Μετρητής ροής θετικής μετατόπισης

Ροόμετρο θετικής μετατόπισης: μια ολοκληρωμένη ανάλυση της "λογιστικής" ρευστών υψηλής ακρίβειας

Στον τομέα της βιομηχανικής μετρολογίας, η ακριβής μέτρηση της ροής ρευστών αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο του ελέγχου παραγωγής, της διαχείρισης ενέργειας και της εμπορικής διευθέτησης. Μεταξύ των διαφόρων τεχνολογιών μέτρησης ροής, οι μετρητές ροής PD είναι γνωστοί ως οι «λογιστές ακριβείας» στη μέτρηση ρευστών λόγω των άμεσων και αξιόπιστων αρχών μέτρησης που χρησιμοποιούν, ιδιαίτερα κατάλληλοι για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή ακρίβεια και μέσα υψηλής αξίας.

Σχετικά άρθρα:

• [ Επισκόπηση του μετρητή ροής θετικής μετατόπισης ]

Τι είναι ένας μετρητής ροής θετικής μετατόπισης;

Το ροόμετρο PD, επίσης γνωστό ως ροόμετρο θετικής μετατόπισης, είναι ένα είδος ογκομετρικού ροόμετρου, που βασίζεται σε μια απλή και κλασική ιδέα: τη συνεχή διαίρεση του μετρούμενου υγρού (όπως καύσιμο, ντίζελ, ρητίνη κ.λπ.) σε γνωστές, σταθερού όγκου "μικρές μονάδες" και τον υπολογισμό του συνολικού ρυθμού ροής μετρώντας τον αριθμό αυτών των μονάδων.

Φανταστείτε μια αρχαία διαδικασία συλλογής νερού: χρησιμοποιώντας έναν κουβά τυπικής χωρητικότητας, γεμίζοντάς τον επανειλημμένα με νερό και ρίχνοντάς το έξω. Μετρώντας τον αριθμό των φορών που γεμίζει ο κουβάς, μπορεί να προσδιοριστεί με ακρίβεια ο συνολικός όγκος νερού. Το ροόμετρο θετικής μετατόπισης είναι ο αυτοματισμός και η συνεχής εφαρμογή αυτής της διαδικασίας.

Ποια είναι η αρχή λειτουργίας του μετρητή ροής θετικής μετατόπισης;

Διαχωρισμός: Τα ακριβή κινούμενα μέρη (όπως ρότορες, έμβολα, γρανάζια) μέσα στον θάλαμο μέτρησης του αισθητήρα ροής σχηματίζουν έναν ή περισσότερους γνωστούς "θάλαμους μέτρησης" όγκου με το περίβλημα.

Πλήρωση και εκκένωση: Ρεύμα ρέει προς τα μέσα, ωθώντας τα κινούμενα μέρη να περιστραφούν ή να παλινδρομήσουν, προκαλώντας την περιοδική πλήρωση και εκκένωση υγρού από τον θάλαμο μέτρησης.

Μέτρηση: Καταγραφή του αριθμού των κύκλων (όπως περιστροφές, παλινδρομικοί χρόνοι) των κινούμενων μερών μέσω μηχανικών, μαγνητικών ή φωτοηλεκτρικών μέσων.

Υπολογισμός: Πολλαπλασιάστε τον αριθμό των φορών με τον όγκο ενός μεμονωμένου θαλάμου μέτρησης για να λάβετε τον αθροιστικό ρυθμό ροής. Μετρώντας ανά μονάδα χρόνου, μπορεί να ληφθεί ο στιγμιαίος ρυθμός ροής.

Λόγω της άμεσης μέτρησης του όγκου του ρευστού, η ακρίβειά του σχεδόν δεν επηρεάζεται από τις αλλαγές στην πυκνότητα, το ιξώδες, την κατανομή της πίεσης και την ταχύτητα ροής του ρευστού. Αυτή είναι η πιο ουσιαστική διαφορά μεταξύ αυτού και των μετρητών ροής ταχύτητας, όπως οι στρόβιλοι, οι μετρητές ροής στροβίλου και οι ηλεκτρομαγνητικοί μετρητές.

Κύριοι τύποι μετρητών ροής θετικής μετατόπισης

Σύμφωνα με τη μέθοδο σχηματισμού του θαλάμου μέτρησης και τη δομή των κινούμενων μερών, οι ογκομετρικοί μετρητές ροής χωρίζονται κυρίως στις ακόλουθες κατηγορίες:

1. Ελλειπτικό ροόμετρο ή ροόμετρο με οβάλ γρανάζι

Δομή: Το κέλυφος είναι εξοπλισμένο με δύο αλληλοσυνδεόμενα ελλειπτικά γρανάζια που κινούν εναλλάξ την περιστροφή υπό διαφορά πίεσης ρευστού.

Εργασία: Ένας θάλαμος μέτρησης σε σχήμα ημισελήνου σχηματίζεται μεταξύ του γραναζιού και του περιβλήματος. Με κάθε περιστροφή, το υγρό αποβάλλεται από τέσσερις θαλάμους μέτρησης.

Χαρακτηριστικά: Κλασικό, ανθεκτικό, υψηλής ακρίβειας, ιδιαίτερα κατάλληλο για υγρά μεσαίου έως υψηλού ιξώδους, όπως προϊόντα πετρελαίου και χημικές πρώτες ύλες. Υπάρχουν ορισμένες απαιτήσεις για την καθαριότητα των υγρών.

2. Ροόμετρο Roots

Δομή: Ένα ζεύγος ρότορων μεσαίου τροχού σε σχήμα "8" χωρίς δόντια στην επιφάνεια, που συντηρούνται από σύγχρονα γρανάζια για περιστροφή χωρίς επαφή και σταθερή ταχύτητα.

Αρχή λειτουργίας: Παρόμοια με τα ελλειπτικά γρανάζια, αλλά ο τροχός μέσης δεν έρχεται σε άμεση επαφή, με αποτέλεσμα λιγότερη φθορά και αντοχή σε υψηλότερες διαφορές πίεσης.

Χαρακτηριστικά: Ο θάλαμος μέτρησης έχει μεγαλύτερο όγκο και είναι κατάλληλος για μέτρηση υψηλής ροής υγρών χαμηλού ιξώδους (όπως ντίζελ και διαλύτες) και αερίων.

3. Ροόμετρο με ελικοειδή γρανάζια (ροόμετρο με ρότορα Bi)

Δομή: Μοναδικός σχεδιασμός με δύο σπειροειδείς ή ελικοειδή ρότορες.

Έργο: Ο ρότορας διατηρεί συνεχή επαφή κατά την περιστροφή, σχηματίζοντας μια ομαλή και χωρίς παλμούς κίνηση πρόωσης, παρόμοια με την αντίστροφη διαδικασία μιας αντλίας κοχλία.

Χαρακτηριστικά: Εξαιρετικά ομαλή λειτουργία, χαμηλός θόρυβος, μικρός παλμός, μεγάλο εύρος σχέσης σε σύγκριση με τον μετρητή ροής με οβάλ γρανάζια και καμία απαίτηση για ευθύγραμμα τμήματα σωλήνων ανάντη και κατάντη, καθιστώντας το ιδανική επιλογή για εφαρμογές υψηλής απόδοσης και υψηλής αξιοπιστίας.

4. Ροόμετρο ξύστρας

Δομή: Ένας συρόμενος αποξέστης είναι εγκατεστημένος στην ακτινική αυλάκωση του ρότορα. Υπό την επίδραση της φυγοκεντρικής δύναμης και της πίεσης του ρευστού, ο αποξέστης εκτείνεται και ολισθαίνει σφιχτά στο εσωτερικό τοίχωμα του θαλάμου μέτρησης.

Εργασία: Η ξύστρα διαχωρίζει το υγρό σε πολλαπλούς ανεξάρτητους θαλάμους και το ωθεί προς τα εμπρός.

Χαρακτηριστικά: Υψηλή ακρίβεια, χαμηλοί κραδασμοί, ισχυρή προσαρμοστικότητα, ικανός να χειριστεί ένα ορισμένο εύρος ιξώδους και καθαριότητας, που χρησιμοποιείται συνήθως σε βασικές μετρήσεις όπως καύσιμα αεροπορίας και τελικό πετρέλαιο.

5. Ροόμετρο εμβόλου/παλινδρομικού τύπου

Δομή: Το ρευστό μετριέται από την παλινδρομική κίνηση του εμβόλου μέσα στον κύλινδρο.

Έργο: Το ρευστό κινεί το έμβολο και η εναλλαγή της διαδρομής ροής ελέγχεται από τη ράβδο σύνδεσης του στροφάλου ή τον μηχανισμό ομάδας βαλβίδων για την επίτευξη συνεχούς αναρρόφησης και εκκένωσης.

Χαρακτηριστικά: Μπορεί να διατηρήσει εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια ακόμη και σε χαμηλούς ρυθμούς ροής και αποτελεί τυπικό όργανο για διανομείς καυσίμων, εργαστήρια και μετρήσεις μικρής ροής, αλλά η δομή του είναι σχετικά πολύπλοκη.

6. Ροόμετρο περιστροφικού εμβόλου

Δομή: Ένα περιστρεφόμενο έμβολο με εγκοπές περιστρέφεται έκκεντρα σε έναν ειδικά διαμορφωμένο θάλαμο μέτρησης.

Λειτουργία: Η ταλάντωση και η περιστροφή του εμβόλου διαχωρίζει και αποβάλλει το ρευστό.

Χαρακτηριστικά: Συμπαγής δομή, χαμηλό κόστος, ευρέως χρησιμοποιούμενο σε οικιακούς μετρητές νερού, μικρές βιομηχανικές περιπτώσεις για νερό και μέτρηση υγρών χαμηλού ιξώδους.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του ροόμετρου θετικής μετατόπισης

Φόντα:

Εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια μέτρησης: Είναι ένας από τους πιο ακριβείς τύπους μετρητών ροής που διατίθενται σήμερα και χρησιμοποιείται συχνά ως όργανο αναφοράς για την εκκαθάριση συναλλαγών και την τυπική μετάδοση. Η υψηλότερη ακρίβεια μπορεί να φτάσει το ± 0,2% ή και υψηλότερη.

Η μέτρηση είναι ανεξάρτητη από τα χαρακτηριστικά του ρευστού: μη ευαίσθητος στις αλλαγές του ιξώδους, ο ίδιος μετρητής μπορεί να προσαρμοστεί σε ρευστά με ευρύ φάσμα ιξώδους (ιδιαίτερα κατάλληλος για προϊόντα πετρελαίου ή ρευστά υψηλού ιξώδους όπως μέλι, αργό πετρέλαιο και άσφαλτο ).

Δεν χρειάζονται ευθύγραμμα τμήματα σωλήνων εμπρός και πίσω: Η αρχή μέτρησης δεν βασίζεται σε πλήρως ανεπτυγμένη κατανομή ταχύτητας ροής και απαιτεί μικρό χώρο εγκατάστασης, ιδιαίτερα κατάλληλο για περιπτώσεις με περιορισμένο χώρο.

Ευρύ φάσμα: Η τυπική αναλογία εύρους μπορεί να φτάσει το 10:1 και τα μοντέλα υψηλής απόδοσης είναι ακόμη ευρύτερα, όπως το 20:1, ικανά να μετρήσουν με ακρίβεια τόσο μικρούς όσο και μεγάλους ρυθμούς ροής.

Άμεση μέτρηση όγκου: Ο ακριβής συνολικός όγκος μπορεί να ληφθεί χωρίς την ανάγκη πρόσθετων αισθητήρων πίεσης ή θερμοκρασίας για αντιστάθμιση πυκνότητας και η σύνθεση του συστήματος είναι απλή.

Μειονεκτήματα:

Ο μετρητής ροής PD είναι ευαίσθητος στην καθαρότητα του μέσου : Τα στερεά σωματίδια και οι ακαθαρσίες μπορούν να κολλήσουν ή να φθείρουν τα κινούμενα μέρη ακριβείας, προκαλώντας δυσλειτουργίες ή μειωμένη ακρίβεια. Λάβετε λοιπόν υπόψη ότι πρέπει να μετράτε πάντα καθαρό και καθαρό υγρό. Συνήθως είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε ένα φίλτρο μπροστά από το όργανο ροής PD ή μπορείτε να επιλέξετε τον μετρητή ροής Coriolis εάν τα σωματίδια είναι αναπόφευκτα.

Σημαντική απώλεια πίεσης: Λόγω της ανάγκης του ρευστού να υπερνικήσει την αντίσταση των κινούμενων μερών, εμφανίζεται μόνιμη απώλεια πίεσης, η οποία αυξάνεται με το ιξώδες.

Ο αισθητήρας ροής έχει κινούμενα μέρη: Η μηχανική δομή είναι πολύπλοκη, υπάρχουν κινούμενα μέρη στο εσωτερικό και υπάρχει μηχανική φθορά που απαιτεί τακτική συντήρηση, βαθμονόμηση και λίπανση (αυτολιπαινόμενη ή εξωτερική λίπανση).

Δεν είναι κατάλληλο για μεγάλες διαμέτρους: Η δομή και η απώλεια πίεσης περιορίζουν την εφαρμογή του σε αγωγούς μεγάλης διαμέτρου (συνήθως μεγαλύτερους από DN300, 12 ίντσες ).

Πιθανοί κραδασμοί και θόρυβος: ειδικά όταν εμπλέκονται γρανάζια ή ρότορες, ενδέχεται να παρουσιαστεί παλμός και θόρυβος στο σύστημα.

Τυπικές εφαρμογές μετρητών ροής θετικής μετατόπισης

Με τα μοναδικά πλεονεκτήματά τους, οι ογκομετρικοί μετρητές ροής διαδραματίζουν απαραίτητο ρόλο στους ακόλουθους τομείς:

1. Πετρελαϊκή και πετροχημική βιομηχανία

Παράδοση συναλλαγών: Ακριβής διακανονισμός αγοράς και πώλησης ακριβών μέσων όπως αργό πετρέλαιο, διυλισμένο πετρέλαιο (βενζίνη, ντίζελ) και υγραέριο (LPG) κ.λπ., συνήθως χρησιμοποιώντας ροόμετρο οβάλ γραναζιών, ροόμετρα διπλού ρότορα και ροόμετρα ξύστρας.

Έλεγχος διεργασίας: παρτίδα και φόρτωση/μεταφορά προϊόντων υψηλού ιξώδους όπως λιπαντικό λάδι, λάδι καλουπιού , γράσο , μαζούτ, άσφαλτος κ.λπ.

Σχετικά άρθρα:

• [ Ροόμετρο οβάλ γραναζιών για μέτρηση ροής ντίζελ ]
• [ Μετρητής ροής αργού πετρελαίου ]
• [ Μετρητής ροής καυσίμου ]
• [ Ροόμετρο θετικής μετατόπισης για καύσιμα και λάδια ]

2. Χημικές και φαρμακευτικές βιομηχανίες

Μέσο υψηλού ιξώδους: δοσολογία κατά παρτίδες και πλήρωση ρητίνης, πολυμερούς , επικάλυψης, ξυλώματος, διαλύτη, ουσίας, σιροπιού κ.λπ.

Υψηλής καθαρότητας/διαβρωτικά μέσα: Μετρητές ροής κατασκευασμένοι από ειδικά υλικά όπως ανοξείδωτο χάλυβα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση χημικών πρώτων υλών.

3. Βιομηχανία τροφίμων και ποτών

Υγειονομική μέτρηση: ποσοτική γέμιση και συστατικά παραγωγής για τρόφιμα όπως σοκολάτα, μαρμελάδα, βρώσιμο λάδι, γαλακτοκομικά προϊόντα, μπύρα, ποτά κ.λπ. R

Σχετικό προϊόν:

• [ Υγειονομικός μετρητής ροής θετικής μετατόπισης ]

4. Άλλοι βασικοί τομείς

Αεροδιαστημική: Ακριβής ανεφοδιασμός και δοκιμή καυσίμων αεροσκαφών.

Πλοίο: Διαχείριση ανεφοδιασμού και κατανάλωσης καυσίμων πλοίων.

Εργαστήριο: χρησιμοποιείται ως τυποποιημένο τραπέζι ή για πειράματα επιστημονικής έρευνας μικρής ροής και υψηλής ακρίβειας.

Ροόμετρο θετικής μετατόπισης κάτω των 1.000 $

Η τιμή των μετρητών ροής PD επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες, όπως το υλικό (όπως χυτοσίδηρος, αλουμίνιο, χυτοχάλυβας ή ανοξείδωτος χάλυβας), το μέγεθος της διαμέτρου του σωλήνα (οι μετρητές ροής PD 1 ίντσας και 8 ιντσών έχουν διαφορετική συνολική τιμή) και την ονομαστική πίεση (τυπική πίεση 16 bar, αν χρειάζεστε 580 psi υψηλότερη πίεση, θα κοστίσει περισσότερο). Η διαφορά τιμής είναι σημαντική υπό διαφορετικές διαμορφώσεις και συνθήκες λειτουργίας. Το Silverinstruments.com, γνωστό για τον υψηλής ποιότητας μετρητή ροής του, προσφέρει οικονομικά αποδοτικές επιλογές για πελάτες με περιορισμένο προϋπολογισμό αλλά σαφείς ανάγκες, προσφέροντας ορισμένα μοντέλα ογκομετρικών μετρητών ροής που μπορούν να κοστίσουν κάτω από 1.000 $, εξασφαλίζοντας παράλληλα αξιόπιστη απόδοση.

Σύναψη

Ως μια ώριμη και κλασική τεχνολογία μέτρησης, ο ογκομετρικός μετρητής ροής εξακολουθεί να κατέχει μια σταθερή θέση στον τομέα της μέτρησης ροής που επιδιώκει υψηλή ακρίβεια και αξιοπιστία. Παρά τους περιορισμούς του, όπως οι υψηλές απαιτήσεις για καθαριότητα μέσου και η παρουσία κινούμενων μερών, παραμένει μια αναντικατάστατη προτιμώμενη λύση σε συγκεκριμένα σενάρια, όπως ο χειρισμός υγρών υψηλού ιξώδους, η διεξαγωγή εμπορικών διακανονισμών και ο περιορισμένος χώρος εγκατάστασης. Με την πρόοδο της επιστήμης των υλικών και της ηλεκτρονικής τεχνολογίας, οι σύγχρονοι ογκομετρικοί μετρητές ροής συνεχίζουν να βελτιώνονται όσον αφορά την αντοχή στη φθορά, την αυτοδιάγνωση, την ψηφιοποίηση και τις δυνατότητες επικοινωνίας, διασφαλίζοντας ότι αυτός ο «λογιστής ακριβείας ρευστών» συνεχίζει να διαδραματίζει την αναντικατάστατη βασική του αξία στη μελλοντική διαδικασία βιομηχανικής νοημοσύνης.