Όλα τα όργανα που μετρούν τη ροή ρευστού αναφέρονται σε μετρητές ροής ή ροόμετρα. Η μάζα ή ο όγκος ενός ρευστού που ρέει μέσω μιας διατομής ενός σωλήνα ή μιας εγκατάστασης ανά μονάδα χρόνου ονομάζεται ρυθμός ροής.
Οι μετρητές ροής αερίου γενικά αντικατοπτρίζουν τη ροή αερίου με μέτρηση όγκου αερίου.
Για την υλοποίηση του έργου της υπηρεσίας εξοικονόμησης ενέργειας μέτρησης, θα πρέπει να δώσουμε πλήρη σημασία στον ρόλο τεχνικής υποστήριξης της μέτρησης του μετρητή ροής. Η μέτρηση αερίου, ειδικά η ακριβής μέτρηση του ακριβού αερίου, χρησιμοποιείται στη μεταφορά φύλαξης, στη διαχείριση της μεταφοράς και διανομής δικτύου αγωγών και στην παρακολούθηση του εξοπλισμού αερίου. Είναι ένα απαραίτητο μέσο για τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας, τη μείωση του λειτουργικού κόστους και την εξάλειψη των συγκρούσεων μεταξύ των μερών του διακανονισμού.
Τα κύρια όργανα μέτρησης ροής αερίου ταξινομούνται ως προς την αρχή λειτουργίας:
① Ροόμετρο ταχύτητας.
② Ροόμετρο θετικής μετατόπισης.
③ Ροόμετρο διαφορικής πίεσης.
④ Μετρητές ροής μάζας και άλλες κατηγορίες.
Οι μετρητές ροής ταχύτητας περιλαμβάνουν ροόμετρα αερίου στροβίλου, ροόμετρα στροβιλισμού, ροόμετρα στροβιλισμού και ροόμετρα υπερήχων που έχουν αναπτυχθεί γρήγορα τα τελευταία χρόνια. Με την ανάπτυξη μεγάλων ροόμετρων αγωγών, τα ροόμετρα υπερήχων χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο για τα χαρακτηριστικά τους ότι δεν υπάρχουν κινούμενα μέρη και χωρίς απώλεια πίεσης. Τα ροόμετρα αεριοστροβίλου χρησιμοποιούνται συχνά για τη μέτρηση φυσικού αερίου, CO2, αέρα κ.λπ. Το ροόμετρο διαφορικής πίεσης και το ροόμετρο στροβιλισμού χρησιμοποιούνται περισσότερο για τη μέτρηση της ροής ατμού ή της ροής φυσικού αερίου. Οι μετρητές ροής ταχύτητας είναι ψηφιακοί μετρητές ροής αερίου με τρέχουσα έξοδο 4-20 mA ή παλμική έξοδο, ψηφιακή οθόνη για την εμφάνιση της στιγμιαίας ροής αερίου και της συνολικής ροής. είναι επίσης δυνατά με το πρωτόκολλο Modbus ή HART.
Τα ογκομετρικά όργανα μέτρησης ροής περιλαμβάνουν παραδοσιακούς μετρητές αερίου μεμβράνης, ροόμετρα τροχού μέσης, ροόμετρα υγρού αερίου κ.λπ.
Το ροόμετρο διαφορικής πίεσης με τη συσκευή στραγγαλισμού ως τμήμα ανίχνευσης είναι ένα είδος ροόμετρου με μακρά ιστορία, πλούσια θεωρητικά και πρακτικά δεδομένα και χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές εφαρμογές. Λόγω της απλής δομής, της βολικής εγκατάστασης, της αξιόπιστης λειτουργίας, του χαμηλού κόστους και της συγκεκριμένης ακρίβειας. Χρησιμοποιείται ευρέως στη μέτρηση ροής σωλήνων μεγάλης και μεσαίας διαμέτρου.
Οι μετρητές ροής μάζας μπορούν να λάβουν άμεσα τη ροή μάζας αερίου. χρησιμοποιούνται περισσότερο στη μέτρηση, τον εντοπισμό και τον έλεγχο των παραμέτρων της παραγωγικής διαδικασίας.
Ο μετρητής ροής μεταβλητής περιοχής ή ο μετρητής ροής ρότορα έχει απλή δομή. χαμηλή απαίτηση ευθύγραμμου τμήματος σωλήνα, σταθερή απώλεια πίεσης κ.λπ., το ροόμετρο του ρότορα χρησιμοποιείται κυρίως για μέτρηση χαμηλής ροής αερίου.
Μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφοροι τύποι μετρητών ροής για τη μέτρηση του ρυθμού ροής αερίου, κάθε ροόμετρο είναι κατάλληλο για ορισμένες περιορισμένες συνθήκες και περιπτώσεις και έχει τα πλεονεκτήματά του.
Υπάρχουν πολλά είδη μετρητών ροής και υπάρχουν πολλές ταξινομήσεις. Σύμφωνα με τις διαφορετικές αρχές λειτουργίας τους, μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες κατηγορίες:
1. Ροόμετρο διαφορικής πίεσης
Το ροόμετρο διαφορικής πίεσης είναι εξοπλισμένο με μια ειδική συσκευή (όπως πλάκα στομίου, λαιμό, κ.λπ.) στον αγωγό ροής ρευστού. Όταν το υγρό ρέει, δημιουργείται μια διαφορική πίεση μεταξύ του μπροστινού και του πίσω μέρους της συσκευής και η διαφορική πίεση έχει μια ορισμένη λειτουργική σχέση με τον ρυθμό ροής. Δηλαδή η διαφορική πίεση είναι μεγάλη, η ροή μεγάλη? η διαφορική πίεση είναι μικρή, η ροή είναι μικρή. Ο ρυθμός ροής μπορεί να υπολογιστεί μετρώντας τη διαφορική πίεση.
Οι μετρητές ροής διαφορικής πίεσης χωρίζονται σε δύο τύπους: τύπος σταθερής διαφορικής πίεσης και τύπος στραγγαλισμού (ή τύπος μεταβλητής διαφορικής πίεσης). Το ροόμετρο του ρότορα ανήκει στο ροόμετρο σταθερής διαφορικής πίεσης. το ροόμετρο που αποτελείται από τη διάταξη στραγγαλισμού και τον πομπό διαφορικής πίεσης ανήκει στο ροόμετρο DP. Οι κανονικοί χρησιμοποιούμενοι μετρητές ροής DP περιλαμβάνουν μετρητή ροής πλάκας στομίου, μετρητή ροής κώνου V, μετρητή ροής σφήνας, ροόμετρο ακροφυσίου μεγάλης ακτίνας κ.λπ.
Ο μετρητής ροής διαφορικής πίεσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση φυσικού αερίου, συμπιεσμένου αερίου, βιοαερίου, καυσαερίων, ατμού κ.λπ.
2. Ογκομετρικό ροόμετρο
Τα ροόμετρα θετικής μετατόπισης είναι τα πιο ακριβή ροόμετρα. Μέσα στον αισθητήρα του ροόμετρου θετικής μετατόπισης, υπάρχει ένας χώρος που αποτελεί έναν ορισμένο τυπικό όγκο, ο οποίος συνήθως ονομάζεται «χώρος μέτρησης» ή «θάλαμος μέτρησης». Αυτός ο χώρος σχηματίζεται από το εσωτερικό τοίχωμα του περιβλήματος του μετρητή και τα περιστρεφόμενα μέρη του ροόμετρου. Όταν το ρευστό διέρχεται από το ροόμετρο, το υγρό γεμίζει συνεχώς το θάλαμο μέτρησης με έναν ορισμένο όγκο. Δεδομένου ότι υπάρχει μια ορισμένη διαφορά πίεσης μεταξύ της εισόδου και της εξόδου του ροόμετρου, τα περιστρεφόμενα μέρη του ροόμετρου θα περιστρέφονται υπό τη δράση αυτής της διαφοράς πίεσης και το ρευστό θα μεταφερθεί από τον ρυθμό ροής. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, το ρευστό γεμίζει ξανά και ξανά το "χώρο μέτρησης" του ροόμετρου και στη συνέχεια στέλνεται συνεχώς στην έξοδο. Υπό τις συνθήκες ενός δεδομένου μετρητή ροής, προσδιορίζεται ο όγκος του χώρου μέτρησης και ωθεί το έμβολο (ή τύμπανο, γρανάζι, διάφραγμα, κ.λπ.) να αιωρείται (ή να περιστρέφεται) εμπρός και πίσω. Εφόσον μετράται ο αριθμός περιστροφών του περιστρεφόμενου τμήματος, δηλαδή πόσες φορές το υγρό γεμίζει τον θάλαμο μέτρησης συσσωρεύεται από τον μετρητή, μπορεί να ληφθεί η συνολική συσσωρευμένη τιμή ροής του όγκου ρευστού που διέρχεται από το ροόμετρο .
Το ροόμετρο PD χρησιμοποιείται γενικά για τη μέτρηση της ροής αερίου χαμηλής πίεσης, είναι μετρητής κατανάλωσης αερίου.
Ο μετρητής αερίου διαφράγματος, ο μετρητής εμβόλου, ο μετρητής γραναζιών, ο μετρητής τροχού μέσης, ο μετρητής υγρού κ.λπ. ανήκουν στο ροόμετρο θετικής μετατόπισης. Το ροόμετρο θετικής μετατόπισης έχει τα πλεονεκτήματα της μη ευαισθησίας στην κατάσταση ροής ανάντη (δεν χρειάζεται εγκατάσταση μπροστινών και πίσω ευθύγραμμων τμημάτων σωλήνων), υψηλή ακρίβεια μέτρησης και υψηλή απόδοση κόστους, και χρησιμοποιείται κυρίως για μεταφορά φύλαξης, όπως αέριο και πετρέλαιο.
3. Ροόμετρο ταχύτητας
Η έξοδος του αισθητήρα ροής αερίου ταχύτητας είναι ανάλογη του ρυθμού ροής και κάποιος χρησιμοποιεί τις ροές ταχύτητας αερίου μέσω του σωλήνα για να ωθήσει την πτερωτή ή τον στρόβιλο του ροόμετρου, προκαλώντας την περιστροφή τους. Όταν η ταχύτητα του αερίου είναι μεγάλη, ο αριθμός των στροφών της πτερωτής ή του στροβίλου ανά μονάδα χρόνου είναι μεγαλύτερος. όταν η ταχύτητα είναι χαμηλή, ο αριθμός των στροφών της πτερωτής ή του στροβίλου είναι μικρότερος. Ο αριθμός των στροφών του στροφείου ή του στροβίλου έχει μια σχετικά σταθερή λειτουργική σχέση με τη ροή. Ο ρυθμός ροής του ρευστού μπορεί να ληφθεί μετρώντας τον αριθμό των στροφών του στροφείου ή του ρότορα ανά μονάδα χρόνου. Αυτοί οι τύποι μετρητών ροής είναι συνήθως ψηφιακοί μετρητές ροής αερίου.
4. Μετρητής ροής μάζας
Οι μετρητές ροής μάζας χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της ροής μάζας αερίου των ρευστών που ρέουν μέσα από τους σωλήνες. Οι μετρητές ροής μάζας περιλαμβάνουν κυρίως:
(1) Ροόμετρο μάζας Coriolis
Αυτό το είδος ροόμετρου χρησιμοποιεί τη δύναμη Coriolis που δημιουργείται από το ρευστό στον δονούμενο σωλήνα και υιοθετεί τη μέθοδο άμεσης μέτρησης της δύναμης Coriolis για να ληφθεί η ροή μάζας του ρευστού. Ο μετρητής ροής μάζας Coriolis χρησιμοποιείται συνήθως για τη μέτρηση αερίου με μεγάλη πυκνότητα υψηλή πίεση ή υψηλή ταχύτητα ροής. Ο αισθητήρας μετρητή ροής μάζας Coriolis μπορεί να είναι 1/2”, 3/4”, 1”, 2”, 3”, 4 ίντσες, 6 ίντσες, DN200, κ.λπ.
(2) Ροόμετρο θερμικής μάζας
Το
θερμικό ροόμετρο θέτει μια πηγή θερμότητας έξω από το τοίχωμα του σωλήνα ρευστού, χρησιμοποιεί τη σχέση μεταξύ της θερμότητας και της μάζας του ρέοντος αερίου και μετρά τη μεταβολή της θερμοκρασίας στο ανάντη και στο κατάντη του για να λάβει τη ροή μάζας του αερίου. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του αζώτου (N2), του αερίου οξυγόνου (O2), του πεπιεσμένου αέρα, του φυσικού αερίου κ.λπ. μπορεί να είναι ενσωματωμένος μετρητής ροής μάζας ή μετρητής ροής μάζας τύπου εισαγωγής για μέτρηση ροής αερίου μεγάλου αγωγού ή αγωγών, η μονάδα ροής είναι Nm3/h ή SCFH.
(3) Ροόμετρο μάζας παλμών
Αυτό το είδος ροόμετρου χρησιμοποιεί τη δύναμη που δημιουργείται από την ώθηση του ρευστού υλικού που πέφτει σε ένα ορισμένο ύψος και υιοθετεί τη μέθοδο μέτρησης της άμεσης δύναμης για να αποκτήσει τη ροή μάζας του ρευστού.
Οι μετρητές ροής μάζας μπορούν να λάβουν άμεσα τη ροή μάζας και χρησιμοποιούνται κυρίως στη μέτρηση παραμέτρων, την ανίχνευση και τον έλεγχο της διαδικασίας παραγωγής. Γενικά, οι μετρητές ροής μάζας αερίου βασίζονται κυρίως σε θερμιδομετρικούς μετρητές ροής μάζας.
Έχουμε πολλές επιλογές για συσκευές μέτρησης ροής αερίου, Κάθε τύπος ροόμετρου αερίου έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Το ροόμετρο τύπου ταχύτητας έχει απλή δομή, μικρό μέγεθος και χαμηλό κόστος, αλλά η ακρίβεια είναι χαμηλή κατά τη μέτρηση μικρής ροής, ακόμα κι αν η πτερωτή (ή ο στρόβιλος) δεν περιστρέφεται, είναι εύκολο να προκληθεί "νεκρός μετρητής" . Το ροόμετρο DP είναι πιο κατάλληλο για τη μέτρηση υγρών υψηλής πίεσης. Έχει ισχυρή απόδοση και είναι εύκολο να παραχθεί σε μεγάλες ποσότητες, αλλά είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί για υγρά με μικρή διάμετρο και μικρή ροή, και η ακρίβεια δεν είναι πολύ καλή. Τα ροόμετρα θετικών μετατοπίσεων έχουν υψηλή ακρίβεια, αλλά είναι μεγάλα σε μέγεθος, απαιτούν υψηλές τεχνικές απαιτήσεις για τη δοκιμή συναρμολόγησης, αυστηρές απαιτήσεις σε συνθήκες περιβάλλοντος δοκιμής.
