Κάθε κύκλος του κινούμενου στοιχείου μετατοπίζει έναν όγκο . Εάν το κινούμενο εξάρτημα ολοκληρωθεί κύκλους, ο συνολικός όγκος του καυσίμου που έχει περάσει από το ροόμετρο υπολογίζεται από:
Η μηχανική κίνηση του εξαρτήματος μεταδίδεται μέσω ενός μηχανισμού γραναζιών σε έναν δείκτη, ο οποίος στη συνέχεια μετακινεί τον δείκτη σε έναν επιλογέα. Αυτός ο επιλογέας εμφανίζει τον συνολικό όγκο του καυσίμου που έχει περάσει από το ροόμετρο.
Ο μετρητής ροής με οβάλ γρανάζια είναι ένα είδος ροόμετρου θετικής μετατόπισης που είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο μηχανικό ροόμετρο καυσίμου που μετρά τη ροή του καυσίμου συλλαμβάνοντας επανειλημμένα έναν σταθερό όγκο. Γνωστό για τη μονής κατεύθυνσης ροή του, αναφέρεται ως "ροόμετρο θετικής μετατόπισης" σε διάφορες περιοχές. Διαθέτει μακρά ιστορία και ευρεία εφαρμογή, με αξιοσημείωτα πλεονεκτήματα:
1. Υψηλή Ακρίβεια Μέτρησης: Επιτυγχάνει σχετικό σφάλμα ±0,1% έως ±0,5%. Η ακρίβεια του μετρητή ροής με οβάλ γρανάζια παραμένει ανεπηρέαστη από τον τύπο του μαζούτ, το ιξώδες, την πυκνότητα, τον αριθμό Reynolds ή το μήκος των ευθύγραμμων τμημάτων του σωλήνα ανάντη και κατάντη.
2. Ευρύ εύρος μέτρησης: Ο μετρητής ροής οβάλ γραναζιού είναι ικανός να επιτύχει ακρίβεια 0,5 σε μια περιοχή 10. Παρέχει ακριβείς σωρευτικές μετρήσεις μαζούτ, καθιστώντας το κατάλληλο για εφαρμογές μέτρησης υλικών.
3. Αποτελεσματικό σε χαμηλούς αριθμούς Reynolds: Μετρά το καύσιμο υψηλού ιξώδους και χαμηλής ταχύτητας ροής με υψηλή ακρίβεια, ακόμη και σε συνθήκες χαμηλού αριθμού Reynolds, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μετρητής ροής καυσίμου υψηλού ιξώδους.
4. Βραχύ ευθύ τμήμα σωλήνων κατά την εγκατάσταση μηχανικού αγωγού ροής καυσίμου: Λειτουργεί αποτελεσματικά επιτόπου με ελάχιστες απαιτήσεις για ευθεία τμήματα σωλήνων ανάντη και κατάντη.
Ωστόσο, υπάρχουν αρκετά μειονεκτήματα που σχετίζονται με τα ροόμετρα καυσίμου τύπου θετικού εκτοπίσματος που πρέπει να ληφθούν υπόψη:
1. Όγκος και πολυπλοκότητα: Για την ίδια ικανότητα ροής, τα ροόμετρα θετικής μετατόπισης τείνουν να είναι πιο ογκώδη λόγω του μεγαλύτερου όγκου τους και του μεγαλύτερου αριθμού μηχανικών εξαρτημάτων. Η διαδικασία συναρμολόγησης είναι πιο περίπλοκη, οδηγώντας σε υψηλότερο κόστος κατασκευής.
2. Ευαισθησία σε ρύπους: Αυτά τα ροόμετρα καυσίμου είναι γενικά ευαίσθητα σε σωματίδια και ρύπους στο καύσιμο. Η εγκατάσταση ενός φίλτρου ανάντη μπορεί να αυξήσει την απώλεια πίεσης. Επιπλέον, εξαρτήματα όπως ο ρότορας και το περίβλημα απαιτούν περιοδικό καθαρισμό, γεγονός που αυξάνει τις προσπάθειες συντήρησης.
3. Ευαισθησία στις διακυμάνσεις του ρυθμού ροής: Οι συχνές αλλαγές στον ρυθμό ροής μπορεί να βλάψουν τα περιστρεφόμενα μέρη. Είναι σημαντικό να αποφύγετε το ξαφνικό άνοιγμα ή κλείσιμο των βαλβίδων κοντά στο ροόμετρο ντίζελ, καθώς τέτοιες ενέργειες μπορεί να προκαλέσουν ζημιά στο όργανο εάν δεν διαχειρίζεται σωστά ο χειριστής.
Παρά αυτούς τους περιορισμούς, τα ροόμετρα θετικού εκτοπίσματος παραμένουν ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο και αξιόπιστο όργανο μέτρησης ροής καυσίμου λόγω της υψηλής ακρίβειας και της μεγάλης διάρκειας ζωής τους. Συνήθως χρησιμοποιούνται σε βιομηχανίες όπως η μέτρηση και η εμπορία λαδιών, η ελαφριά κατασκευή, η επεξεργασία τροφίμων και άλλοι τομείς.
Για να διεξαχθεί μια ακριβής ανάλυση σφάλματος των μηχανικών μετρητών ροής καυσίμου, πρέπει να ληφθούν υπόψη αρκετοί κρίσιμοι παράγοντες. Υποθέτοντας ότι τηρούνται τα πρότυπα ακρίβειας μηχανικής κατεργασίας και συναρμολόγησης, οι κύριες πηγές συστηματικού σφάλματος περιλαμβάνουν διαρροή ή ολίσθηση, η οποία προκύπτει λόγω της απόστασης μεταξύ του στοιχείου μέτρησης (όπως ένας ρότορας, ξύστρα ή έμβολο) και της εσωτερικής κοιλότητας του περιβλήματος. Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας είναι η αλλαγή στον όγκο του θαλάμου μέτρησης, η οποία μπορεί να συμβεί λόγω παραμόρφωσης του περιβλήματος που προκαλείται από την πίεση του υγρού, τη μηχανική καταπόνηση και τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.
Η διαρροή επηρεάζεται από το μέγεθος του διακένου, το ιξώδες του υγρού και τη διαφορά πίεσης μεταξύ της εισόδου και της εξόδου του ροόμετρου (η οποία σχετίζεται με την αντίσταση κίνησης του στοιχείου μέτρησης, τον μηχανισμό μετάδοσης και την αντίσταση ροής του ρευστού εντός του περιβλήματος). Ενώ η ελαχιστοποίηση του κενού μπορεί να μειώσει τη διαρροή, αυξάνει επίσης την πολυπλοκότητα της κατασκευής και τον κίνδυνο εμπλοκής των κινούμενων εξαρτημάτων ή τουλάχιστον την αύξηση της αντίστασης. Έτσι, το χάσμα δεν μπορεί να ελαχιστοποιηθεί επ' αόριστον. Η αντίσταση του ρότορα στην περιστροφή, η οποία ξεπερνιέται από τη διαφορά πίεσης μεταξύ της εισόδου και της εξόδου, σε συνδυασμό με την απώλεια πίεσης που προκαλείται από το ιξώδες του ρευστού εντός του θαλάμου μέτρησης, συμβάλλει στη συνολική διαφορά πίεσης που οδηγεί τη διαρροή υγρού μέσα από το διάκενο. Παράγοντες όπως η αύξηση του διακένου, η μείωση του ιξώδους, η αύξηση της διαφοράς πίεσης, η αύξηση της πυκνότητας και η αυξημένη αντίσταση περιστροφής επιδεινώνουν τη διαρροή. Για ογκομετρικούς μετρητές υψηλής ακρίβειας, η ελαχιστοποίηση της διαρροής είναι απαραίτητη, απαιτώντας την ελεύθερη περιστροφή του ρότορα με ελάχιστη ροπή αντίστασης, διασφαλίζοντας μια μικρή διαφορά πίεσης, διατηρώντας ένα κατάλληλα μικρό διάκενο και επιλέγοντας ένα ρευστό με μέτριο ιξώδες.
Για να ελαχιστοποιηθεί η αλλαγή όγκου του θαλάμου μέτρησης λόγω παραμόρφωσης του κελύφους, μπορεί κανείς να υιοθετήσει διάφορες στρατηγικές: αύξηση της ακαμψίας του κελύφους για μείωση της παραμόρφωσης που προκαλείται από την πίεση, επιλογή υλικών με χαμηλούς και στενά ταιριαστούς συντελεστές θερμικής διαστολής τόσο για το κέλυφος όσο και για το ρότορα και διασφάλιση της σωστής εγκατάσταση για την αποφυγή παραμόρφωσης που προκαλείται από την πίεση εγκατάστασης.
Εάν το ιξώδες του μετρούμενου ρευστού αποκλίνει σημαντικά από αυτό του ρευστού βαθμονόμησης, το περιθώριο σφάλματος του μετρητή ροής θα αυξηθεί. Για να μετριαστεί αυτό, η βαθμονόμηση του μετρητή ροής με ρευστά ποικίλου ιξώδους - χαμηλότερο και υψηλότερο από το πραγματικό ρευστό - επιτρέπει διορθώσεις χρησιμοποιώντας μια μέθοδο παρεμβολής κατά την πραγματική λειτουργία.
Κατά την επιλογή ογκομετρικών ροόμετρων, ιδιαίτερα για εφαρμογές όπως η μέτρηση προϊόντων μαζούτ, η εμπορία και η λογιστική υλικών, πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή ώστε να διασφαλίζεται η βέλτιστη απόδοση και ακρίβεια. Θα πρέπει να τηρούνται οι ακόλουθες οδηγίες:
Κατά την εγκατάσταση και τη συντήρηση ογκομετρικών μετρητών ροής λαδιού καυσίμου, ιδιαίτερα για εφαρμογές που περιλαμβάνουν ακριβείς μετρήσεις όπως το εμπόριο ή η τυπική παράδοση, η τήρηση των ακόλουθων οδηγιών είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση ακριβούς απόδοσης και μακροζωίας:
1. Επιλογή τοποθεσίας εγκατάστασης: Το σημείο εγκατάστασης πρέπει να συμμορφώνεται με τις οδηγίες λειτουργίας του μετρητή ροής καυσίμου, ιδανικά να βρίσκεται σε εσωτερικό χώρο. Εάν είναι απαραίτητη η εγκατάσταση σε εξωτερικό χώρο, θα πρέπει να χρησιμοποιείται προστατευτικό περίβλημα για τον μετριασμό των επιπτώσεων της περιβαλλοντικής έκθεσης. Για τοποθεσίες με απαιτήσεις αντιεκρηκτικής προστασίας, επιλέξτε έναν μετρητή ροής που πληροί τις απαραίτητες ονομασίες αντιεκρηκτικής προστασίας.
2. Προφυλάξεις εγκατάστασης: Βεβαιωθείτε ότι η κατεύθυνση ροής που υποδεικνύεται στο μετρητή ροής καυσίμου ευθυγραμμίζεται με την πραγματική ροή υγρού, όπως βενζίνη, ντίζελ. Εάν χρειάζεται, εγκαταστήστε μια βαλβίδα αντεπιστροφής για να αποτρέψετε την αντίστροφη ροή, εκτός από τις περιπτώσεις όπου ένας μετρητής ροής δύο κατευθύνσεων έχει σχεδιαστεί ειδικά για τέτοιους σκοπούς. Πριν από την εγκατάσταση, οι σωληνώσεις ανάντη πρέπει να καθαριστούν επιμελώς και στη συνέχεια να τοποθετηθεί ένα φίλτρο και ο μετρητής ροής. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να απαιτείται εξολκέα αέρα. Η βαλβίδα που χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της ροής ντίζελ θα πρέπει να τοποθετείται κατάντη του μετρητή ροής για να διατηρείται ένας πλήρως γεμάτος αγωγός κατά τη λειτουργία. Κατά τη σύνδεση του μετρητή ροής στον αγωγό, αποφύγετε την εφαρμογή μηχανικής καταπόνησης στο περίβλημα του μετρητή που θα μπορούσε να προκαλέσει παραμόρφωση. Ο αγωγός θα πρέπει να υποστηρίζεται με ασφάλεια για να αποτρέπεται η μετακίνηση και θα πρέπει να παρέχεται επαρκής χώρος γύρω από το ροόμετρο για πρόσβαση στη συντήρηση.
3. Δοκιμή πριν από την εγκατάσταση: Για μετρητές ροής καυσίμου που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές εμπορίου ή μετρήσεων ακριβείας, η μετρολογική απόδοση θα πρέπει να επαληθεύεται πριν από την εγκατάσταση. Ο μετρητής ροής ντίζελ πρέπει να εγκατασταθεί μόνο αφού επιβεβαιωθεί η ακρίβειά του και διασφαλιστεί η λειτουργία εντός του βέλτιστου εύρους ροής, όπως υποδεικνύεται στο πιστοποιητικό βαθμονόμησης.
4. Θέση σε λειτουργία: Κατά τη θέση σε λειτουργία του μετρητή ροής καυσίμου τύπου PD, ανοίξτε και κλείστε τις βαλβίδες σταδιακά για να αποφύγετε απότομες διακυμάνσεις πίεσης που θα μπορούσαν να προκαλέσουν ζημιά στο όργανο μέτρησης. Κατά την αρχική χρήση, βεβαιωθείτε ότι ο πραγματικός ρυθμός ροής καυσίμου είναι εντός του καθορισμένου εύρους για το μετρητή ροής και προσαρμόστε τις προδιαγραφές της συσκευής του μετρητή ροής εάν χρειάζεται.
5. Αντιστάθμιση για τυπικές συνθήκες: Οι ογκομετρικοί μετρητές ροής μετρούν τη ροή όγκου καυσίμου υπό πραγματικές συνθήκες λειτουργίας (πίεση και θερμοκρασία). Ωστόσο, οι μετρήσεις συχνά πρέπει να αναφέρονται ως ροή όγκου ή μάζας υπό τυπικές συνθήκες. Αυτό απαιτεί ταυτόχρονη μέτρηση θερμοκρασίας και πίεσης, με τα σήματα να τροφοδοτούνται σε ένα όργανο απεικόνισης αντιστάθμισης για τον υπολογισμό και την εμφάνιση των διορθωμένων τιμών ροής υπό τυπικές συνθήκες (συνήθως 20°C και 1 τυπική ατμόσφαιρα). Οι χρήστες θα πρέπει να είναι ιδιαίτερα προσεκτικοί όταν ερμηνεύουν τις ενδείξεις του μετρητή ροής για αέρια, καθώς η ακρίβεια διακυβεύεται χωρίς αντιστάθμιση θερμοκρασίας και πίεσης.
6. Συντήρηση: Λόγω της παρουσίας πολλών κινούμενων μερών, η τακτική λίπανση των ρουλεμάν και των σημείων δικτύωσης του γραναζιού είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της ευελιξίας, της ακρίβειας και της διάρκειας ζωής του μηχανισμού μετάδοσης. Με την πάροδο του χρόνου, τα φίλτρα και οι συσκευές εξάλειψης αέρα θα πρέπει να καθαρίζονται από υπολείμματα και ιζήματα για να διατηρηθεί η αποτελεσματικότητά τους.
7. Βαθμονόμηση και παρακολούθηση: Για τη διατήρηση της ακρίβειας της μέτρησης και τον έγκαιρο εντοπισμό πιθανών προβλημάτων, ο μετρητής ροής θα πρέπει να βαθμονομείται τακτικά σύμφωνα με τις απαιτήσεις της αρχής μέτρησης ή την περίοδο ισχύος του πιστοποιητικού βαθμονόμησης. Εάν είναι εφικτό, καθαρίζετε περιοδικά το εσωτερικό του ροόμετρου για να διασφαλίζετε ότι παραμένει σε βέλτιστη κατάσταση λειτουργίας.
8. Παρακολούθηση ρότορα: Τα εξαρτήματα του ρότορα των ογκομετρητών ροής βρίσκονται σε άμεση επαφή με το υγρό και περιστρέφονται με υψηλές ταχύτητες, καθιστώντας τα ευαίσθητα σε απόφραξη, μόλυνση, εμπλοκή και φθορά. Για την παρακολούθηση αυτών των συνθηκών, θα πρέπει να εγκατασταθεί ένα μανόμετρο διαφορικής πίεσης στην είσοδο και στην έξοδο του μετρητή ροής. Χρησιμοποιήστε την ένδειξη διαφορικής πίεσης στη μέγιστη ροή κατά την κανονική λειτουργία ως βάση για την παρακολούθηση. Εάν η διαφορική πίεση γίνει υπερβολική στη μέγιστη ροή, ο μετρητής ροής καυσίμου μπορεί να απαιτεί επιθεώρηση.
9. Υποστήριξη κατασκευαστή μετρητή ροής καυσίμου: Δεδομένης της ποικιλίας των σχεδίων ογκομετρικών μετρητών ροής και των πιθανών τρόπων αστοχίας, είναι σημαντικό να αναθεωρήσετε διεξοδικά το εγχειρίδιο χρήσης. Σε περίπτωση άγνωστης βλάβης, επικοινωνήστε με τον κατασκευαστή του μετρητή ροής καυσίμου για βοήθεια με τις επισκευές και τη βαθμονόμηση.
10. Πρόληψη διαφορών μέτρησης: Σε εφαρμογές μέτρησης εμπορίου, για την αποφυγή διαφορών, το τμήμα μετρολογίας θα πρέπει να ασφαλίζει τον μηχανισμό ρύθμισης σφαλμάτων του μετρητή ροής με σφράγισμα ή κλειδαριά. Η περίοδος επαλήθευσης θα πρέπει να ορίζεται με σαφήνεια και ο μετρητής θα πρέπει να βαθμονομείται τακτικά με βάση υψηλότερο πρότυπο ακρίβειας, ενδεχομένως σε πιστοποιημένο σταθμό μέτρησης.