Типове индустриални разходомери: Изберете правилния измервателен уред

Изборът на разходомер рядко е просто техническо решение. Измервателният уред, който избирате, оформя стабилността на процеса, цената на енергията, качеството на продукта, натовареността по поддръжката и в някои случаи точността на парите, които се променят. Измервателен уред, който работи перфектно с чиста вода, може да се повреди в рамките на седмици с абразивна суспензия. Измервателен уред, който е идеален за сгъстен въздух, може да бъде безполезен за проводими отпадъчни води. И най-евтиният измервателен уред в офертата може спокойно да се превърне в най-скъпия на място, след като добавите загуба на налягане, престой и повторно калибриране.

Правилният избор зависи от четири неща: какво измервате, как се държи течността, как ще бъде инсталиран измервателният уред и колко точно трябва да бъде отчитането. Това ръководство разглежда основните типове промишлени разходомери, обяснява къде всеки от тях печели своето място и къде трябва да се избягва и ви показва точно какво да потвърдите, преди да се ангажирате.

Бърз отговор: Кой тип разходомер отговаря на вашето приложение?

Ако имате нужда само от начална точка, използвайте таблицата по-долу. Отнасяйте се към него като към първи филтър, а не като окончателно инженерно решение.

Окончателният избор винаги трябва да претегля свойствата на флуида, размера на тръбата, налягането, температурата, обхвата на потока, наличната права тръба, целта за точност и сигнала, който вашата система за управление очаква. Останалата част от това ръководство обяснява как да превърнете тези данни в уверено решение.

Преди да сравните: Съберете тези подробности за процеса

Без основни данни за процеса изборът е догадка. Съберете следното, преди да сравнявате технологии, и полето от кандидати обикновено се стеснява.

Тип течност, проводимост и чистота

Започнете с течността. Дали това е вода, масло, химикал, пара, въздух под налягане, природен газ, суспензия или течност за-хранителен клас? Чист ли е или мръсен и носи ли мехурчета, твърди частици, влакна или корозивни компоненти? Този единствен въпрос елиминира цели категории. Магнитният измервателен уред е отличен избор за проводящи течности като вода, отпадъчни води и много химикали, но той физически не може да отчита газ, пара, чисто масло или каквато и да е не-проводима течност, тъй като разчита на електромагнитна индукция през проводяща среда. Топлинният масомер е създаден за чист газ и изобщо не е предназначен за течно обслужване.

Диапазон на потока, размер на тръбата и необходима точност

Всеки измервателен уред има използваем диапазон на потока. Ако реалният поток е под долната граница на измервателния уред или над горната му граница, показанието се отклонява или дестабилизира. Потвърдете минималния, нормалния и максималния дебит; размера и материала на тръбата; точността, от която всъщност се нуждаете; и дали имате нужда от мигновен поток,общ поток, или и двете. Бъдете честни относно целта, защото точността е скъпа: измервателен уред, който следи консумацията на вода за охлаждане-, не се нуждае от същата степен като едно измерване на прехвърляне на продукт или дозиране на рецепта.

Налягане, температура, вискозитет и твърди вещества

Условията на процеса могат да дисквалифицират технология, преди дори да погледнете цената. Високата температура натоварва сензори, облицовки, уплътнения и електроника. Твърдите частици повреждат движещи се части или блокират малки проходи. Въздушните мехурчета разпръскват ултразвукови сигнали. Абразивната суспензия износва вътрешните компоненти.

Вискозитетът заслужава специално внимание, тъй като променя формата на самия поток. С нарастването на вискозитета (или падането на скоростта), потокът се измества от турбулентен към ламинарен и профилът на скоростта през тръбата се променя от почти плосък към параболичен. Този преход, управляван отЧислото на Рейнолдс, е грубо турбулентен над ~4000 и ламинарен под ~2000. Има значение, тъй като -базирани на скорост измервателни уреди - турбини, вихри и много ултразвукови конструкции - са калибрирани за турбулентен, напълно развит поток и обикновено искат число на Рейнолдс над около 10 000, за да останат точни и стабилни. Натиснете ги в ламинарен или преходен поток и показанията се лутат. Ето защовискозитетът на флуида има такъв пряк ефект върху работата на разходомераи защо доставчиците изискват вискозитет в cP (mPa·s) при работна температура, а не при 20 градуса.

Условия за инсталиране и изходен сигнал

Технически правилният измервателен уред все още не работи, ако е инсталиран неправилно. Проверете дали обектът има достатъчно права тръба, дали линията е винаги пълна, дали има вибрации, дали измервателният уред трябва да се монтира хоризонтално или вертикално и дали някой може да го достигне за сервиз. След това потвърдете изхода, от който се нуждае вашата система - 4–20 mA, импулс, RS485/Modbus, HART, релеен, партиден-контролен изход, локален дисплей или отдалечен предавател. При индустриален проект измервателният уред трябва да отговаря на системата за управление, а не само на тръбата.

Обяснение на видовете промишлени разходомери

Деветте технологии по-долу обхващат по-голямата част от промишлените измервания на течности, газове и пара. Те не са взаимозаменяеми и не заслужават еднаква тежест -, така че обикновените работни коне получават повече дълбочина тук, отколкото нишовите опции.

Диференциално налягане (отвор, Вентури, дюза)

Измервателите на диференциално налягане (DP) създават съзнателно ограничение в тръбата и правят извод за потока от спада на налягането през нея. Атрансмитер за диференциално наляганеотчита тази капка и основният елемент обикновено е плоча с отвор, тръба на Вентури или дюза за поток. Връзката между пада на налягането и потока е една от най-задълбочено документираните в цялото измерване: геометрията, инсталацията и несигурността на тези устройства се определят отISO 5167, което означава, че -съвместима със стандартите диафрагмена плоча често може да се използва без индивидуално калибриране - реално предимство в разходите за големи линии.

Най-добро за:пара, газове, чисти течности, високо{0}}температурно обслужване и наследени инсталационни системи.Внимавайте за:постоянна загуба на налягане, взискателни изисквания за прави-тръби и ограничено намаляване. Обърнете внимание, че ISO 5167 не обхваща плочи с дюзи под тръбите с номера на Рейнолдс около 5000, така че DP е лошо подходящ за много вискозен или много нисък -поток. Плочите с отвори са по-евтини, но губят повече налягане; Тръбите на Вентури струват повече и заемат повече място, но възстановяват по-голямата част от налягането, което се отплаща при големи тръбопроводи, където изпомпването на енергия е реален елемент.

Магнитни (електромагнитни) разходомери

Електромагнитни разходомери, или магметри, измерват проводяща течност с помощта на електромагнитна индукция. Тъй като нищо не пречи на отвора, те не добавят почти никаква загуба на налягане и отблъскват твърди частици, които биха унищожили измервателния уред с подвижна-част. За вода, отпадъчни води, тор и много химикали, те често са най-практичният избор на дъската.

Най-добро за:проводими течности, мръсна вода, корозивни химикали и абразивна суспензия.Твърд лимит:те се нуждаят от проводяща течност над минимален праг и не могат да четат газ, пара, масло или не-проводими разтворители - без изключения. При химическо или абразивно действие облицовката и електродите са измервателният уред, така чеизбор на правилната облицовка и електроден материал(PTFE, PFA, каучук, полиуретан; неръждаема стомана, Hastelloy, тантал) е решението, което определя експлоатационния живот.

Ултразвукови разходомери (със -щипка и вградени)

Ултразвукови разходомеривреме на звукови импулси, пътуващи със и срещу потока, за да се изчисли скоростта. Разликата между двата стила не е детайл - тя променя всичко относно монтажа и точността. Скоба-при преминаване-времемерите се закрепват към външната страна на съществуваща тръба и никога не докосвайте течността, което е идеално, когато не можете да прережете линията или да спрете процеса; вградените (на шпула-част) измервателни уреди стоят в потока на потока и като цяло осигуряват по-строга, по-повтаряща се точност.

Най-добро за:чисти до умерено замърсени течности, съществуващи тръбопроводи, временни проучвания и всякакви не{0}}инвазивни изисквания.Чувствителен към:данни и състояние на тръбата. Точността-на скобата зависи от правилния диаметър на тръбата, дебелината на стената, материала, скоростта на звука и доброто акустично свързване; прекомерни мехурчета, тежки твърди частици, котлен камък, повреда на облицовката или грапава повърхност на тръбата влошават сигнала. Сбъркайте входовете на тръбата и дори добър измервателен уред ще отчете уверени глупости.

Вихрови разходомери

Вихрови разходомерипоставете блъф тяло в потока и пребройте вихрите, които се отделят зад него; проливане на честота следи скорост. Те са работен кон за пара и газ.Най-добро за:пара, въздух под налягане, газове и чисти течности.Слаб на:много нисък поток, течности с висок{0}}вискозитет и силно натоварени течности. Вихровото отделяне остава линейно само над приблизително Re 10 000, така че вискозна или бавна линия може да падне под надеждния прозорец на измервателния уред. За пара, вихровите измервателни уреди са популярни, защото балансират производителността, монтажа и разходите без намаляването на налягането на отвора.

Турбинни разходомери

Турбинни разходомеризавъртете ротор в потока на потока и преобразувайте скоростта на въртене в сигнал, осигурявайки отлична повторяемост и бърза реакция при чиста, стабилна течност.Най-добро за:чисти течности с нисък{0}}вискозитет, гориво, разтворители и леко масло.Избягвайте, когато:течността е мръсна или абразивна.

Струва си да бъдем конкретнизащомръсната течност е по-скоро проблем, отколкото просто етикетирането й като неподходяща. Песъчинките и влакната износват лагерите и разяждат остриетата, което измества калибрирането; частиците могат да замърсят ротора, така че той вече да не се върти свободно; и мехурчета или пулсации карат ротора да се ускорява и забавя, дестабилизирайки сигнала. Практическото правило: ако тръбопроводът пренася твърди частици или метални частици, турбинният измервателен уред не трябва да е по подразбиране, а когато се използва, филтрирането нагоре по веригата не е задължително.

Обемни разходомери

Измервателите с положително изместване (PD) улавят и освобождават известен обем при всеки цикъл, като броят обемите по начина, по който човек брои кофи. Този механизъм ги прави силни точно там, където скоростомерите се борят - при нисък поток и при вискозни течности. Ановална предавка (положително изместване) метъре често срещан избор за масла, горива, смазочни материали и прецизно дозиране.

Най-добро за:масла, горива, вискозни течности, дозиране с нисък{0}}поток и дозиране.Внимавайте за:движещи се части, реален спад на налягането и уязвимост към мръсна или абразивна течност без защита. Интересното е, че по-високият вискозитет често помага на PD измервателя (той подобрява вътрешното уплътнение), което е обратното на поведението на турбинните и вихровите измерватели - полезен инстинкт, когато приложението е маслопровод. Когато течността не е идеално чиста, предпазете измервателния уред с цедка, вместо да изоставяте технологията.

Кориолисови масови разходомери

Измервателите на Кориолис измерват директно масовия поток, като усещат усукването, което флуидът индуцира, докато преминава през вибриращи тръби, и повечето също отчитат плътност и температура в една и съща опаковка. Тъй като измерват маса, а не обем, те заобикалят корекциите за плътност и температура, от които се нуждаят обемните измервателни уреди - вижтекак работят кориолисовите масови разходомериза механизма в детайли.

Най-добро за:високо{0}}точно измерване на течности, дозиране, смесване, дозиране на химикали, измерване на плътност и прехвърляне на попечителство.Компромиси-:по-висока покупна цена, по-тежко тяло и чувствителност към силни вибрации и дву-фазен (газ-в-течност) поток. Кориолис рядко е най-евтиният измервателен уред и това е грешен рефлекс, когато бюджетът, размерът на тръбата или спадът на налягането доминират при решението -, но когато грешката в измерването има преки финансови последици, това често е единственият честен отговор. Особено при прехвърляне на попечителство, където регулаторите и търговските партньори третират измервателния уред като касов апарат, премията за точност и проследимост е основната точка:националните метрологични институти поддържат специални стандарти за потокточно защото част от процента може да означава милиони долари.

Термични масови разходомери

Топлинни масови разходомеринаправете извод за масовия поток на газ от това колко топлина газът отвежда от нагрят сензор.Най-добро за:измерване на чист газ - сгъстен въздух, азот, природен газ, биогаз и мониторинг на потреблението - с добра ниска-чувствителност на потока и в много случаи без отделна компенсация на налягане или температура.улов:калибрирането е специфично-за газ. Ако съставът на газа се промени, отчитането се променя, така че мокрият или мръсният газ се нуждае от правилна оценка, преди да се довери на тази технология.

Разходомери с променлива площ (ротаметри)

Измервател с променлива площ плава заострена тръба; височината на поплавъка показва дебита. Той е прост, евтин и идеален за бърза визуална проверка. Той също така е с ниска-точност, локален-само за четене-освен ако не е снабден с предавател и неподходящ за таксуване или критичен контрол. Използвайте го там, където някой просто трябва да потвърди с един поглед, че течността се движи -, а не там, където числото трябва да издържи на проверка.

Типовете разходомери с един поглед

Как да изберем: от въпроси до решения?

Контролен списък ви казва за какво да мислите; стойността е в превръщането на всеки отговор в избор. Работете през тези стъпки и оставете всяка една да управлява кандидатите за влизане или излизане.

Стъпка 1 - Дефинирайте целта, след което задайте лентата за точност.Мониторинг, контрол на процеса, дозиране, безопасност, управление на енергията или фактуриране? Ако измервателният уред захранвафактуриране или прехвърляне на попечителство, имате нужда от калибрирана точност и документация за-клас на попечителство. Ако караконтрол на процесаповторяемостта често има повече значение от абсолютната точност. Ако е такапросто наблюдение, променлива площ, турбина или ултразвуков измервателен уред може да е достатъчно.

Стъпка 2 - Потвърдете течността, след което елиминирайте.Течност, газ или пара? След това проводимост, вискозитет, твърди вещества, мехурчета, корозивност и чистота. Не-непроводимата течност изключва магнитната; газът изключва магнитните и повечето обемни измервателни уреди за течности; мръсната течност изключва измервателни уреди с незащитени подвижни-части. Тази стъпка обикновено върши по-голямата част от работата.

Стъпка 3 - Съпоставете обхвата на потока, налягането, температурата и състоянието на тръбата.Потвърдете, че линията винаги е пълна - частично запълнена тръба разрушава повечето измервания на течности. Проверете дали работната точка е разположена удобно в обхвата на глюкомера, а не в краищата.

Стъпка 4 - Разрешете реалността на инсталацията.Права тръба, ориентация, вибрация, достъп и дори възможно ли е спиране. Ако не можете да спрете линията, скобата-на ултразвуков измервателен уред често е единственият практичен начин.

Стъпка 5 - Свържете изхода с контролната система.Потвърдете типа на сигнала, дисплея, протокола, мощността и интеграцията с вашия PLC, SCADA или регистратор на данни, преди да се влюбите в сензор.

Стъпка 6 - Сравнете общата цена, а не цената на стикера.Добавете загуба на налягане, престой, монтажен труд, калибриране, резервни части и поддръжка. По-евтин измервателен уред, който губи мощност или се нуждае от почистване всеки месец, не е евтин. Ако не сте сигурни как се сравняват числата, знайте приблизителноколко обикновено струва един ултразвуков разходомерсрещу магметър или модул на Кориолис поставя компромиса-в перспектива.

Път за бързо вземане на решения

Когато имате нужда от посока след тридесет секунди, следвайте първия ред, който съвпада:

• Нуждаете се от директна точност на измерване на маса, плътност-или степен на пазене?→ Кориолис
• Проводима вода, отпадна вода или тор?→ Магнитни
• Не можете да отрежете тръбата или да спрете линията?→ Скоба-на ултразвук
• Пара или високо{0}}температурен газ?→ Вихрово или диференциално налягане
• Чисто, ниско{0}}вискозитетно гориво или леко масло?→ Турбина
• Вискозно масло или прецизно дозиране-с нисък поток?→ Положително изместване / овална предавка
• Мониторинг на консумацията на чист газ?→ Термична маса
• Нуждаете се само от местно визуално{0}}прочитане?→ Променлива площ

Механични срещу цифрови разходомери

Купувачите често определят избора си като „механичен или електронен“ и това е справедлив обектив. Механичните-чувствителни измервателни уреди - турбина, положително изместване, променлива площ - обикновено са с по-ниска цена, работят без захранване в най-простите си форми и са добре разбрани, но имат износващи се части, които се променят с времето и се нуждаят от периодично обслужване. Електронни или цифрови измервателни уреди - магнитни, ултразвукови, вихрови, кориолисови, топлинни измервателни уреди - нямат поток-намокрени движещи се части за износване, предлагат по-богати резултати и диагностика и поддържат калибриране по-дълго, на по-висока покупна цена и в зависимост от мощността и правилната конфигурация. За работа, която работи непрекъснато и захранва система за управление, стабилността на цифровия измервателен уред обикновено печели от общите разходи; за периодично местно отчитане с ниски -залози, механичният измервателен уред често е разумна цена.

Често срещани грешки при избора (и какво струват)

Избор само по цена

Ев-разходомер, който причинява загуба на налягане, често се поврежда или показва неравномерно, се превръща в най-скъпия артикул в проекта. Поправка: сравнете разходите за цял живот, а не офертата.

Пренебрегване на проводимостта на течността

Магметърът е превъзходен за проводима течност и е напълно сляп за масло, газ, пара или не-проводим разтворител. Поправка: потвърдете проводимостта, преди да изберете магнитен списък.

Забравяме изискванията за прави{0}}тръби

Клапани, колена, помпи и редуктори, разположени твърде близо, изкривяват профила на потока и развалят показанията. Поправка: дизайн вправи тръбопроводи нагоре и надолу по течението-измервателният уред определя или изберете технология, която толерира кратки тиражи.

Пускане на измервателни уреди с подвижни-части с мръсна течност

Турбинните и PD измервателите са отлични при чисто обслужване, но песъчинките и абразивите износват вътрешните части и калибрирането на смяната. Коригиране: добавете филтриране или превключете към магнитно/ултразвуково.

Пренебрегване на достъпа за поддръжка

Измервателен уред, който пасва на тръбата, но не може да бъде достигнат за проверка, почистване или повторно калибриране, гарантира бъдещи престои. Коригиране: потвърдете хлабините и изолационните клапани на етапа на проектиране.

Примерни приложения от течност

Отпадъчни води и тор

Проводимите отпадъчни води са класическа магнетична територия: без движещи се части, без препятствия и толерантност към суспендирани твърди вещества. Предизвикателството се измества към избора на облицовка, след като течността стане абразивна, тъй като обшивката -, а не електрониката - определя експлоатационния живот. За обща растителна вода, обичайнатаопции за разходомер на водакомпромис между разходите, точността и усилията за инсталиране.

Пара и въздух под налягане

Парата обикновено се измерва с вихрови или DP метри, които издържат на температурата. Сгъстеният въздух може да използва завихряне, термична маса или DP в зависимост от размера на тръбата, обхвата на потока и дали таксувате вътрешни отдели или просто проследявате потреблението.

Масла, горива и течности с нисък{0}}вискозитет

Чисти, ниско{0}}течности с вискозитет като разтворители и леки масла са подходящи за турбинни измервателни уреди - aрезба-тип турбинен брояч за дизел и горивое обичайно подходящ за мито за прехвърляне. Тъй като вискозитетът се покачва, положителното изместване взема връх, тъй като по-високият вискозитет подобрява уплътняването на PD, като същевременно изтласква скоростомерите извън техния линеен диапазон.

Химическо дозиране и дозиране

Тук правилният отговор следва дебит, химическа съвместимост, вискозитет и изискваната повторяемост. Положителното изместване и Кориолис доминират, когато всяка партида трябва да съответства точно на последната; Кориолис добавя предимството на директното измерване на масата, което премахва грешката-корекция на плътността от рецептата.

Контролен списък за инсталиране

Дори правилният измервателен уред не работи добре, ако инсталацията пренебрегне основните неща. Преди пускане в експлоатация потвърдете:

• Подходяща права тръба нагоре и надолу по веригата за избраната технология
• Тръба, която остава напълно пълна при измервателния уред при всякакви работни условия
• Филтриране нагоре по веригата, където твърдите частици могат да достигнат до движеща се-част или малък-метър
• Елиминиране на въздух или газ преди измервателни уреди за течности, склонни към дву{0}}фазна грешка
• Правилна ориентация (много измервателни уреди за течност предпочитат потока нагоре, за да останат пълни)
• Правилно заземяване за магнитни измервателни уреди и ниско{0}}вибрационен монтаж за Кориолис
• Клас-опасна зона (ATEX, IECEx или клас/разделение), където атмосферата го изисква
• Физически хлабини и изолационни вентили за проверка, отстраняване и повторно калибриране

Симптоми на грешен избор на измервателен уред

Ако измервателният уред не съответства на митото, полето го издава. Промяната на показанията през седмиците показва износване или замърсяване на измервателния уред за подвижни-части. Нестабилният или скачащ изход често означава мехурчета, пулсации или работа под потока на измервателния уред или прозореца на Рейнолдс. Нарастващото оплакване от налягане надолу по веригата може да се проследи до отвор или PD метър, който струва твърде много напор. Повреда на ротора или многократно почистване сигнализира за абразиви, с които измервателният уред никога не е бил предназначен да работи. Лошата повторяемост-за-партида предполага, че класът на точност - или технологията - не е подходяща за работата. Нито едно от тези не е проблем с калибрирането; те са проблеми със селекцията, носещи маска за калибриране.

Какво да изпратите на доставчик за оферта?

Точната препоръка е толкова добра, колкото и данните зад нея. Подгответе следното, преди да протегнете ръка, и доставчикът може да оразмери тялото, обшивката, сензора, предавателя и изхода с едно преминаване, а не с три:

• Име и състав на течността и дали е течност, газ или пара
• Минимален, нормален и максимален дебит
• Размер на тръбата и материал на тръбата
• Работно налягане и температура
• Вискозитет в cP (mPa·s) и плътност при работна температура, ако са известни
• Проводимост за течни приложения
• Наличие на твърди вещества, мехурчета или корозивни компоненти
• Необходима точност и дали е за контрол, мониторинг, пакетиране или фактуриране
• Метод на инсталиране: вграден, вмъкнат или със скоба-и налична дължина на права-тръба
• Необходим изход: 4–20 mA, импулсен, RS485/Modbus, HART или реле
• Захранване, дисплей и всички взрив{0}}защитени или санитарни изисквания

С тези готови детайли можетеизпратете вашите данни за процеса за препоръка за оразмеряванеи вземете измервателен уред, съответстващ на задължението, вместо общ избор от каталог.

ЧЗВ: Типове индустриални разходомери

Ключови изводи

Правилният индустриален разходомер следва процеса, а не името на продукта. Магнитни измервателни уреди за собствени проводими течности; ултразвуковите измервателни уреди решават проблема без-рязане; вихрови и DP измерватели носят пара и газ; турбинните и обемните измервателни уреди се справят с чисти горива и дозиране; Кориолисовите измервателни уреди печелят своята цена навсякъде, където масовата точност има финансова тежест; и измервателите на топлинна маса обхващат мониторинг на чист газ. Преди да се ангажирате, определете флуида, обхвата на потока, размера на тръбата, целта за точност, реалността на инсталацията и изходния сигнал. Вземете правилно тези шест и технологията почти сама избира - и можетесравнете пълната гама разходомерисрещу спецификация, на която наистина имате доверие.