenusias diafragmines plokšteles Venturi vamzdeliais, kad sumažintų slėgio kritimą, ir dėl to siurblio energijos suvartojimas sumažėjo 15 %. Todėl, dirbant su klampiais skysčiais ar suspensijomis, prasminga apsvarstyti Pitot vamzdelių vidurkį, kad būtų užtikrintas didesnis tikslumas netolygaus srauto atveju. Verta paminėti, kad visada reikia užtikrinti bent 10–20 vamzdžio skersmenų tiesią atkarpą prieš srovę, kad būtų stabilizuotas srauto profilis, kitaip operatoriai gali susidurti su kalibravimo problemomis.

2. Kintamo ploto srauto matuokliai: paprastumas ir universalumas

Theikoninis rotametras reiškiaKintamo skerspjūvio srauto matuokliai, kuriuose plūdė kūginiame vamzdelyje kyla proporcingai srauto greičiui. Jų išskirtinis privalumas? Tiesioginiai rodmenys vietoje be išorinio maitinimo, kurie puikiai tinka greitiems patikrinimams lauke.

Jie būna dviejų pagrindinių tipų: stiklinių vamzdelių rotametrai, skirti aplinkos, nekorozinėms terpėms, tokioms kaip oras, dujos ar argonas, kurie užtikrina aiškų matomumą ir lengvą įskaitomumą;irmetalasvamzdisrotametrasversijossu magnetiniais indikatoriais, skirtais aukštos temperatūros arba aukšto slėgio scenarijams. Pastarasis gali išvesti standartinius signalus integravimuisuįrašymo įrenginiaiortotalizatoriai.

Šiuolaikiniai variantai apima spyruoklinius kūginius dizainus be kondensato kamerų, pasižyminčius 100:1 sumažinimo santykiu ir linijiniu išėjimu, idealiai tinkančiais garų matavimui.

Kalbant apie platų pritaikymą, laboratorijose dujų maišymui pasirenkama naudoti daug rotametrų, kurie taupo laidų tiesimo išlaidas dėl to, kad jiems nereikia elektros energijos. Tačiau saugodamiesi vibracijų, rotametrai gali sukelti plūdės virpėjimą ir klaidingus rodmenis. Pavyzdžiui, alaus daryklos modernizavimo metu metalinių vamzdžių modeliai gali apdoroti karštos misos srautus, taip tris kartus pailgindami tarnavimo laiką, o šarvuoto stiklo versijos su PTFE įdėklu yra ekonomiškas pasirinkimas, tačiau operatoriai turi juos kalibruoti kasmet, kad išlaikytų 1–2 % tikslumą.

3. Sūkuriniai srauto matuokliai: osciliacija tikslumui

Sūkurinių matuoklių, puikus osciliacinių tipų pavyzdys, į srauto taką įdedamas stačiakampis kūnas, sukuriantis kintamus sūkurius, kurių dažnis koreliuoja su greičiu. Judančių dalių nebuvimas reiškia puikų pakartojamumą, ilgaamžiškumą ir minimalią priežiūrą.

Turėdami tokius privalumus kaip platus linijinis diapazonas, atsparumas temperatūros, slėgio, tankio ar klampos pokyčiams, maži slėgio nuostoliai ir didelis tikslumas (0,5–1 %), sūkuriniai srauto matuokliai veikia iki 300 °C ir 30 MPa slėgį, todėl jie yra universalūs dujų, skysčių ir garų matavimui.

Sūkurinių srauto matuoklių jutimo metodas skiriasi priklausomai nuo terpės: pjezoelektriniai jutikliai idealiai tinka garams, terminiai arba ultragarsiniai jutikliai tinka orui, o beveik visi jutimo variantai tinka vandeniui. Panašiai kaip diafragmos plokštelių atveju, srauto koeficientas priklauso nuo matuoklio matmenų.

Gamtinių dujų vamzdyno projekte sūkuriniai matuokliai pulsuojančiuose srautuose veikia geriau nei turbinos, sumažindami paklaidas nuo 5 % iki mažiau nei 1 %. Jie jautrūs montavimui, todėl užtikrinamas tiesus tekėjimas ir išvengiama arti vožtuvų. Kalbant apie kylančias tendencijas, nuotolinėms vietovėms skirti belaidžiai sūkuriniai matuokliai, kurių baterijos veikimo laikas siekia iki 10 metų.

4. Elektromagnetiniai srauto matuokliai: geriausias laidžių skysčių draugas

Elektromagnetiniai skaitikliai, arba magnetiniai matuokliai, naudoja Faradėjaus dėsnį, kuris skamba taip: laidūs skysčiai, prasiskverbdami pro magnetinį lauką, indukuoja įtampą, proporcingą srautui. Šie matuokliai, skirti naudoti tik laidžioms terpėms, nepriklauso nuo temperatūros, slėgio, tankio ar klampumo – bent jau teoriškai – su 100:1 mažinimo santykiu ir 0,5 % tikslumu. Vamzdžių dydžiai svyruoja nuo 2 mm iki 3 m, tinka vandeniui, suspensijoms, celiuliozei ar koroziją sukeliančioms medžiagoms.

Elektromagnetiniai srauto matuokliai skleidžia silpnus signalus (2,5–8 mV esant pilnai skalei), todėl norint išvengti trukdžių varikliams, būtina tinkamai juos ekranuoti ir įžeminti.

Elektromagnetiniai srauto matuokliai puikiai tinka nuotekų valymo įrenginiuose, patikimai matuodami nešvarius skysčius, tokius kaip suspensijos, neužsikimšdami. Skirtingai nuo mechaninių matuoklių, magnetiniai matuokliai neturi judančių dalių. Korozinių skysčių, tokių kaip rūgštinės nuotekos, matavimui atnaujinimas į PFA dengtus magnetinius matuoklius gali sumažinti priežiūros poreikius iki 50 %, kaip matyti iš neseniai atlikto gamyklos modernizavimo. Be to, baterijomis maitinami magnetiniai matuokliai populiarėja nuotoliniam vandens matavimui, nes suteikia lankstumo neprijungtose prie elektros tinklų vietose, išlaikant tą patį patikimumą, apsaugantį nuo užsikimšimų.

5. Ultragarsiniai srauto matuokliai: neįkyri inovacija

Ultragarsinis srautasmetraiateikdviejų pagrindinių tipų: Doplerio ir skrydžio laiko (TOF).Doplerismetraimatassrautą aptikdami suspenduotų dalelių dažnio pokyčius, todėl jie idealiai tinka didelio greičio, nešvariems skysčiams, pavyzdžiui, suspensijoms, tačiau mažiau veiksmingi esant mažam greičiui arba nelygiems vamzdžių paviršiams.

TOF matuokliai, kurie apskaičiuoja srautą pagal ultragarso bangų, sklindančių kartu su srautu ir prieš jį, laiko skirtumą, puikiai tinka švariems, vienalyčiams skysčiams, pavyzdžiui, vandeniui, kuriems tikslumui reikalinga tiksli elektronika. Daugiaspinduliai TOF modeliai pagerina našumą turbulentiniuose srautuose, užtikrindami didesnį patikimumą sudėtingose ​​sistemose.

Modernizuojant šaldyto vandens sistemas, prie vamzdžių prispaudžiami ultragarsiniai TOF skaitikliai sutaupė tūkstančius, nes nereikėjo pjauti ar išjungti vamzdžių, o tinkamai sukalibravus buvo pasiektas 1 % tikslumas. Tačiau oro burbuliukai ar vamzdžių dangos gali sutrikdyti rodmenis, todėl labai svarbu atlikti kruopštų vietos įvertinimą. Atliekant auditus vietoje, nešiojamieji ultragarsiniai įrenginiai yra neįkainojami, nes jie užtikrina greitą diagnostiką be sistemos prastovų.

6. Turbininiai srauto matuokliai: greitis ir tikslumas judesyje

Turbinos srautasmetrai veiktiremiantis impulso tvermės principu, kai skysčio srautas suka rotorių, o rotoriaus greitis tiesiogiai koreliuoja su srauto greičiu. Šie matuokliai dominuoja tose srityse, kur reikalingas didelis tikslumas, nes dujoms skirti modeliai pasižymi mažesniais menčių kampais ir daugiau menčių, siekiant optimizuoti našumą mažesnio tankio skysčiuose. Jie pasižymi išskirtiniu tikslumu (0,2–0,5 % arba 0,1 % specializuotais atvejais), 10:1 slėgio mažinimo santykiu, mažais slėgio nuostoliais ir patikimu veikimu esant aukštam slėgiui, tačiau jiems reikalingi švarūs skysčiai ir pakankamai tiesūs vamzdžiai, kad būtų išvengta turbulencijos sukeltų klaidų.

Aviacinių degalų sistemojeturbinos srautasmetraiužtikrintasDidelis tikslumas perduodant likutį, o tai labai svarbu atsiskaitymo tikslumui. Mažesni kiaurymių dydžiai padidina jautrumą skysčio tankiui ir klampumui, todėl patikimas išankstinis filtravimas yra būtinas norint išvengti su šiukšlėmis susijusių klaidų. Hibridiniai modeliai su magnetiniais paėmimo įtaisais pasižymi didesniu patikimumu, nes sumažina mechaninį nusidėvėjimą.

7. Poslinkio srauto matuokliai: tūrinis tikslumas

Poslinkio srauto matuokliai matuoja srautą sulaikydami ir išstumdami fiksuotus skysčio tūrius su kiekvienu apsisukimu, naudodami tokius dizainus kaip ovalios krumpliaratės, rotaciniai stūmokliniai arba grandiklio tipo matuokliai. Ovalios krumpliaratės matuokliai pasižymi 20:1 posūkio santykiu ir dideliu tikslumu (paprastai 0,5 % ar geresniu), tačiau yra jautrūs užstrigimui dėl skystyje esančių šiukšlių. Rotaciniai stūmokliniai matuokliai puikiai tinka dideliems tūriams, nors jų konstrukcija gali leisti nedidelį nuotėkį, o tai turi įtakos tikslumui esant mažam srautui.

PD matuokliai, kuriems įtakos neturi skysčio klampumas, idealiai tinka skysčiams, tokiems kaip alyvos ir vanduo, tačiau dėl savo tūrinio mechanizmo netinka dujoms ar garams.

Maisto perdirbimo įmonėje PD matuokliai, ypač ovalo formos krumpliaračiai, buvo labai svarbūs tiksliam klampių sirupų dozavimui ir nuosekliai produkto kokybei užtikrinti. Tačiau nefiltruotuose sirupuose esančios šiukšlės kartais sukeldavo užstrigimus, todėl reikėjo tvirtų filtravimo sistemų. Valymo vietoje (CIP) konstrukcijos žymiai sumažino prastovas, nes supaprastino priežiūrą, o tai pakeitė žaidimo taisykles didelio našumo linijose.

Tinkamo srauto matuoklio pasirinkimas: ekspertų patarimai sėkmei

Tinkamo srauto matuoklio pasirinkimas yra labai svarbus optimizuojant pramoninius procesus, nes nėra vieno matuoklio, tinkančio kiekvienai taikymo sričiai. Norėdami priimti informacija pagrįstą sprendimą, įvertinkite pagrindinius veiksnius: skysčio savybes (pvz., klampumą, koroziškumą ar kietųjų dalelių kiekį), srauto diapazoną (mažiausią ir didžiausią greitį), reikiamą tikslumą (nuo 0,1 % perduodant duomenis iki 2 % bendram stebėjimui), įrengimo apribojimus (pvz., vamzdžio dydį, tiesiosios trasos reikalavimus ar vietos apribojimus) ir bendras eksploatavimo išlaidas (įskaitant įsigijimo, įrengimo, priežiūros ir energijos sąnaudas).

Sistemingai įvertindami šiuos veiksnius pagal savo proceso poreikius, idealiu atveju atliekant bandomuosius bandymus arba konsultuojantis su tiekėjais, galite pasirinkti skaitiklį, kuris subalansuoja našumą ir biudžetą.