Հոսքի հաշվիչների հինգ տեսակ
2019/12/17
Հոսքի արագությունը չափելը կարևոր քայլ է, հատկապես խոշոր արդյունաբերական գործարաններում աշխատելիս, քանի որ այն կարող է ցույց տալ բիզնեսի վնասը կամ շահույթը: Հոսքի արագությունը չափելու համար՝ զանգվածով կամ ծավալով, օգտագործվում է հոսքաչափ կոչվող սարք: Այն աշխատում է՝ չափելով խողովակներով անցնող հեղուկի քանակը:

Հոսքի չափիչը սարք է, որը չափում է խողովակներով անցնող հեղուկների քանակը
Ո՞րն է հոսքի չափիչի գործառույթը։
Հոսքի չափիչները օգտագործվում են մի շարք ոլորտներում՝ զանգվածային կամ ծավալային հոսքի արագությունները չափելու համար: Չափիչի կոնկրետ օգտագործումը որոշում է դրա տարողունակությունն ու ոճը: Հեղուկ և գազային հեղուկները չափվում են զանգվածային կամ ծավալային հոսքի արագություններով, քանի որ երկուսն էլ կապված են նյութի խտության հետ: m=Q x p հավասարման մեջ Q-ն ծավալային հոսքի արագությունն է, մինչդեռ զանգվածը՝ m:

Ծավալի կամ զանգվածային հոսքի չափում հոսքաչափով
Հոսքի հաշվիչների հինգ տարբեր տեսակներ
Գոյություն ունեն հոսքաչափերի մի քանի տեսակներ՝ կախված օգտագործման և դիզայնի, նյութերի և հաշվիչի հեղուկի տեսակից։ Այնուամենայնիվ, կան հոսքաչափերի հինգ հիմնական տեսակներ, որոնք ներառում են՝
1) Դիֆերենցիալ ճնշման հոսքաչափեր
Այս չափիչները չափում են դիֆերենցիալ ճնշումը, երբ հեղուկի հոսքը ուղղակիորեն կապված է առաջացած դիֆերենցիալ ճնշման քառակուսի արմատի հետ: Սրանք ունեն նաև առաջնային և երկրորդային բաղադրիչներ: Առաջնային բաղադրիչը ստեղծում է ընդհանուր կինետիկ էներգիայի փոփոխություն՝ օգտագործելով օդաչու խողովակ, անցքային թիթեղ,
հավասարակշռված հոսքաչափ , հոսքի ծայրակալ կամ մի քանի Վենտուրի հոսքաչափեր: Այնուհետև երկրորդային բաղադրիչը չափում է դիֆերենցիալ ճնշումը՝ ազդանշան տալու համար: Այս տեսակի ճնշման չափիչները կազմում են ընդհանուր հոսքաչափերի մոտ քսան տոկոսը, որոնք ամենատարածվածն են գազի/նավթի արդյունաբերություններում: Դիֆերենցիալ ճնշման հոսքաչափեր օգտագործող այլ արդյունաբերություններ են խմիչքների, դեղագործության, թղթի, հանքարդյունաբերության, HVAC և քիմիական կիրառման ընկերությունները:
2) Դրական տեղաշարժի (PD) հոսքաչափեր
PD չափիչները չափում են հեղուկով լցված տարածքի ծավալը, հեղուկը մղում առաջ, ապա նորից լցնում այն։ Սա հաշվարկում է փոխանցված հեղուկի քանակը։ Այլ չափիչների փոխարեն, որոնք չափում են մեկ այլ տարր և այնուհետև թվերը վերածում հոսքի արագության, այս չափիչները չափում են չափիչում հեղուկի իրական հոսքը։ Այստեղ ելքային ցուցիչը ուղղակիորեն կապված է հոսքաչափով անցնող հեղուկի ծավալի հետ։ PD չափիչների տեսակների մեջ են մտնում
օվալաձև ատամնանիվով հոսքաչափերը , պտտվող թևավոր տիպի հոսքաչափերը, մխոցային հոսքաչափերը, պտտվող սկավառակային հոսքաչափերը և այլն։ Սրանք հոսքաչափերի ամենաճշգրիտ տեսակներն են, որոնք առավել հաճախ օգտագործվում են հեղուկների և յուղերի, ինչպիսիք են հիդրավլիկան կամ բենզինը, տեղափոխման համար։ Դրանք նաև օգտագործվում են տանը գազի կամ ջրի կիրառման համար։

Դրական տեղաշարժի հոսքաչափ
Դրական տեղաշարժի հոսքաչափի օգտագործման առավելությունները
✅ Բարձր ճշգրտության հոսքաչափ, PD հոսքաչափերը հեղուկի ֆիքսված ծավալը ուղղակիորեն չափում են մեխանիկական միջոցներով, ուստի ճշգրտությունը շատ բարձր է, ճշգրտությունը կարող է հասնել 0.2% ~ 0.5%:
✅ Մածուցիկության փոփոխությունների նկատմամբ զգայուն չէ. Ի տարբերություն
տուրբինային հոսքաչափերի կամ մրրկային հոսքաչափերի, ծավալային հոսքաչափերի ճշգրտությունը համեմատաբար ավելի քիչ է տուժում հեղուկի մածուցիկության փոփոխություններից: Այն հատկապես հարմար է բարձր մածուցիկության հեղուկների, ինչպիսիք են ծանր յուղը, քսայուղը, օշարակը, խեժը,
ասֆալտը , պոլիմերային հալույթը և այլն, չափման համար: Այս կիրառություններում այլ տեսակի հոսքաչափերի ճշգրտությունը զգալիորեն կնվազի:
✅ Այն շատ տարածված է այն դեպքերում, երբ առևտրային հանձնման համար անհրաժեշտ է բարձր ճշգրտության չափումներ (օրինակ՝ նավթ, հեղուկ գազ, քիմիական հումք):
✅ Գերազանց
ցածր հոսքի չափման կատարողականություն։
Քանի որ չափման սկզբունքը հիմնված է հեղուկի իրական տեղաշարժի վրա, դրական տեղաշարժի հոսքաչափերը կարող են պահպանել բարձր ճշգրտություն նույնիսկ շատ ցածր հոսքի արագությունների դեպքում: Դրանք ունեն ցածր զգայունություն հեղուկի հոսքի արագության նկատմամբ: Շատ հարմար է փոքր հոսքը կամ ընդհատվող հոսքը չափելու համար:

Փոքր հոսքի չափման հոսքաչափ
✅ Ուղիղ խողովակների հատվածների ցածր պահանջներ.
Դրա չափման սկզբունքը պակաս է ազդվում հեղուկի արագության բաշխումից, ուստի այն սովորաբար չի պահանջում երկար վերև և ներքև ուղիղ խողովակաշարեր, ինչպիսիք են տուրբինային հոսքաչափերը կամ մագնիսական հոսքաչափերը՝ հոսքի դաշտը կայունացնելու համար: Սա դրանք ավելի առավելություն է դարձնում այն դեպքերում, երբ տեղադրման տարածքը սահմանափակ է:
Դրական տեղաշարժի հոսքաչափի սահմանափակումները
× Ճնշման կորուստ. Քանի որ հեղուկը անհրաժեշտ է ներքին շարժվող մասերը (ատամնյակներ, ռոտորներ, մխոցներ և այլն) մղելու համար, կառաջանա որոշակի քանակությամբ ճնշման կորուստ, որը սովորաբար ավելի բարձր է, քան էլեկտրամագնիսական կամ
ուլտրաձայնային հոսքաչափերի դեպքում։
× Մաքրության պահանջները. Ճշգրիտ բացվածքներ ունեցող տեսակների համար, ինչպիսիք են էլիպսաձև ատամնանիվները և պտտվող մխոցները, հեղուկի մեջ առկա պինդ մասնիկները կամ խառնուրդները կարող են առաջացնել մաշվածության աճ, խցանում կամ ճշգրտության նվազում: Անհրաժեշտ է տեղադրել ֆիլտր:
× Սպասարկման պահանջներ. Ներսում կան շարժական մասեր, որոնք կարող են մաշվել երկարատև շահագործումից հետո, ինչը պահանջում է կանոնավոր սպասարկում, կարգաբերում և հնարավոր բաղադրիչների փոխարինում (օրինակ՝ կրողներ և լիսեռի կնիքներ):
× Թրթռում և պուլսացիա. Մեխանիկական շարժվող մասերը կարող են թրթռում կամ աղմուկ առաջացնել, իսկ հեղուկի պուլսացիան նույնպես կարող է ազդել դրանց աշխատանքի և կյանքի տևողության վրա։
× Հարմար չէ մեծ տրամագծերի և մեծ հոսքի արագությունների համար. Մեխանիկական կառուցվածքի չափերի և ամրության պատճառով այն սովորաբար հարմար չէ շատ մեծ տրամագծերի և հոսքի արագությունների համար. դրական տեղաշարժի առավելագույն չափը մոտ 10 դյույմ է։

10 դյույմ դրական տեղաշարժի հոսքաչափ
3) Արագության հոսքի չափիչներ
Այս հոսքաչափերը չափում են հեղուկի հոսքի արագությունը՝ ծավալային հոսքի արագությունը որոշելու համար: Դրանք պակաս զգայուն են, եթե և երբ որոշակի հեղուկի Ռեյնոլդսի թիվը մեծ է 10,000-ից: Այս տեսակի հոսքաչափերի թվում են թիավոր անիվը, տուրբինային հոսքաչափը, մրրիկավոր մանրացնող հոսքաչափը, ձայնային/ուլտրաձայնային և
էլեկտրամագնիսական հոսքաչափերը :
Արագության տիպի հոսքաչափ - տուրբինային հոսքաչափ
Տուրբինային հոսքաչափը հեղուկ է օգտագործում տուրբինը պտտելու համար, և դրա արագությունը համեմատական է հոսքի արագությանը: Պտտվող շեղբը կտրում է մագնիսական ինդուկցիոն կծիկը՝ իմպուլսային ազդանշան առաջացնելու համար, որը փոխակերպվում է՝ հոսքի արագությունը ստանալու համար:
Առավելություն՝
✅ Բարձր ճշգրտություն (± 0.5%), լայն դիապազոնային հարաբերակցություն (10:1)
✅ Արագ արձագանք (միլիվայրկյանային մակարդակ), հարմար է պուլսացիոն հոսքի համար
✅ Կոմպակտ կառուցվածք՝ նվազագույն ճնշման կորստով
✅ Ցածր գնով հոսքաչափ
Թերություններ՝
× Առանցքակալները հակված են մաշվելու և պատռվելու (պահանջում են կանոնավոր սպասարկում)
× Միջավայրի մաքրության բարձր պահանջներ (պինդ մասնիկները կարող են խցանել շեղբերը)
× Մեծապես ազդվում է մածուցիկությունից (բարձր մածուցիկության հեղուկների ճշգրտության նվազում)
Տիպիկ կիրառություններ՝
Նավթ/քիմիական արդյունաբերություն. պատրաստի նավթի և հեղուկ գազի չափում, առևտուր, դիզելային վառելիք, կերոսին
Ջրի մաքրում. բարձր հոսքի ծորակի ջրի, մաքուր ջրի, խմելու ջրի մոնիթորինգ
Էներգիա. բնական գազի ճնշման կարգավորիչ կայաններում հաշվառում
Բժշկություն. Մաքուր հեղուկի լցման վերահսկում: լուծիչ
Կիրառելի սցենարներ՝ մաքուր, ցածր մածուցիկությամբ (<10cP), կայուն հոսքի միջավայր։ Արգելվում է օգտագործել խառնուրդներ և քայքայիչ նյութեր պարունակող հեղուկների համար։
Արագության տիպի հոսքաչափ - մագնիսական հոսքաչափ
Էլեկտրամագնիսական հոսքաչափի սկզբունքը. Ֆարադեյի էլեկտրամագնիսական ինդուկցիայի օրենքի համաձայն՝ հաղորդիչ հեղուկը կտրում է մագնիսական ինդուկցիայի գիծը՝ առաջացնելով ինդուկցված էլեկտրաշարժիչ ուժ (E=BDv), էլեկտրաշարժիչ ուժը համեմատական է հոսքի արագությանը, և հոսքի արագությունը հաշվարկվում է էլեկտրոդային դետեկտման միջոցով։
Առավելություն՝
✅ Անխոչընդոտ հոսքի բաղադրիչ՝ զրոյական ճնշման կորուստ, հարմար է կոռոզիոն/մասնիկ պարունակող հեղուկների համար, ինչպիսիք են HCL-ը, H2SO3-ը, NaOH լուծույթը, շաղախը, կեղտաջրերը
✅ Բարձր ճշգրտություն (± 0.5%), լայն դիապազոնային հարաբերակցություն (20:1)
✅ Երկկողմանի չափում, բարձր ճնշման դիմադրություն (մինչև 40 ՄՊա)
Թերություններ՝
X Չափել միայն հաղորդիչ հեղուկներ (հաղորդականություն >5 μ S/cm), չի կարելի չափել յուղ, օրգանական հեղուկներ։
X փուչիկները ազդում են ճշգրտության վրա
X Հնարավոր չէ չափել գազի և գոլորշու հոսքը
Տիպիկ կիրառություններ՝
Ջրի մաքրում. կոյուղու/հում ջրի չափում
Քիմիական արդյունաբերություն՝ թթվային/ալկալային/շլյուզի տեղափոխման մոնիթորինգ
Սնունդ. Խմիչքներ/Կաթնամթերքի խողովակաշար
Մետաղագործություն՝ շլամային հոսքի վերահսկում
Արագության տիպի հոսքաչափ -
Vortex հոսքաչափ Մրրիկավոր հոսքաչափի սկզբունքը. Երբ հեղուկը հոսում է դիմադրության հեղուկով (մրրիկավոր գեներատոր), երկու կողմերում հերթագայաբար առաջանում են կանոնավոր մրրիկներ (Կարմանի մրրիկավոր փողոց): Մրրիկավոր հոսքի հաճախականությունը համեմատական է հոսքի արագությանը, և հոսքի արագությունը հաշվարկվում է հաճախականությունը սենսորի միջոցով հայտնաբերելով:
Առավելություններ
✅ Շարժական մասեր չկան՝ մաշվածության դիմացկուն, ցածր սպասարկման ծախսեր
✅ Լայնորեն կիրառելի միջավայրեր՝ կարելի է չափել գազ/հեղուկ/գոլորշի
✅ Լայն դիապազոնային հարաբերակցություն (10:1), բարձր ջերմաստիճանային դիմադրություն (450°C-ից պակաս)
Թերություններ
X Հոսքի ցածր արագություն՝ վատ ճշգրտությամբ (պետք է լինի >0.5 մ/վ)
X Թրթռման զգայունություն (պահանջվում է թրթռման նվազեցման փակագծերի տեղադրում)
X Բարձր պահանջներ ուղիղ խողովակի հատվածի համար (սկզբում 20D, ապա 5D)
Տիպիկ կիրառություն
Գոլորշու չափում. Կաթսայի գոլորշու/արդյունաբերական խողովակաշարային ցանց (հագեցած/գերտաքացված գոլորշի)
Էներգիա. Բնական գազի/սեղմված օդի առևտրի հաշվարկ
Քիմիական արդյունաբերություն՝ լուծիչի/հեղուկ գազի հոսքի մոնիթորինգ
Ջեռուցում. Տաք ջրի շրջանառության համակարգի չափում
4) Զանգվածային հոսքի չափիչներ
Այս չափիչները լավագույնս օգտագործվում են զանգվածի հետ կապված գործընթացներում, քանի որ դրանք չափում են զանգվածի արագացումից առաջացող ուժը: Մանրամասնորեն, ուժը նշվում է որպես զանգվածի շարժում ժամանակի միավորի ընթացքում, այլ ոչ թե ծավալ ժամանակի միավորի ընթացքում: Զանգվածային հոսքի չափիչների ենթատեսակներից են
ջերմային դիսպերսիոն հոսքաչափերը և Կորիոլիսի զանգվածային հոսքի չափիչները: Այս չափիչների ամենատարածված կիրառությունները կապված են քիմիական և գազային արդյունաբերության հետ: Օգտագործման այլ ոլորտներն են էներգետիկան, հանքարդյունաբերությունը, դեղագործությունը և կեղտաջրերի արդյունաբերությունը:
Ջերմային զանգվածի հոսքի չափիչ
Ջերմային գազի հոսքի չափիչի սկզբունքը. Ջերմային դիֆուզիայի սկզբունքի հիման վրա, ջեռուցման և ջերմաստիճանի սենսորի միջև ջերմաստիճանի տարբերությունը տատանվում է գազի հոսքի արագության հետ, և հոսքի արագությունը հաշվարկվում է ջերմաստիճանի տարբերությունը կամ ջեռուցման հզորության փոփոխությունը չափելով։
Առավելություն՝
✅ Շարժական մասեր չունի՝ չի սպասարկում, դիմացկուն է թրթռումներին
✅ Գերցածր հոսքի արագության զգայունություն (չափված 0.05 մ/վրկ-ից)
✅ Շարքի հարաբերակցությունը չափազանց լայն է (100:1), ուղիղ խողովակների հատվածների համար ցածր պահանջներով
Թերություններ՝
X Կիրառելի է միայն գազերի համար (հեղուկը/գոլորին անվավեր է)
X Գազի չափման արդյունքը կախված է գազի բաղադրությունից
X Բարձր փոշու/յուղի մշուշի պայմանները կարող են հեշտությամբ աղտոտել զոնդը
Տիպիկ կիրառություններ՝
Շրջակա միջավայրի պաշտպանություն. ծխնելույզի/արտանետվող գազերի արտանետումների մոնիթորինգ (CEMS համակարգ)
Էներգիա՝ սեղմված օդի/բնական գազի հոսքի չափում
Կիսահաղորդիչ. Բարձր մաքրության մասնագիտացված գազի չափիչ (Ar/N₂)
HVAC: Օդի մատակարարման խողովակների հոսքի կառավարում
Կորիոլիսի հոսքաչափ
Կորիոլիսի զանգվածային հոսքաչափի սկզբունքը. Երբ հեղուկը հոսում է տատանվող չափիչ խողովակի միջով, առաջանում է Կորիոլիսի ուժ, որը առաջացնում է խողովակի պատի փուլային տեղաշարժ: Տեղաշարժը համեմատական է հեղուկի զանգվածային հոսքի արագությանը, և հոսքի արագությունը հաշվարկվում է փուլային տարբերությունը սենսորի միջոցով հայտնաբերելով (խտությունը համաժամանակյա չափելով):
առավելություն՝
✅ Զանգվածային հոսքի արագության անմիջական չափում (ոչ ծավալային փոխակերպում) չափազանց բարձր ճշգրտությամբ (± 0.1%)
✅ Բազմապարամետրային չափում՝ զանգվածային հոսքի, խտության, ջերմաստիճանի, ծավալային հոսքի արագության համաժամանակյա չափում
✅ Լայնորեն կիրառելի միջավայրեր՝ հեղուկներ/գազեր/խառնուրդներ/բարձր մածուցիկության հեղուկներ
Թերություններ՝
X Չափազանց բարձր գին (3-5 անգամ ավելի թանկ, քան մյուս հոսքաչափերը)
X Բարձր ճնշման կորուստ (բարդ կառուցվածքի պատճառով, որը հանգեցնում է հոսքի բարձր դիմադրության)
X Սահմանափակված է մեծ խողովակի տրամագծով, առավելագույն չափը DN250 է
Տիպիկ կիրառություններ՝
Նավթաքիմիական արդյունաբերություն. հում նավթի առևտրի հանձնում, հավելանյութերի ճշգրիտ չափում
Սնունդ և դեղամիջոցներ. օշարակի/մելասի/լոսյոնի հարաբերակցության լրացում
Էներգիա՝ Հեղուկացված բնական գազի որակի հոսքի մոնիթորինգ
Հետազոտություն. Բազմաֆազ հոսքի փորձարարական վերլուծություն
5) Բաց ալիքային հոսքաչափեր
Բաց ջրանցքային հաշվիչները չափում են հեղուկները բաց ջրանցքներում, ինչպիսիք են ջրթափները, հոսքերը կամ V-աձև կտրվածքները: Սրանք ափհաններ են, որոնք ամբարտակների կառուցվածքներ են, որոնք թույլ են տալիս փոքր կամ հատկապես կենտրոնացված հեղուկի ազատ հոսք՝ կախված կառուցվածքի չափից և ձևից: Բաց ջրանցքային հոսքաչափերը թույլ են տալիս չափել հոսքի արագությունը: Այս հոսքաչափերի ամենատարածված կիրառությունները ազատ հոսք ունեցող հեղուկների միջավայրերում են, ինչպիսիք են գետերը, առվակները, կոյուղու/կեղտաջրերի համակարգերը կամ ոռոգման ջրուղիները:

Բաց ջրանցքային հոսքաչափ ոռոգման ջրուղիների համար
Առնչվող ապրանքներ՝