Электромагнитные расходомеры
В основе таких приборов – закон Фарадея (электромагнитной индукции). Электродвижущая сила формируется под воздействием воды или другой проводящей жидкости, проходящей через магнитное поле. Получается, что жидкость течет между полюсами магнита, создавая ЭДС, а прибор фиксирует напряжение между 2 электродами, тем самым измеряя объем потока. Этот прибор работает с минимальными погрешностями при условии транспортировки очищенных жидкостей и никак не тормозит поток.
Преимущества электромагнитных расходомеров
- В поперечном сечении нет движущихся и неподвижных деталей, что позволяет сохранить скорость транспортировки жидкости.
- Измерения можно производить в большом динамическом диапазоне.
Методика расчета для природного газа
Примерный расход газа на отопление считается исходя из половинной мощности установленного котла. Все дело в том, что при определении мощности газового котла закладывается самая низкая температура. Это и понятно — даже когда на улице очень холодно, в доме должно быть тепло.
Посчитать расход газа на отопление можно самостоятельно
Но считать расход газа на отопление по этой максимальной цифре совсем неверно — ведь в основном температура значительно выше, а значит, топлива сжигается намного меньше. Потому и принято считать средний расход топлива на отопление — порядка 50% от теплопотерь или мощности котла.
Считаем расход газа по теплопотерям
Если котла еще нет, и вы оцениваете стоимость отопления разными способами, считать можно от общих теплопотерь здания. Они, скорее всего, вам известны. Методика тут такая: берут 50% от общих теплопотерь, добавляют 10% на обеспечение ГВС и 10% на отток тепла при вентиляции. В результате получим средний расход в киловаттах в час.
Далее можно узнать расход топлива в сутки (умножить на 24 часа), в месяц (на 30 дней), при желании — за весь отопительный сезон (умножить на количество месяцев, на протяжении которых работает отопление). Все эти цифры можно перевести в кубометры (зная удельную теплоту сгорания газа), а потом перемножить кубометры на цену газа и, таким образом, узнать затраты на отопление.
| Наименование толпива | Единица измерения | Удельная теплота сгорания в кКал | Удельная теплота сгорания в кВт | Удельная теплота сгорания в МДж |
|---|---|---|---|---|
| Природный газ | 1 м 3 | 8000 кКал | 9,2 кВт | 33,5 МДж |
| Сжиженный газ | 1 кг | 10800 кКал | 12,5 кВт | 45,2 МДж |
| Уголь каменный (W=10%) | 1 кг | 6450 кКал | 7,5 кВт | 27 МДж |
| Пеллета древесная | 1 кг | 4100 кКал | 4,7 кВт | 17,17 МДж |
| Высушенная древесина (W=20%) | 1 кг | 3400 кКал | 3,9 кВт | 14,24 МДж |
Пример расчета по теплопотерям
Пусть теплопотери дома составляют 16 кВт/час. Начинаем считать:
- средняя потребность в тепле в час — 8 кВт/ч + 1,6 кВт/ч + 1,6 кВт/ч = 11,2 кВт/ч;
- в день — 11,2 кВт * 24 часа = 268,8 кВт;
в месяц — 268,8 кВт * 30 дней = 8064 кВт.
Переводим в кубометры. Если использовать будем природный газ, делим расход газа на отопление в час: 11,2 кВт/ч / 9,3 кВт = 1,2 м3/ч. В расчетах цифра 9,3 кВт — это удельная теплоемкость сгорания природного газа (есть в таблице).
Так как котел имеет не 100% КПД, а 88-92%, придется внести еще поправки на это — добавить порядка 10% от полученной цифры. Итого получаем расход газа на отопление в час — 1,32 кубометра в час. Далее можно рассчитать:
- расход в день: 1,32 м3 * 24 часа = 28,8 м3/день
- потребность в месяц:28,8 м3/день * 30 дней = 864 м3/мес.
Средний расход за отопительный сезон зависит от его длительности — умножаем на количество месяцев, пока длится отопительный сезон.
Этот расчет — приблизительный. В какой-то месяц потребление газа будет намного меньше, в самый холодный — больше, но в среднем цифра будет примерно такой же.
Расчет по мощности котла
Расчеты будут немного проще, если имеется рассчитанная мощность котла — тут уже учтены все необходимые запасы (на ГВС и вентиляцию). Потому просто берем 50% от расчетной мощности и далее считаем расход в день, месяц, за сезон.
Например, проектная мощность котла — 24 кВт. Для расчета расхода газа на отопление берем половину: 12 к/Вт. Это и будет средняя потребность в тепле в час. Чтобы определить расход топлива в час, делим на теплотворную способность, получаем 12 кВт/час / 9,3 к/Вт = 1,3 м3. Далее все считается как в примере выше:
- в день: 12 кВт/ч * 24 часа = 288 кВт в перерасчете на количество газа — 1,3 м3 * 24 = 31,2 м3
в месяц: 288 кВт * 30 дней = 8640 м3, расход в кубометрах 31,2 м3 * 30 = 936 м3.
Далее добавим 10% на неидеальность котла, получим, что для этого случая расход будет чуть больше 1000 кубометров в месяц (1029,3 куб). Как видите, в этом случае все еще проще — меньше цифр, но принцип тот же.
По квадратуре
Еще более приблизительные расчеты можно получить по квадратуре дома. Есть два способа:
- Можно посчитать по СНиПовским нормам — на обогрев одного квадратного метра в Средней Полосе России в среднем требуется 80 Вт/м2 . Эту цифру можно применять, если ваш дом построен по всем требованиям и имеет хорошее утепление.
- Можно прикинуть по среднестатистическим данным:
- при хорошем утеплении дома требуется 2,5-3 куб/м2;
при среднем утеплении расход газа 4-5 куб/м2.
Каждый хозяин может оценить степень утепления своего дома, соответственно, можно прикинуть, какой расход газа будет в данном случае. Например, для дома в 100 кв. м. при среднем утеплении потребуется 400-500 кубометров газа на отопление, на дом в 150 квадратов уйдет 600-750 кубов в месяц, на отопление дома площадью 200 м2 — 800-100 кубов голубого топлива. Все это — очень приблизительно, но цифры выведены на основании многих фактических данных.
Технологии производителей счетчиков
Приборы учета производители снабжают защитой от незаконного вмешательства. Для электромеханических счетчиков электроэнергии устанавливают специальный кожух – он защитит от внешнего магнитного влияния. В электронных счетчиках с этой целью установлен датчик магнитного поля.
Примерные этапы производства счетчиков:
заготовительный,
станки-автоматы,
штамповочный,
ремонтно-инструментальный,
покрасочный,
сборочный,
упаковочный.
Поверку и калибровку учётных приборов выполняет метрологическая лаборатория предприятия в условиях термостабилизированного помещения.
После производства счетчики проходят проверку качества.
Если счетчики произведены по всем соответствующим технологиям на специализированном предприятии, они высокоточны и устойчивы к воздействиям окружающей среды.
Как вычислить пропускную способность
Табличный способ – самый простой. Таблиц подсчета разработано несколько: можно выбрать ту, которая подойдет в зависимости от известных параметров.
Вычисление на основе сечения трубы
В СНиП 2.04.01-85 предлагается узнать количество потребления воды по обхвату трубы.
| Внешнее сечение магистрали (мм) | Приблизительное количество жидкости | |
| В литрах в минуту | В кубометрах в час | |
| 20 | 15 | 0,9 |
| 25 | 30 | 1,8 |
| 32 | 50 | 3 |
| 40 | 80 | 4,8 |
| 50 | 120 | 7,2 |
| 63 | 190 | 11,4 |
Расчет по температуре теплоносителя
С ростом температуры уменьшается проходимость трубы – вода расширяется и тем самым создает дополнительное трение.
Вычислить нужные данные можно по специальной таблице:
| Трубное сечение (мм) | Пропускная способность | |||
| По теплоте (гкл/ч) | По теплоносителю (т/ч) | |||
| Вода | Пар | Вода | Пар | |
| 15 | 0,011 | 0,005 | 0,182 | 0,009 |
| 25 | 0,039 | 0,018 | 0,650 | 0,033 |
| 38 | 0,11 | 0,05 | 1,82 | 0,091 |
| 50 | 0,24 | 0,11 | 4,00 | 0,20 |
| 75 | 0,72 | 0,33 | 12,0 | 0,60 |
| 100 | 1,51 | 0,69 | 25,0 | 1,25 |
| 125 | 2,70 | 1,24 | 45,0 | 2,25 |
| 150 | 4,36 | 2,00 | 72,8 | 3,64 |
| 200 | 9,23 | 4,24 | 154 | 7,70 |
| 250 | 16,6 | 7,60 | 276 | 13,8 |
| 300 | 26,6 | 12,2 | 444 | 22,2 |
| 350 | 40,3 | 18,5 | 672 | 33,6 |
| 400 | 56,5 | 26,0 | 940 | 47,0 |
| 450 | 68,3 | 36,0 | 1310 | 65,5 |
| 500 | 103 | 47,4 | 1730 | 86,5 |
| 600 | 167 | 76,5 | 2780 | 139 |
| 700 | 250 | 115 | 4160 | 208 |
| 800 | 354 | 162 | 5900 | 295 |
| 900 | 633 | 291 | 10500 | 525 |
| 1000 | 1020 | 470 | 17100 | 855 |
Поиск данных в зависимости от давления
При подборе труб для установки любой коммуникационной сети нужно учесть давление потока в общей магистрали. Если предусмотрен напор под высоким давлением, надо устанавливать трубы с большим сечением, чем при движении самотеком. Если при подборе трубных отрезков не учтены эти параметры, а по малым сетям пропускают большой водный поток, они станут издавать шум, вибрировать и быстро придут в негодность.
Чтобы найти наибольший расчетный водный расход, используется таблица пропускной способности труб в зависимости от диаметра и разных показателей давления воды:
| Расход | Пропускная способность | |||||||||
| Сечение трубы | 15 мм | 20 мм | 25 мм | 32 мм | 40 мм | 50 мм | 65 мм | 80 мм | 100 мм | |
| Па/м | Мбар/м | Меньше 0,15 м/с | 0,15 м/с | 0,3 м/с | ||||||
| 90,0 | 0,900 | 173 | 403 | 745 | 1627 | 2488 | 4716 | 9612 | 14940 | 30240 |
| 92,5 | 0,925 | 176 | 407 | 756 | 1652 | 2524 | 4788 | 9756 | 15156 | 30672 |
| 95,0 | 0,950 | 176 | 414 | 767 | 1678 | 2560 | 4860 | 9900 | 15372 | 31104 |
| 97,5 | 0,975 | 180 | 421 | 778 | 1699 | 2596 | 4932 | 10044 | 15552 | 31500 |
| 100,0 | 1000,0 | 184 | 425 | 788 | 1724 | 2632 | 5004 | 10152 | 15768 | 31932 |
| 120,0 | 1200,0 | 202 | 472 | 871 | 1897 | 2898 | 5508 | 11196 | 17352 | 35100 |
| 140,0 | 1400,0 | 220 | 511 | 943 | 2059 | 3143 | 5976 | 12132 | 18792 | 38160 |
| 160,0 | 1600,0 | 234 | 547 | 1015 | 2210 | 3373 | 6408 | 12996 | 20160 | 40680 |
| 180,0 | 1800,0 | 252 | 583 | 1080 | 2354 | 3589 | 6804 | 13824 | 21420 | 43200 |
| 200,0 | 2000,0 | 266 | 619 | 1151 | 2488 | 3780 | 7200 | 14580 | 22644 | 45720 |
| 220,0 | 2200,0 | 281 | 652 | 1202 | 2617 | 3996 | 7560 | 15336 | 23760 | 47880 |
| 240,0 | 2400,0 | 288 | 680 | 1256 | 2740 | 4176 | 7920 | 16056 | 24876 | 50400 |
| 260,0 | 2600,0 | 306 | 713 | 1310 | 2855 | 4356 | 8244 | 16740 | 25920 | 52200 |
| 280,0 | 2800,0 | 317 | 742 | 1364 | 2970 | 4356 | 8568 | 17338 | 26928 | 54360 |
| 300,0 | 3000, | 331 | 767 | 1415 | 3078 | 4680 | 8892 | 18000 | 27900 | 56160 |
Так же, рассчитывая расход воды через трубу по таблице значений диаметра трубы и давления, учитывается не только количество кранов, но и численность водонагревателей, ванн и иных потребителей.
Гидравлический расчет по Шевелеву
В виде примера хорошего образца для расчетов можно назвать таблицу Шевелева. Это объемный справочник. Чтобы им воспользоваться, не обязательно идти в библиотеку. Все нужные данные можно найти во Всемирной сети. Кроме того, есть электронные программы на основе таблиц Шевелева. Достаточно ввести требуемые параметры, чтобы получить готовый результат.
Применение формул
Применение разных формул зависит от известных данных. Самая простая из них: q = π×d²/4 ×V. В формуле: q показывает расход воды в литрах, d – сечение трубы в см, V – скоростной показатель продвижения гидропотока в м/сек.
Скоростные параметры можно взять из таблицы:
| Тип водоподведения | Скорость (м/сек) |
| Городской водопровод | 0,60–1,50 |
| Магистральный трубопровод | 1,50–3,00 |
| Центральная сеть отопления | 2,00–3,00 |
| Напорная система | 0,75–1,50 |
Знать, какими характеристиками обладают трубы, нужно для грамотного подключения сантехнических приборов. При правильном подборе данных не будет повода беспокоиться, что при открытии крана в ванной комнате вода на кухне перестанет идти либо снизится ее напор.
Источник
Ультразвуковые расходомеры
Расходомеры этого типа дополнены передатчиками УЗ-сигналов. Скорость прохождения сигнала от передатчика до приемника будет меняться каждый раз при движении жидкости. Если ультразвуковой сигнал идет по направления потока, то время уменьшается, если против – увеличивается. По разности времени прохождения сигнала по потоку и против него и рассчитывается объемный расход жидкости. Как правило, такие устройства комплектуются аналоговым выходом и микропроцессорным блоком управления, а все отображаемые данные выводятся на LED-дисплей.
Достоинства ультразвуковых расходомеров
- Устойчивость к вибрациям и ударам.
- Стабильный долговечный корпус.
- Подходят для нефтеперерабатывающей промышленности и систем охлаждения.
- Выполняют замеры расхода воды и жидкостей, подобных воде по физическим свойствам.
- Работают в среднем динамическом диапазоне измерений.
- Могут монтироваться на трубопроводы больших диаметров.
Недостатки
- Повышенная чувствительность к вибрациям.
- Восприимчивость к осадкам, поглощающим либо отражающим ультразвук.
- Чувствительность к перекосам потока.
Снятие данных. Наличие дисплея и тип выходного сигнала
Наконец, следует определиться с тем, каким образом вы хотите получать результаты измерений. Большинство расходомеров используют аналоговый или цифровой выходной сигнал для передачи информации о результатах измерений. Если на предприятии имеется собственная автоматическая система управления технологическим процессом (АСУ ТП), в которую можно завести данные выходные сигналы, то аналогового или цифрового сигнала, скорее всего, будет достаточно. Однако, если готовой системы управления нет, может возникнуть необходимость снимать данные с дисплея. В некоторых расходомерах (например, у VA400) дисплей может быть уже встроен или доступен в качестве опции. Для других приборов нужно приобретать отдельный индикатор и подавать на него выходной сигнал датчика.
Данные, выводимые на дисплей, обычно ограничиваются текущим и накопленным расходом. В некоторых случаях может стоять задача регистрировать данные за разные промежутки времени и обрабатывать их, формируя отчеты и представляя информацию в табличном или графическом виде. Если на предприятии нет готовой системы управления, которая могла бы выполнять эти функции, то имеет смысл приобрести прибор с встроенным регистратором данных и идущим в комплекте программным обеспечением, позволяющим быстро и удобно проводить обработку полученных данных. Примером такого прибора может служить DS 400.
В случае, если расходомер не имеет встроенного дисплея и для получения данных требуется выходной сигнал, следует определиться с типом этого сигнала. К наиболее распространенным аналоговым сигналам относятся сигналы 4…20 мА и 0…10 В. Некоторые расходомеры, такие как SS 20.600 могут формировать любой из этих сигналов в зависимости от значения подключенного сопротивления. В некоторых случаях может потребоваться цифровой выходной сигнал, например, использующий протоколы Modbus или Profibus.
Перечисленных выше параметров должно быть достаточно для подбора расходомера. В то же время, если вы хотите иметь более полное представление о различных типах расходомеров, а также преимуществах и недостатках каждого типа, можете также прочесть статьи о классификации датчиков расхода по принципу измерения.
Расходомеры переменного уровня
Из гидравлики
известно, что если жидкость свободно вытекает через отверстие в дне бака, то ее
расход Q и уровень в баке Н связаны между собой. Следовательно, по уровню в
баке можно судить о расходе из него.
На этом принципе
основано действие расходомеров переменного уровня. Очевидно, что роль
первичного преобразователя здесь выполняет сам бак с отверстием в дне. Выходной
сигнал такого преобразователя — уровень в баке. Поэтому промежуточным
преобразователем измерительной цепи расходомера переменного уровня может
служить любой из рассмотренных уровнемеров.
Расходомеры
переменного уровня обычно используют для измерения расхода агрессивных и
загрязненных жидкостей при сливе их в емкости, находящиеся под атмосферным
давлением.
Для начала надо определиться — напорный или безнапорный поток необходимо учитывать.
- Напорный поток — со всех сторон ограничен стенками водовода (форма сечения значения не имеет), давление в любой точке потока отличается от атмосферного — другими словами, водовод полностью заполнен. Как правило, напорными являются системы водоснабжения и теплоснабжения.
- Безнапорный поток — имеет свободную поверхность, на которую воздействует атмосферное давление — водовод либо открыт, либо попросту не заполнен до конца. Движение жидкости в этом случае происходит под действием силы тяжести самого потока. В природе примером безнапорного потока являются ручьи и реки. Безнапорными, зачастую, являются системы водоотведения — ливневые, дренажные и хозяйственно-бытовые сточные воды.
Определившись с типом потока, переходим к основным принципам и методам измерения. Немного остановимся на основных терминах и понятиях.
Узел учета — это совокупность приборов и устройств, которые обеспечивают учет количества протекающей жидкости.
Средство измерения (прибор учета, расходомер) — техническое средство, предназначенное для измерений. Имеет нормированные метрологические характеристики, умеет хранить и/или воспроизводить некую измеренную физическую величину в пределах установленной погрешности. В данном случае основным значением измерения является объем протекающей жидкости.
Первичный преобразователь расхода — составная часть средства измерения, обеспечивающая первичное измерение параметров протекающей жидкости и передающая их на вторичный преобразователь.
Вторичный преобразователь расхода — составная часть средства измерения, принимающая информацию о параметрах протекающей жидкости от первичных преобразователей и вычисляющая непосредственно расход. Именно вторичный преобразователь хранит и/или воспроизводит информацию об объеме протекающей жидкости.
Типы измерительных приборов
Манометры — это компактные приборы, предназначенные для измерения избыточного давления рабочей среды. С их помощью производится визуальный контроль за технологическим процессом. Технологическое оборудование может разрушиться при увеличении максимального значения.
Для многих встает проблема, какие бывают манометры и для чего. В зависимости от типа среды, способа снятия показаний и места установки различают следующие виды:
- В зависимости от измерительного механизма:
- мембранные;
- пружинные;
- жидкостные;
- электроконтактные;
- дифференциальные.
- По функциональной нагрузке:
- показывающие;
- измерительные;
- сигнализирующие;
- образцовые;
- высокоточные;
- управляющие,
- контрольные,
- специальные.
- По типу корпуса:
- виброустойчивые;
- взрывозащищенные,
- коррозионно-стойкие.
- По месту расположения:
- технические;
- судовые;
- железнодорожные.
- По способу отображения информации:
- стрелочные;
- самопишущие;
- жидкостные.
Пружинный прибор предназначен, чтобы измерять показатели повышенной нагрузки жидкости или газа. Технология измерения основана на способности деформирования под действием нагрузки. К пружине закреплена указательная стрелка. Перед стрелкой располагается панель с расчерченной шкалой.
В другом варианте такого прибора выступает трубка Бурдона. Она имеет форму полусферы и, с одной стороны, глухая. Подаваемая нагрузка разгибает трубку, а одновитковая пружинка с индикаторной стрелкой поворачивается вокруг оси на угол расправления.
Мембранные измерители отличаются от пружинных приборов принципом измерения. Работают они за счет пневматической компенсации. Прогибание мембраны зависит от приложенной нагрузки.
Вариантов измерительных механизмов множество:
- мембрана плоская гофрированная;
- сильфонная мембрана.
Жидкостные манометры работают по образу сообщающихся сосудов. В них два столба жидкости уравновешиваются. Можно сказать, что таким способом измеряется гидростатическое давление. На одной из трубок находится шкала. Приборы имеют малый диапазон измерения 10−100 Па и поэтому используются в лабораториях.
Электроконтактные измерители используются для определения значений разряжения (вакуума). К ним относятся вакуумметры и мановакуумметры. Работают с нейтральными жидкостями и газами, потому что изготавливаются из стали и латуни.
Образцовые манометры, по сути своей, являются эталонами, при помощи которых происходит проверка исправности рабочих манометров. Они имеют высокую точность благодаря зубчатой передаче передаточного механизма.
Специальные манометры названы так, потому что предназначены для измерения давления газов одного типа. Например, ацетилена, аммиака, кислорода и прочих. На передней части прибора указывается назначение, а его корпус окрашивается в определенный цвет:
- черный — углекислота;
- синий — кислород;
- красный — пропан;
- желтый — аммиак.
Виброустойчивые приборы предназначаются для отслеживания высокого скачкообразного давления или для сред, вызывающих сильные вибрации.
Самопишущие приборы производят измерения и сразу же производят запись результатов в виде диаграммы.
Судовыми манометрами производится измерение воды и пара в котлах, масла и дизельного топлива для силовой установки. При работе в условиях повышенной влажности они должны быть влаго- и виброустойчивыми.
Железнодорожные, как видно из названия, используются в локомотивах и подвижных составах железнодорожного транспорта. Их особенностью является преобразование полученных результатов в электронный и другой вид.
Дифференциальные приборы относятся к категории сложного оборудования. Работа измерителя основана на деформировании нескольких блоков, входящих следящий механизм. Определение показаний происходит после уравновешивания блоков, когда стрелка перестает перемещаться.
Каждый прибор имеет погрешность измерений и манометры не исключение. Они делятся на несколько точностных классов:
- 0,15;
- 0,25;
- 0,4;
- 0,6;
- 1,0;
- 1,5;
- 2,5;
- 4,0.
Можно ли уменьшить
Ответов на вопрос по поводу того, как уменьшить расход газа немало, однако, все рекомендации сводятся к одному: регулярные диагностические работы и сервисное техобслуживание являются надежным способом сдерживать «аппетиты» транспортного средства. Газобаллонное оборудование нуждается в постоянном обслуживании.
- Воздушный фильтр рекомендуется менять каждые 5 тыс. км.
- Настраивать зажигание и проверять свечи — каждые 3 месяца или при резких перепадах температур.
- Заправлять только качественный и бензин, и газ.
Помимо советов по уходу, хорошим способом снизить расход потребляемого газа будет установка вариатора опережения зажигания. Подобное оборудование не только оптимизирует подачу топлива, но и убережет клапаны цилиндров от перегрева и преждевременного выхода из строя.
Счетчики для измерения потребляемого топлива
Счетчик измеряет количество газа при разных кондициях температуры и давления и с наличием специальной техники приводит полученный результат к показателю, который будет при стандартных условиях (СУ) — +20 °C и 101 кПа.
Объем топлива для СУ определяют формулой Vс = V×(p×Tс/pс×T×K), где
- V — объем газа;
- p — плотность;
- T — термодинамическая температура;
- K — коэффициент сжимаемости топлива.
Величины с буквой «с» — показатели для стандартных условий, без — для рабочих.
В быту используют мембранные, ротационные и ультразвуковые счетчики, на крупных предприятиях — турбинные и вихревые — это самые востребованные типы газомеров. На заводах газовой промышленности объем определяют в основном на переменных изменениях давления в сужениях, часто между 2 фланцевыми соединениями в непосредственной близости. Счетчики отличаются рабочими особенностями.
Мембранные расходомеры выдают минимальную погрешность в расчетах и потребляют мало электроэнергии. Устройства дают показания в широком диапазоне, но с невысоким предельным давлением — до 0,5 бар. В быту счетчик показывает себя наилучшим образом, так как межповерочный интервал доходит до 10 лет при высокой надежности устройства. Конструкция плохо реагирует на механическое загрязнение газа и в целом весьма громоздкая.
Ротационные, или же роторные, модели не зависят от электросети, годятся для небольших промышленных объектов, но они менее удобные. При маленькой площади на установку и высокой точности в условиях резких перепадов давления они шумят и чаще выходят из строя. «Боятся» пневмоударов и загрязнения.
Ультразвуковые счетчики имеют маленький размер, значительно разнятся по сложности строения. Акустические газомеры ценят за надежность и легкость в установке. Некоторые устройства содержат энергонезависимую память. Счетчики на типоразмеры G1,6 и G2,5 стоят сравнительно дорого.
Турбинные устройства используют для измерения количества бытовых и агрессивных газов, многокомпонентных составов. Счетчики получили распространение на магистральных газопроводах, химических заводах. Турбинные устройства фиксируют большие количества газа при давлении до 10 МПа, значительно различаются по размерам и рабочему Ду. Это универсальные приборы для измерения расхода природного газа в промышленности.
Вихревые измеряют объем природного или инертных газов. По диапазону измерений имеют преимущество над остальными моделями. Улавливают малейшие движения в газовой смеси и определяют большие количества газа на диаметр. Эффективность вихревого расходомера прямо пропорционально зависит от скорости потока топлива.
Методы измерения, используемые в газовых расходомерах
Расход топлива рассчитывают прямым и косвенным методами.
В случае с прямым газ наполняет измерительные камеры и выходит из них. Прошедший объем коррелирует с циклами наполнения-опорожнения. По описанному принципу работает подсчет в мембранном, ротационном и барабанном счетчиках.
Газомеры с косвенным методом измерения работают с показателями скорости и известной площади сечения. Способ подсчета бывает механическим или другим, связанным с особенностями счетчика. В механике используют турбинки, крыльчатки, балансирующие элементы.
У косвенного способа подсчета есть и другие методики:
- детектирование вихрей;
- измерение разницы давления на сужающем приборе;
- расчет переноса тепла от нагретого тела;
- измерение скоростного напора;
- подсчет на основе движения ультразвука.
Корректность косвенных методик зависит от соответствия скорости по направлению и сечению. Помогают средства подготовки потока: турбулизаторы, конденсаторы и струевыпрямители. Устройства идут отдельно или как элементы счетчиков.
Разницу скорости по сечению приборы могут определять одновременно с быстротой движения газа и таким образом — снижать погрешность. Последняя часто возникает из-за застоя топлива у стенок. Подробнее о прямом и косвенном методах определения расхода газа читайте далее.
Как определяют давление газа?
Давление измеряют прямым способом при помощи манометров или сложением значений атмосферного (Pб) и избыточного давления (Pи). Pб измеряют в месте расположения преобразователя Pи, если последний находится в замкнутом пространстве и в нем есть наддув или разрежение.
Отверстие отбора давления для вертикальных и горизонтальных труб размещают радиально. На поперечном трубопроводе его располагают в верхней половине сечения.
В расходомерах без указанного отверстия отбор проводят перед счетчиком, на расстоянии от 1 до 3 диаметров трубопровода, с точкой отсчета от входного фланца газомера.
Учетные приборы для домов и квартир
Специальный прибор позволяет точно подсчитывать тарифы за водоснабжение, электричество, газ и тепло. Пользователям разрешается устанавливать теплосчетчик для фиксации расходов тепловой энергии. Устройство производит измерение в Гкал/ч, кВт/ч и кДж/ч. На сегодняшний день популярны.
Крыльчатые счетчики
Крыльчатый счетчик эффективно работает при температуре ниже 22 градусов
Счетчик имеет вид механизма с перпендикулярным расположением оси вращения. Модель характеризуется низкой чувствительностью, что позволяет точно измерять тепловые затраты. Регуляторы подходят для помещений с хорошей теплоизоляцией, температурными показателями в +26 градусов. Крыльчатый аппарат при функциях корректировки температуры до +22 градусов считает минимум Гкал.
Преимущества:
- недорогая стоимость;
- запитка от батареек;
- простота использования;
- точность замеров.
Минусы:
- риск поломок вследствие гидроудара;
- быстрый износ механизма;
- повышение давления в системе;
- при заклинивании крыльчатки водопоток не пропускается.
Приборы с регистраторами скачков
Электронные приборы стоят дороже, но точнее считают гигакалории
Импульсный аппарат производит удаленное снятие показаний с 2-16 каналов, поэтому подходит для частного или многоквартирного дома. Учет и передача данных производится на ЖК-монитор, через разъемный интерфейс, на ноутбук или компьютер при помощи сетевого кабеля, через GSM-сеть.
Сценарий, по которому нужно измерить показания, задает пользователь. Ультразвуковые приборы могут подключаться к системе водо-, газоснабжения, являются частью АСКУЭ или совмещаются с системой «умный дом».
Преимущества:
- множество вариантов для общедомовых и частных измерений;
- возможность интеграции в несколько учетных систем;
- прочность за счет отсутствия подвижных узлов;
- красивый внешний вид и компактность;
- защита от пыли и влаги – счетчик можно поставить на кухне или на улице;
- прочный корпус;
- функции самодиагностики неполадок;
- обширная коммуникация;
- выполнение со съемным вычислительным блоком или без него;
- период между проверками – 6 лет, между заменами – 10 лет.
Минусы:
- высокая стоимость;
- коммуникационные возможности зависят от специфики выхода;
- затраты на приобретение расходомеров, датчиков давления, модулей ДУ для приборов базовой комплектации.
Классификация
Счетчики газа можно разделить на категории по различным принципам:
- Бытовые (максимальная пропускная способность до 10 м³/час.) используются при малых потреблениях газа. В основном это мембранные модели. Для информации. Патент на мембранные счетчики был выдан в Англии в 1844 году.
- Коммунально-бытовые (максимальная пропускная способность от 10 до 40 м³/час.). Используются для учёта потребления предприятиями с оборудованием работающем на малом потреблении газа. Как правило, это мембранные, ротационные, ультразвуковые, струйные модели.
- Промышленные (максимальная пропускная способность свыше 40 м³/час). Используются для учёта больших расходов газа — в крупных газовых котельных, на газораспределительных сетях и т.д. Это могут быть ротационные, турбинные, вихревые, ультразвуковые, струйные модификации.
По принципу действия
Приборы учета, работа которых основана на гидродинамических методах: роторные (ротационные), турбинные, вихревые, мембранные.
Роторный газовый счетчик — это устройство, ротор которого вращается проходящим потоком газа. Роторный счетчик рекомендован при потреблении небольших объемов – не более 200 куб. м. газа в час.
Турбинная модификация — это механизм, оснащенный электронной системой, регистрирующий потребление, и одновременно наблюдающий за газовым комплексом в целом. При возникновении нештатных ситуаций, прибор сигнализирует об этом. Турбинный газовый счетчик идеальный вариант для промышленных предприятий и газопроводов.
Газовый счетчик мембранного типа — это механический прибор, обладающий высокой точностью и надежностью. Он рассчитан на малое потребление с низким давлением (около 10 кубометров в час).Мембранные модели рекомендованы для применении в быту. В настоящее время, в коммунальном хозяйстве, мембранные варианты не имеют альтернативы.
Вихревые расходомеры являются наиболее сложными, зато самыми точными счетчиками.Вихревые рассчитаны на прохождение большого количества газа. Как правило, они рекомендованы для предприятий, работающих на промышленном использовании газа.
Косвенные методы измерения
Эти методы предусматривают вычисление, к примеру, скорости потока вещества через заданную площадь сечения. Для получения максимально точных результатов необходимо выровнять скорость движения газа.
Измерение расхода газа по перепаду давлений
Один из самых распространенных и изученных методов расхода газа, основанный на использовании сужающего устройства, имеет несколько преимуществ, включая простоту механизма преобразователя расхода, действие которого направлено на измерение перепада давления вещества, протекающего через местное сужение в газовом трубопроводе. Для проведения расчетов не потребуются расходомерные стенды.
Несмотря на наличие полной научно-технической базы, этот метод измерения имеет несколько существенных недостатков – небольшой диапазон измерения, который даже с учетом многопредельных датчиков давления, не превышает значение 1:10.
Стандартные сужающиеся устройства производят по специальной технологии, с высокими требованиями к шероховатости. Допускается их использование исключительно на гладких трубопроводах
Гидравлические сопротивления в газовых трубопроводах повышают чувствительность к графику изменения усредненных скоростей по глубине или ширине потока на входе в диафрагму. Длина прямых участков перед сужающими устройствами должна составлять не менее 10 диаметров Ду сооружения из труб.
Скоростной метод определения расходов
Для этого метода используются преобразователи турбинного типа. Эти приборы имеют несколько преимуществ, включая небольшие габариты и вес, доступную цену в своей категории.
У этих устройств отсутствует чувствительность к пневматическим ударам. Интервал значений измерения расхода составляет до 1:30, что существенно превышает аналогичный показатель для сужающих устройств.
ТПР преобразователь расхода турбинный может использоваться в среде, при температуре от минус 200 до +200 °С, если устройство установлено для неагрессивных и однофазных криогенных жидкостей. Для агрессивных жидкостей показатель составит от минус 60 до +50 °С
К недостаткам можно отнести чувствительность, хоть и незначительную, к искажениям потока на входе и выходе прибора, отклонение результатов измерений пульсирующих потоков газа. На небольших расходах, в диапазоне от 8 до 10 м3/ч, расходомеры неработоспособны.
Ультразвуковой метод измерения
Популярность акустических расходомеров, с помощью которых измеряется количество газа, в особенности в коммерческом учете, возросла с развитием микроэлектроники. В акустических расходомерах отсутствуют подвижные части, а также детали, выступающие в поток, что существенно повышает их надежность.
Измерение производится в широком интервале значений благодаря способности устройства продолжительное время работать от встроенного источника питания. Отечественные приборы не отвечают всем необходимым требованиям, так как во избежание влияния искажений потока газа на результаты расчетов необходимо использовать исключительно многолучевые ультразвуковые расходомеры.
