Kuidas ja millega mõõdetakse gaasikulu: mõõtmismeetodid + ülevaade kõigist gaasikulumeetrite tüüpidest

Voolumõõtur – seade aine mahulise või massilise vooluhulga mõõtmiseks, sealhulgas maagaas, põlevad, agressiivsed gaasid, õhu eraldamise saadused. Vooluhulkade arvutamist tööstusettevõtetes või kodumajapidamises saab teha ka ilma spetsialistide kaasamiseta.

Edasi räägime, kuidas ja millega gaasi mõõdetakse, anname kirjelduse seadmetest, mida selleks kasutatakse, ning vaatame läbi peamised gaasikulu määramise meetodid.

Otsene meetod gaasitarbimise mõõtmiseks

Gaasi maht arvutatakse kuupmeetrites, harvem kasutatakse teisi massiühikuid, nagu tonnid või kilogrammid, reeglina tehnoloogiliste gaaside puhul.

Otsene meetod – see on ainus meetod, mis tagab läbiva gaasi mahu otsese mõõtmise.

Seadmete nõrkadeks külgedeks on:

1. Voolumõõturite piiratud töövõime saastunud gaasi tingimustes.
2. On suur tõenäosus rikkeks voolu osalise katkestamise või pneumaatilise löögi tagajärjel.
3. Pöördarvestite kõrge hind võrreldes teiste seadmetega.
4. Seadmete suured mõõtmed.

Selle meetodi arvukad eelised kaaluvad üles loetletud puudused, tänu millele on see ka saanud suurima leviku paigaldatud arvestite arvu poolest.

Voolumõõturi abil saab arvutada aine mahu või massi ajaühikus. Paigaldus torustiku kaldlõigule vähendab mõõtmisviga.

Nende hulgas – gaasimahu otsene mõõtmine, sõltuvuse puudumine voolukiiruste graafiku moonutustest nii sisselaske kui ka väljalaske korral, mis võimaldab lühendada UUG. Vahemiku laius on kuni 1:100. Selleks otstarbeks kasutatakse membraan- ja pöörd-tüüpi seadmeid. Neid saab kasutada ruumides, kuhu on paigaldatud impulss-tüüpi katlad.

Kaudsed mõõtmismeetodid

Need meetodid hõlmavad näiteks aine voolukiiruse arvutamist antud ristlõikepindala kaudu. Kõige täpsemate tulemuste saamiseks on vaja gaasi liikumiskiirust ühtlustada.

Gaasikulu mõõtmine rõhuerinevuse järgi

Üks levinumaid ja uuritumaid gaasivoolu mõõtmise meetodeid, mis põhineb kitsendi kasutamisel, omab mitmeid eeliseid, sealhulgas voolumuunduri mehhanismi lihtsust, mille toime on suunatud gaasitorustikus paikneva kohaliku kitsendi läbiva aine rõhulanguse mõõtmisele. Arvutuste tegemiseks ei ole vaja voolumõõteseadmete stende.

Hoolimata täielikust teaduslik-tehnilisest baasist, on sellel mõõtmismeetodil mitu olulist puudust – väike mõõteulatus, mis isegi mitme piiriga rõhuandureid arvestades ei ületa väärtust 1:10.

Standardsed kitsendusseadmed valmistatakse eritehnoloogia järgi, kõrgete karedusnõuetega. Nende kasutamine on lubatud ainult siledatel torustikel.

Hüdraulilised takistused gaasitorustikes suurendavad tundlikkust diafragma sissevoolu sügavuse või laiuse keskmistatud kiiruste muutumise graafiku suhtes. Sirgete lõikude pikkus enne kitsendusseadmeid peab olema vähemalt 10 torukonstruktsiooni nimiläbimõõtu (DN).

Kiirusmeetod vooluhulkade määramiseks

Selle meetodi jaoks kasutatakse turbiintüüpi muundureid. Nendel seadmetel on mitu eelist, sealhulgas väikesed mõõtmed ja kaal, taskukohane hind oma kategoorias.

Nendel seadmetel puudub tundlikkus pneumaatiliste löökide suhtes. Voolukiiruse mõõtevahemik on kuni 1:30, mis ületab oluliselt kitsendusseadmete vastavat näitajat.

TPR turbiinvoolumuundurit saab kasutada keskkonnas, temperatuuril -200 kuni +200 °C, kui seade on paigaldatud mitteagressiivsete ja ühefaasiliste krüogeensete vedelike jaoks. Agressiivsete vedelike puhul on näitaja -60 kuni +50 °C.

Puudusteks võib lugeda tundlikkust, ehkki vähest, voolu moonutuste suhtes seadme sisse- ja väljalaskeava juures, pulseerivate gaasivoolude mõõtetulemuste kõrvalekaldumist. Väikeste vooluhulkade korral, vahemikus 8 kuni 10 m³/h, on voolumõõturid mittetöövõimelised.

Ultraheli mõõtmismeetod

Akustiliste voolumõõturite, mille abil mõõdetakse gaasi kogust, eriti ärilises arvestuses, populaarsus on kasvanud koos mikroelektroonika arenguga. Akustilistes voolumõõturites puuduvad liikuvad osad, samuti voolu ulatuvad detailid, mis suurendab oluliselt nende töökindlust.

Mõõtmine toimub laias väärtuste vahemikus tänu seadme võimele töötada pikka aega sisseehitatud toiteallikast. Kodumaised seadmed ei vasta kõigile vajalikele nõuetele, kuna gaasivoolu moonutuste mõju vältimiseks arvutustulemustele tuleb kasutada eranditult mitmekiirelisi ultraheli voolumõõtureid.

Voolumõõturite klassifikatsioon tööpõhimõtte järgi

Voolumõõturid erinevad mitme parameetri poolest, sealhulgas rõhk, kasutatava gaasi tüüp, temperatuurirežiim. Seade tuleks valida vastavalt kasutustingimustele ja püstitatud ülesannetele.

Mõõteseadmed koosnevad osadest nagu muundur, mis vastutab rõhulanguse eest, ühenduselement ja manomeeter.

Tüüp #1 – joa autogeneraator-tüüpi voolumõõturid

Seda tüüpi voolumõõtur, mis on ette nähtud ka maagaasi voolu mõõtmiseks, on mitmete eristavate omadustega. Seadet hõlmavad negatiivsed tagasisided, joa ühenduste sagedus sõltub gaasi voolust.

Joa voolumõõturite baasil toodetud arvesteid kasutatakse kaubanduslikuks arvestuseks ilma eelneva ekspertiisita.

1 – joaelement; 2 ja 3 – muundurid; 4 – signaali eraldamise seade; 5 – toiteotsik; 6 – töökamber; 7 ja 8 – töökambri seinad; 9 – eraldaja; 10 ja 11 – juhtotsikud; 12 ja 13 – vastuvõtukanalid; 14 ja 15 – äravoolukanalid; 16 ja 17 – tagasisidekanalid; 18 – toiteotsiku laiendus; 19 – aste toiteotsikul

Joa autogeneraator-tüüpi voolumõõtur on vastuvõtlik ummistumisele, tema puuduste hulgas on ka muundamissuhte ebastabiilsus.

Nendel seadmetel on sarnased puudused keerisvoolumõõturitega:

• sõltuvus kiirusgraafiku moonutustest, tingimusel, et neid kasutatakse koos ahendusseadmetega;
• massiivsed rõhukaod on pöördumatud;
• voolumõõturi põhiosa on tohutute mõõtmetega;
• muundamissuhte märkimisväärne ebastabiilsus.

Autogeneraator-tüüpi voolumõõturi eelised ei erine keerisvoolumõõturi omadest, välja arvatud võime töötada saastunud gaasidega. Need voolumõõturid ei ole leidnud laialdast praktilist kasutust kaubanduslikus arvestuses.

Tüüp #2 – pöörisvoolumõõturid-arvestid

Seadmete tugevate külgedena tuuakse välja mitmeid: mõõtmiste täpsus, tundlikkuse puudumine saaste ja pneumaatiliste löökide suhtes, kasutamise lihtsus, samuti puuduvad seadmes liikuvad osad.

Seadmed taluvad kõige raskemaid välitingimusi, näitude täpsus on garanteeritud ümbritseva õhu temperatuuril kuni 500 Celsiuse kraadi, maksimaalne rõhutase – 30 MPa

Teada on ka selle tüüpi voolumõõturite kasutamise olulised puudused – suurenenud tundlikkus mehaaniliste vibratsioonide suhtes, rõhu langus. Torude läbimõõt peab olema vahemikus 15-30 cm.

Tüüp #3 – ultraheli voolumõõturid

Seade, tuntud ka kui akustiline, omab mitmeid vaieldamatuid eeliseid:

• hüdraulilise takistuse puudumine;
• seadmel pole liikuvaid osi, mis suurendab selle töökindlust;
• mehhanismi suurenenud tugevus;
• kiire toime.

Seda tüüpi voolumõõtur põhineb signaali läbimise aja erinevuse määramisel.

Ultraheli voolumõõturite töö ei sõltu temperatuurist, ümbritseva õhu rõhust, viskoossusest ja elektrijuhtivusest, mis tagab saadud andmete täpsuse.

Ultraheliandurid, mis paiknevad teineteise suhtes diagonaalselt, täidavad vastuvõtja ja saatja funktsiooni. Mitme kanali kasutamine kompenseerib vooluprofiili deformatsiooni.

Tüüp #4 – trummelvoolumõõturid

Seda kategooriat seadmeid kasutatakse tavaliselt laboriuuringute läbiviimiseks. Trumli pöörlemisel tekkiv rõhk põhjustab sektsiooni täitumise gaasiga ja selle järgneva tühjenemise.

Trummelarvestusmehhanismide täisväärtuslikuks tööks (ilma impulssgeneraatorita) pole vaja pidevat toiteallikat, mis on nende vaieldamatu eelis.

Trumli pöörete arv on võrdeline gaasi kuupühikutega, näitaja edastatakse loenduskonstruktsiooni sihverplaadile. Trummelvoolumõõturid on kõrge mõõtetäpsusega.

Tüüp #5 – levitatsioonilised seadmed

Tahhomeetrilise seadme liikuv osa pöörleb laagrites, kiirus võrdub gaasi mahulise vooluhulgaga. Ringliikumise kiiruse muundamine elektriliseks signaaliks toimub sekundaarmuunduri abil, tulemused kuvatakse indikaatoril.

Levitatsioonilised mõõteseadmed töötavad temperatuurivahemikus -30 kuni +50 Celsiuse kraadi, väärtuste viga on vahemikus ± 1,5%.

Levitatsioonilised seadmed on nõutud maagaasi tarbimise kommertsmõõtmises nii olme- kui ka kommunaalotstarbel.

Tüüp #6 – membraanarvestid

Patent ühe enimlevinud gaasimõõteseadme valmistamiseks anti välja 19. sajandi teisel poolel Inglismaal.

Mehaanilise voolumõõturi tööpõhimõte põhineb liikuvate kambrimembraanide asendi muutumisel gaasi sisenemise hetkel. Vahelduv liikumine toimub aine sisse- ja väljalaskmise ajal.

Membraantüüpi gaasi vooluhulga mõõtmise seade võib koosneda 2 või 4 kambrist, sõltuvalt mõõdetava aine mahust ja konstruktsioonist.

Loendusseadet käivitab reduktori ja hoobade süsteem. Mehhanismidel on lai mõõtmisväärtuste vahemik – kuni 1:100.

Tüüp #7 – pöördseadmed

Mehaanilist tüüpi seadmes paiknevad mõõtekambris kaks rootorit, mis hakkavad liikuma aine surve all. Pöörlevad osad asetsevad teineteise suhtes täisnurga all; nende algasend fikseeritakse sünkroniseerimisrataste abil.

Gaasi kogus on võrdeline rootorite pöörete arvuga. Magnetsiduri ja reduktori abil kantakse rootori pöörlemine üle loendusseadmele, mis vastutab läbinud aine mahu kogumise eest.

Rotatsiooniline voolumõõtur omab suurt läbilaskevõimet, seda kasutatakse kommunaalmajanduses, keskmise ja väikese gaasikuluga ettevõtetes.

Rotatsiooniliste voolumõõturite peamiste eeliste hulka võib lugeda kõrget mõõtmistäpsust, seadme kompaktsust, laia vooluhulga mõõtmisvahemikku. Puudustena tuuakse esile mehhanismi mürarikkust, selle kõrget hinda, tundlikkust välistegurite, sealhulgas saastumise suhtes.

Tüüp #8 – turbiinivoolumõõturid

Mehaanilist tüüpi seade on torujupi kujuline, voolumõõturi sees asuvad turbiin koos võlli ja liikuvate tugedega. Jõuseade liigub tänu ainele, mis läbib mõõtekambrit.

Mehhanismi liikumise kiirus võrdub voolu kiiruse ja gaasikuluga. Kogunenud maht kajastub loendusmehhanismil; edastus toimub mehaaniliselt reduktori ja hammasrataste süsteemi abil.

Turbiiniga loendusseadet tohib kasutada ainult puhaste liikuvate ainetega – gaasi, vedeliku või auruga hõljuvas olekus, tingimusel et need ei sisalda tahkeid osakesi.

Lisaks loetletutele on ka teisi seadmeid, kuid neid kasutatakse tavaliselt teadusuuringutes. Kaubandusvaldkonnas need praktiliselt ei osale.

Soovitame lugeda ka meie teist artiklit, kus me üksikasjalikult rääkisime, kuidas valida kodu jaoks gaasiarvestit. Täpsemalt – minge lingile.

Gaasikoguse mõõtmise seadmed

Gaasikulu mõõtmise seadmed jagunevad arvutusmeetodi järgi mitmesse kategooriasse. Kiirusmõõtureid kasutatakse uuritava keskkonna mahulise arvu määramiseks. Nendes seadmetes puuduvad mõõtekambrid. Tundlikuks osaks on turbiin (tangentsiaalne või aksiaalne), mille paneb pöörlema aine vool.

Mahulised arvestid erinevad väiksema sõltuvusega toote tüübist. Nende puudusteks võib lugeda konstruktsiooni keerukust, kõrget hinda ja mõõtmete suurust. Seade koosneb mitmest mõõtekambrist ja on keerukama ehitusega. See seadmete tüüp jaguneb mitmeks liigiks – kolb-, laba- ja hammasratas-arvestid.

Tuntud on ka teine gaasikuluarvestite klassifikatsioon, mis hõlmab kolme tüüpi seadmeid: rootor-, trummel- ja klapp-arvestid.

Rootorarvestid on suure läbilaskevõimega. Nende töö põhineb seadme sees olevate labade pöörete arvu arvutamisel; näitaja vastab gaasi mahule. Nende peamiste eeliste hulka kuuluvad vastupidavus, sõltumatus elektrivoolust ja suurenenud vastupidavus lühiajalistele ülekoormustele.

Trummel-tüüpi gaasiarvestid töötavad väljatõrjumise põhimõttel. Selliseid parandusnäitajaid nagu temperatuur, gaasi koostis ja niiskustase ei võeta arvesse.

Trummelarvestid koosnevad korpusest, loendusmehhanismist ja mõõtekambritega trumlist. Gaasitarbimise mõõtmise seadme tööpõhimõte seisneb rõhuerinevuse tõttu pöörleva trumli pöörete arvu määramises. Vaatamata arvutuste täpsusele ei ole seda tüüpi seadmed oma suurte mõõtmete tõttu laialt levinud.

Viimase, klapp-arvestina tuntud tüübi tööpõhimõte põhineb liikuva vaheseina liikumisel, millele mõjub aine rõhuerinevus. Seade koosneb mitmest osast – loendus- ja gaasijaotusmehhanismist ning korpusest. Sellel on suured mõõtmed, seetõttu kasutatakse seda peamiselt kodumajapidamises.

Järeldused ja kasulik video teemal

Sellest, kuidas töötavad pööriselised gaasivoolumõõturid, räägitakse järgmises videoklipis:

Gaasikulu mõõtmine on üks peamisi ülesandeid tootmises. Voolumõõturite turul on tohutult palju erineva konstruktsiooni ja tööpõhimõttega seadmeid, mis sobivad ka koduseks kasutamiseks. Nende abil saab määrata peaaegu mis tahes koguse vedelikku või gaasi, ilma et oleks vaja spetsiaalset kontroll-etalonmõõteseadet.

Võite täiendada meie materjali huvitava teabega artikli teemal, esitada küsimusi või osaleda arutelus. Jätke oma kommentaarid allpool asuvasse plokki.