Գազի հոսքաչափերի տեսակները և գազի հոսքի չափման տեխնիկան

Բոլոր գործիքները, որոնք չափում են հեղուկի հոսքը, կոչվում են հոսքաչափեր կամ հոսքաչափեր: Խողովակի կամ տեղանքի խաչմերուկով հոսող հեղուկի զանգվածը կամ ծավալը միավոր ժամանակում կոչվում է հոսքի արագություն: Գազի հոսքաչափերը հիմնականում արտացոլում են գազի հոսքը գազի ծավալի չափման միջոցով:
Չափման էներգախնայողության ծառայության նախագիծն իրականացնելու համար մենք պետք է լիարժեք խաղանք հոսքաչափերի չափման տեխնիկական աջակցության դերին: Գազի չափումը, հատկապես թանկարժեք գազի ճշգրիտ չափումը, օգտագործվում է պահառության փոխանցման, խողովակաշարերի ցանցի փոխանցման և բաշխման կառավարման և գազային սարքավորումների մոնիտորինգում: Դա անհրաժեշտ միջոց է էներգիայի սպառումը նվազեցնելու, գործառնական ծախսերը նվազեցնելու և կարգավորման կողմերի միջև հակամարտությունները վերացնելու համար։
Գործողության սկզբունքով գազի հոսքի չափման հիմնական գործիքները դասակարգվում են.

① արագության հոսքաչափ;
② Դրական տեղաշարժի հոսքաչափ;
③ դիֆերենցիալ ճնշման հոսքաչափ;
④ Զանգվածային հոսքաչափեր և այլ կատեգորիաներ:

Արագության հոսքաչափերը ներառում են տուրբինային գազի հոսքաչափեր, պտտվող հոսքաչափեր, պտտվող հոսքաչափեր և ուլտրաձայնային հոսքաչափեր, որոնք արագ զարգացել են վերջին տարիներին: Խողովակաշարերի մեծ հոսքաչափերի մշակման հետ մեկտեղ ուլտրաձայնային հոսքաչափերը ավելի ու ավելի են օգտագործվում իրենց առանձնահատկությունների համար, որոնք չունեն շարժվող մասեր և ճնշման կորուստ: Գազի տուրբինային հոսքաչափերը հաճախ օգտագործվում են բնական գազը, CO2, օդը և այլն չափելու համար: Դիֆերենցիալ ճնշման հոսքաչափը և պտտվող հոսքաչափը ավելի շատ օգտագործվում են գոլորշու հոսքի կամ բնական գազի հոսքի չափման համար: Արագության հոսքաչափերը թվային գազի հոսքաչափեր են՝ ընթացիկ 4-20 մԱ ելքով կամ իմպուլսային ելքով, թվային էկրան՝ գազի ակնթարթային հոսքը և ընդհանուր հոսքը ցույց տալու համար; դրանք հնարավոր են նաև Modbus կամ HART արձանագրությամբ:
Ծավալային հոսքի չափման գործիքները ներառում են ավանդական թաղանթային գազաչափեր, գոտկատեղի անիվի հոսքաչափեր, խոնավ գազի հոսքաչափեր և այլն:
Դիֆերենցիալ ճնշման հոսքաչափը շնչափող սարքի հետ որպես հայտնաբերման մաս մի տեսակ հոսքաչափ է, որն ունի երկար պատմություն, հարուստ տեսական և գործնական տվյալներ և լայնորեն օգտագործվում է բազմաթիվ ծրագրերում: Իր պարզ կառուցվածքի, հարմար տեղադրման, հուսալի շահագործման, ցածր գնի և որոշակի ճշգրտության պատճառով: Այն լայնորեն կիրառվում է մեծ և միջին տրամագծով խողովակների հոսքի չափման մեջ։
Զանգվածային հոսքաչափերը կարող են ուղղակիորեն ստանալ գազի զանգվածային հոսք. դրանք ավելի շատ օգտագործվում են արտադրական գործընթացի պարամետրերի չափման, հայտնաբերման և վերահսկման մեջ:
Փոփոխական տարածքի հոսքաչափը կամ ռոտորային հոսքաչափն ունի պարզ կառուցվածք. ուղիղ խողովակի հատվածի ցածր պահանջ, մշտական ճնշման կորուստ և այլն, ռոտորային հոսքաչափը հիմնականում օգտագործվում է գազի ցածր հոսքի չափման համար:
Գազի հոսքի արագությունը չափելու համար կարող են օգտագործվել տարբեր տեսակի հոսքաչափեր, յուրաքանչյուր հոսքաչափ հարմար է որոշակի սահմանափակ պայմանների և առիթների համար և ունի իր առավելությունները:
Կան բազմաթիվ տեսակի հոսքաչափեր, և կան բազմաթիվ դասակարգումներ: Ըստ իրենց աշխատանքի տարբեր սկզբունքների՝ դրանք կարելի է բաժանել հետևյալ կատեգորիաների.

1. Դիֆերենցիալ ճնշման հոսքաչափ

Դիֆերենցիալ ճնշման հոսքաչափը հագեցած է հեղուկի հոսքի խողովակաշարում հատուկ սարքով (օրինակ՝ բացվածքի ափսե, կոկորդ և այլն): Երբ հեղուկը հոսում է, դիֆերենցիալ ճնշում է առաջանում սարքի առջևի և հետևի մասերի միջև, և դիֆերենցիալ ճնշումը որոշակի գործառական կապ ունի հոսքի արագության հետ: Այսինքն՝ դիֆերենցիալ ճնշումը մեծ է, հոսքը՝ մեծ; դիֆերենցիալ ճնշումը փոքր է, հոսքը՝ փոքր։ Հոսքի արագությունը կարելի է հաշվարկել դիֆերենցիալ ճնշումը չափելով:
Դիֆերենցիալ ճնշման հոսքաչափերը բաժանվում են երկու տեսակի՝ մշտական դիֆերենցիալ ճնշման տեսակ և շնչափող տեսակ (կամ փոփոխական դիֆերենցիալ ճնշման տեսակ): Ռոտորային հոսքաչափը պատկանում է մշտական դիֆերենցիալ ճնշման հոսքաչափին. հոսքաչափը, որը կազմված է շնչափող սարքից և դիֆերենցիալ ճնշման հաղորդիչից, պատկանում է DP հոսքաչափին: Սովորական օգտագործվող DP հոսքաչափերը ներառում են բացվածքային ափսեի հոսքաչափ, V-կոնային հոսքաչափ, սեպային հոսքաչափ, երկար շառավղով վարդակ հոսքաչափ և այլն:
Դիֆերենցիալ ճնշման հոսքաչափը կարող է օգտագործվել բնական գազի, սեղմված գազի, կենսագազի, ծխատար գազի, գոլորշու և այլն չափելու համար:

2. Ծավալային հոսքաչափ

Դրական տեղաշարժի հոսքաչափերը ամենաճշգրիտ հոսքաչափերն են: Դրական տեղաշարժի հոսքաչափի սենսորի ներսում կա մի տարածություն, որը կազմում է որոշակի ստանդարտ ծավալ, որը սովորաբար կոչվում է «չափիչ տարածք» կամ «չափիչ պալատ»: Այս տարածությունը ձևավորվում է հաշվիչի բնակարանի ներքին պատով և հոսքաչափի պտտվող մասերով: Երբ հեղուկը անցնում է հոսքաչափի միջով, հեղուկը անընդհատ որոշակի ծավալով լցնում է հաշվառքի խցիկը: Քանի որ հոսքաչափի մուտքի և ելքի միջև կա ճնշման որոշակի տարբերություն, հոսքաչափի պտտվող մասերը կպտտվեն այս ճնշման տարբերության ազդեցության տակ, և հեղուկը կփոխանցվի հոսքի արագությամբ: Այս գործընթացի ընթացքում հեղուկը նորից ու նորից լցնում է հոսքաչափի «չափիչ տարածությունը», այնուհետև անընդհատ ուղարկվում է ելք: Տվյալ հոսքաչափի պայմաններում որոշվում է հաշվառքի տարածության ծավալը և մղում մխոցին (կամ թմբուկին, հանդերձանքին, դիֆրագմին և այլն) ետ ու առաջ պտտվելու (կամ պտտվելու): Քանի դեռ չափվում է պտտվող մասի պտույտների քանակը, այսինքն՝ քանի անգամ է հեղուկը լցնում հաշվիչի խցիկը, կուտակվում է հաշվիչով, կարելի է ստանալ հոսքաչափով անցնող հեղուկի ծավալի հոսքի ընդհանուր կուտակված արժեքը։ .
PD հոսքաչափը սովորաբար օգտագործվում է ցածր ճնշման գազի հոսքը չափելու համար, դա գազի սպառման հաշվիչ է:
Դրական տեղաշարժի հոսքաչափին են պատկանում դիֆրագմային գազի հաշվիչը, մխոցաչափը, փոխանցման հաշվիչը, գոտկատեղի անիվի հաշվիչը, թաց հաշվիչը և այլն: Դրական տեղաշարժի հոսքաչափն ունի անզգայունության առավելությունները դեպի վերև հոսքի վիճակի նկատմամբ (առջևի և հետևի ուղիղ խողովակների հատվածների տեղադրման կարիք չկա), չափումների բարձր ճշգրտության և բարձր ծախսերի կատարողականի առավելությունները, և հիմնականում օգտագործվում է պահառության փոխանցման համար, ինչպիսիք են գազը և նավթը:

3. Արագության հոսքաչափ

Գազի արագության հոսքի ցուցիչի ելքը համաչափ է հոսքի արագությանը, և մեկը օգտագործում է գազի արագության հոսքերը խողովակի միջով, որպեսզի մղի հոսքաչափի շարժիչը կամ տուրբինը, ինչի հետևանքով նրանք շրջվեն: Երբ գազի արագությունը մեծ է, շարժիչի կամ տուրբինի պտույտների թիվը միավոր ժամանակում ավելի շատ է. երբ արագությունը դանդաղ է, շարժիչի կամ տուրբինի պտույտների թիվը պակաս է: Շարժիչի կամ տուրբինի պտույտների թիվը համեմատաբար կայուն գործառական կապ ունի հոսքի հետ։ Հեղուկի հոսքի արագությունը կարելի է ստանալ՝ չափելով շարժիչի կամ ռոտորի պտույտների քանակը մեկ միավոր ժամանակում: Այս տեսակի հոսքաչափերը սովորաբար թվային գազի հոսքաչափեր են:

4. Զանգվածային հոսքաչափ

Զանգվածային հոսքաչափերը օգտագործվում են խողովակներով հոսող հեղուկների գազի զանգվածային հոսքը չափելու համար: Զանգվածային հոսքաչափերը հիմնականում ներառում են.
(1) Coriolis զանգվածի հոսքաչափ
Այս տեսակի հոսքաչափը օգտագործում է Coriolis ուժը, որը առաջանում է թրթռացող խողովակի հեղուկի կողմից և ընդունում է Coriolis ուժի ուղղակի չափման մեթոդը հեղուկի զանգվածային հոսքը ստանալու համար: Coriolis զանգվածային հոսքաչափը սովորաբար օգտագործվում է մեծ խտությամբ գազը չափելու համար: բարձր ճնշում կամ բարձր հոսքի արագություն: Coriolis զանգվածային հոսքաչափի սենսորը կարող է լինել 1/2”, 3/4”, 1”, 2”, 3”, 4 դյույմ, 6 դյույմ, DN200 և այլն:
(2) Ջերմային զանգվածի հոսքաչափ
Ջերմային հոսքաչափը սահմանում է ջերմության աղբյուր հեղուկ խողովակի պատից դուրս, օգտագործում է հոսող գազի ջերմության և զանգվածի հարաբերությունը և չափում է ջերմաստիճանի փոփոխությունը դրա վերևում և ներքևում՝ գազի զանգվածային հոսքը ստանալու համար: Այն կարող է օգտագործվել ազոտի (N2), թթվածնի գազի (O2), սեղմված օդի, բնական գազի և այլն չափելու համար: այն կարող է լինել ներկառուցված տիպի զանգվածային հոսքաչափ կամ ներդիրի տիպի զանգվածային հոսքաչափ խոշոր խողովակաշարերի կամ խողովակների գազի հոսքի չափման համար, հոսքի միավորը Nm3/h կամ SCFH է:
(3) Իմպուլսային զանգվածի հոսքաչափ
Այս տեսակի հոսքաչափը օգտագործում է որոշակի բարձրության վրա ընկնող նյութի հեղուկի իմպուլսի արդյունքում առաջացած ուժը և ընդունում է ուղղակի ուժի չափման մեթոդը հեղուկի զանգվածի հոսքը ստանալու համար:
Զանգվածային հոսքաչափերը կարող են ուղղակիորեն ստանալ զանգվածային հոսք և հիմնականում օգտագործվում են արտադրության գործընթացի պարամետրերի չափման, հայտնաբերման և գործընթացի վերահսկման մեջ: Ընդհանուր առմամբ, գազի զանգվածի հոսքաչափերը հիմնականում հիմնված են կալորիմետրիկ զանգվածային հոսքաչափերի վրա:

Մենք ունենք բազմաթիվ ընտրություն գազի հոսքի չափման սարքերի համար, Գազի հոսքաչափերի յուրաքանչյուր տեսակ ունի իր առավելություններն ու թերությունները: Արագության տիպի հոսքաչափն ունի պարզ կառուցվածք, փոքր չափսեր և ցածր արժեք, բայց փոքր հոսքը չափելիս ճշգրտությունը ցածր է, նույնիսկ եթե շարժիչը (կամ տուրբինը) չի պտտվում, հեշտ է «մեռած հաշվիչ» առաջացնել: DP հոսքաչափը ավելի հարմար է բարձր ճնշման հեղուկների չափման համար: Այն ունի ուժեղ արտադրողականություն և հեշտ է արտադրել մեծ քանակությամբ, բայց դժվար է օգտագործել փոքր տրամագծով և փոքր հոսքով հեղուկների համար, իսկ ճշգրտությունը շատ լավ չէ: Դրական տեղաշարժերի հոսքաչափերն ունեն բարձր ճշգրտություն, բայց չափսերով մեծ են, պահանջում են բարձր տեխնիկական պահանջներ հավաքման փորձարկման համար, խիստ պահանջներ փորձարկման միջավայրի պայմանների վերաբերյալ: