Μετρητής ροής μάζας πεπιεσμένου αέρα

Τι είναι ο μετρητής ροής μάζας πεπιεσμένου αέρα;

Το ροόμετρο μάζας πεπιεσμένου αέρα, με απλά λόγια, είναι ένα όργανο που μετρά άμεσα "πόσα κιλά αέρα ρέουν μέσω του αγωγού", με μονάδες ροής όπως kg/hr, t/h. Δεν είναι σαν το παραδοσιακό ροόμετρο στροβίλου ή τα ροόμετρα με στόμιο, τα οποία μετρούν την "ογκομετρική ροή" (m3/h). Αυτό ποικίλλει σημαντικά στα συστήματα πεπιεσμένου αέρα - επειδή ο όγκος του πεπιεσμένου αέρα αλλάζει δραματικά με την πίεση και τη θερμοκρασία, αλλά η μάζα παραμένει σταθερή. Για παράδειγμα, τα "κυβικά μέτρα (m3)" που καταναλώνονται από την ίδια συσκευή υπό διαφορετικές πιέσεις μπορεί να διαφέρουν αρκετές φορές, αλλά τα "κιλά (kg)" που είναι η ροή μάζας είναι βασικά σταθερά. Έτσι, σε σενάρια όπου οι διακυμάνσεις της πίεσης είναι συχνές στον πεπιεσμένο αέρα, η μέτρηση με ρυθμό ροής μάζας αντικατοπτρίζει πραγματικά την πραγματική κατανάλωση ενέργειας και χρήση.

Γιατί η μέτρηση της ροής πεπιεσμένου αέρα είναι πάντα ανακριβής;

Οι πιο συνηθισμένοι λόγοι για ανακριβείς μετρήσεις συστημάτων πεπιεσμένου αέρα είναι οι εξής. Πρώτον, υπάρχουν διακυμάνσεις πίεσης και θερμοκρασίας. Πολλές εγκαταστάσεις εγκαθιστούν μανόμετρο μόνο στην έξοδο του ροόμετρου, αγνοώντας τις αλλαγές πυκνότητας που προκαλούνται από τις αλλαγές πίεσης ανάντη, ειδικά σε συστήματα όπου πολλαπλοί αεροσυμπιεστές συνδέονται παράλληλα ή φορτώνονται και εκφορτώνονται συχνά. Η επίδραση της θερμοκρασίας είναι εξίσου σημαντική, καθώς οι μετρήσεις των εσωτερικών και εξωτερικών αγωγών μπορεί να διαφέρουν κατά περισσότερο από 10% μεταξύ καλοκαιριού και χειμώνα.

Στη συνέχεια, υπάρχει η αναταραχή στους αγωγούς. Το πιο συνηθισμένο πρόβλημα στο εργοτάξιο είναι η εγκατάσταση μετρητών ροής πεπιεσμένου αέρα αμέσως μετά τους γωνιακούς σωλήνες, τις βαλβίδες ή τους μειωτήρες. Αφού περάσει από αυτά τα εξαρτήματα, ο αέρας θα δημιουργήσει βίαιες δίνες, απαιτώντας ένα αρκετά μακρύ ευθύγραμμο τμήμα σωλήνα (συνήθως απαιτώντας 10 φορές τη διάμετρο του ανάντη σωλήνα και 5 φορές τη διάμετρο του κατάντη σωλήνα) για να αποκατασταθεί η ομαλή ροή. Πολλά εργοστάσια εγκαθιστούν αισθητήρες ροής αέρα σε απόσταση λίγων μέτρων από την έξοδο του συμπιεστή αέρα για εξοικονόμηση χρόνου, αλλά οι μετρήσεις παρουσιάζουν απότομες διακυμάνσεις.
Επιπλέον, υπάρχει συμπύκνωση νερού και ομίχλη λαδιού. Ο πεπιεσμένος αέρας αναπόφευκτα μεταφέρει λάδι και νερό και, εάν αυτές οι ακαθαρσίες προσκολληθούν στον αισθητήρα, ειδικά στον αισθητήρα του θερμικού ροόμετρου, θα επηρεάσουν σοβαρά τα χαρακτηριστικά απαγωγής θερμότητας, οδηγώντας σε απόκλιση της ένδειξης ή ακόμη και σε ζημιά. Πολλές εγκαταστάσεις εγκαθιστούν φίλτρα μόνο στον κύριο αγωγό, παραμελώντας το δευτερεύον φιλτράρισμα μπροστά από κλαδιά ή όργανα.

Πώς να επιλέξετε τον σωστό μετρητή ροής μάζας πεπιεσμένου αέρα;

Εύρος ροής πεπιεσμένου αέρα και μέγεθος αγωγού, θερμοκρασία λειτουργίας και πίεση

Η επιλογή απαιτεί πρώτα να παρέχονται η διάμετρος του σωλήνα και το εύρος ροής. Το εύρος ροής θα πρέπει να παρέχει τρεις τιμές: ελάχιστη, συνηθισμένη και μέγιστη, ειδικά την ελάχιστη ροή - πολλοί αισθητήρες ροής πεπιεσμένου αέρα παρουσιάζουν απότομη μείωση στην ακρίβεια σε χαμηλούς ρυθμούς ροής. Δεύτερον, η πίεση εργασίας και η θερμοκρασία δεν θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη μόνο με βάση τις συμβατικές τιμές, αλλά και τις ακραίες συνθήκες εργασίας.

Η ποιότητα του αέρα συχνά παραβλέπεται.

Για να διευκρινιστεί το σημείο δρόσου υπό πίεση και η περιεκτικότητα σε λάδι του συστήματος, τα περισσότερα ροόμετρα μπορούν να χειριστούν αέρα κάτω από το πρότυπο ISO 8573-1 Κλάση 2 (σημείο δρόσου υπό πίεση -40 °C, περιεκτικότητα σε λάδι ≤ 0,1 mg/m³). Εάν είναι πιο υγρό ή λιπαρό, είναι απαραίτητο να επιλέξετε έναν αισθητήρα ροής αέρα με σχεδιασμό κατά της ρύπανσης.

Ψηφιακός πεπιεσμένος αέρας με αναλογικές εξόδους ή ψηφιακή επικοινωνία

Το σήμα εξόδου καθορίζεται σύμφωνα με το σύστημα ελέγχου: η αναλογική έξοδος 4-20mA είναι η πιο καθολική, το Modbus RTU είναι κατάλληλο για λήψη δεδομένων και το HART είναι βολικό για επιτόπια ανίχνευση σφαλμάτων. Η ακρίβεια δεν χρειάζεται να επιδιώκεται τυφλά - για την παρακολούθηση της κατανάλωσης ενέργειας, μια επαναληψιμότητα ± 1,5% είναι συχνά πιο πρακτική από μια ακρίβεια ± 1%.

Θερμικό ροόμετρο για μέτρηση ροής μάζας πεπιεσμένου αέρα

Ροόμετρο θερμικών μαζών για πεπιεσμένο αέρα

Αρχή

Οι θερμικοί μετρητές ροής μάζας είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι για πεπιεσμένο αέρα επειδή μετρούν απευθείας τον ρυθμό ροής μάζας. Η αρχή είναι απλή: υπάρχουν δύο αισθητήρες θερμοκρασίας στον αισθητήρα, ο ένας θερμαίνεται και ο άλλος ανιχνεύει τη θερμοκρασία της ροής αέρα. Όταν ο αέρας ρέει μέσα από αυτόν, απορροφά θερμότητα και όσο μεγαλύτερος είναι ο ρυθμός ροής, τόσο ταχύτερη είναι η απαγωγή θερμότητας. Ο ρυθμός ροής μάζας μπορεί να υπολογιστεί αλλάζοντας την ισχύ θέρμανσης.

Φόντα

Το μεγαλύτερο πλεονέκτημά του είναι ότι δεν απαιτεί αντιστάθμιση πίεσης και θερμοκρασίας (σε σενάρια όπου η πίεση είναι σχετικά σταθερή) και είναι εξαιρετικά ευαίσθητο σε χαμηλούς ρυθμούς ροής, με τον λόγο turndown να μπορεί να φτάσει το 100:1, καταγράφοντας μια ήπια ταχύτητα ανέμου 0,1 μέτρων ανά δευτερόλεπτο, κάτι που είναι πολύ ωφέλιμο για την ανίχνευση διαρροών. Αλλά είναι πράγματι ευαίσθητο - φοβάται το νερό, το λάδι και τη σκόνη. Εάν η ποιότητα του αέρα είναι κακή, ο αισθητήρας είναι επιρρεπής σε ρύπανση και πρέπει να καθαρίζεται ή ακόμα και να αντικαθίσταται τακτικά. Επιπλέον, έχει υψηλές απαιτήσεις εγκατάστασης και σημαντικά σφάλματα όταν το ευθύγραμμο τμήμα του σωλήνα είναι ανεπαρκές.

Τι είδους αέρας είναι κατάλληλος για θερμικό μετρητή ροής μάζας

Έτσι, ο θερμικός μετρητής ροής μάζας είναι κατάλληλος για ξηρά, καθαρά και σταθερά στην πίεση συστήματα πεπιεσμένου αέρα, όπως πηγές καθαρού αέρα σε ηλεκτρονικά και φαρμακευτικά εργοστάσια. Αλλά δεν είναι κατάλληλος για υγρά και λιπαρά περιβάλλοντα με σοβαρές διακυμάνσεις πίεσης, όπως παλιούς σταθμούς συμπίεσης αέρα ή συστήματα λίπανσης λαδιού.

Το ροόμετρο στροβιλισμού με αντιστάθμιση θερμοκρασίας και πίεσης είναι μια πρακτική προσέγγιση στη μέτρηση μάζας πεπιεσμένου αέρα.

Ροόμετρο Vortex με αντιστάθμιση θερμοκρασίας και πίεσης

Αρχή

Η αρχή του είναι η «αριθμητική δίνη» - όταν η ροή αέρα διέρχεται γύρω από τον αισθητήρα, δημιουργείται μια στήλη δίνης και η συχνότητα είναι ανάλογη με την ταχύτητα ροής. Αλλά αυτό που μετράται είναι η ογκομετρική παροχή υπό συνθήκες λειτουργίας, ενώ ο όγκος του πεπιεσμένου αέρα μεταβάλλεται δραματικά με την πίεση και τη θερμοκρασία. Επομένως, ο πυρήνας βρίσκεται στην αντιστάθμιση: ο αισθητήρας ροής δίνης πρέπει να συλλέγει σήματα πίεσης και θερμοκρασίας σε πραγματικό χρόνο, να μετατρέπει την παροχή λειτουργίας σε τυπική παροχή (Nm³/h) ή παροχή μάζας (kg/h) και τα δεδομένα να είναι ουσιαστικά.

Φόντα

Τα πλεονεκτήματα είναι προφανή: σε σύγκριση με τον τύπο θερμικού μετρητή ροής μάζας, είναι πιο ανθεκτικός στη βρωμιά και λιγότερο ευαίσθητος στην κοινή ομίχλη λαδιού και στο συμπυκνωμένο νερό στον πεπιεσμένο αέρα. Δεν έχει κινούμενα μέρη, είναι σταθερός και ανθεκτικός. Και η οικονομική του απόδοση είναι εξαιρετική σε μεσαίες έως υψηλές ταχύτητες ροής.

Μειονεκτήματα

Οι αδυναμίες είναι επίσης σαφείς: λόγω του φόβου για χαμηλούς ρυθμούς ροής, η ακρίβεια συνήθως μειώνεται ή ακόμη και δεν μπορεί να μετρηθεί όταν ο ρυθμός ροής είναι κάτω από 2-3 m/s, γεγονός που καθιστά δύσκολη την ανίχνευση μικρών διαρροών. Φοβάμαι επίσης τους κραδασμούς των αγωγών. Εάν η συχνότητα των κραδασμών είναι κοντά στη συχνότητα των στροβίλων, θα προκληθούν παρεμβολές.

Επομένως, είναι κατάλληλο για εγκατάσταση σε κύριους αγωγούς, με σταθερή πίεση και μέτριους έως υψηλούς ρυθμούς ροής, όπως στην έξοδο των σταθμών συμπίεσης αέρα και των κύριων αγωγών συνεργείου, για αξιόπιστη συνολική καταγραφή ενέργειας. Παρέχει αντισταθμισμένα, σταθερά και συγκρίσιμα δεδομένα, καθιστώντας το την οικονομική επιλογή για τη μέτρηση του συστήματος.

Μετρητής ροής μάζας εισαγωγής ή μετρητής ροής μάζας εν σειρά;

Ενσωματωμένος ή εισαγόμενος μετρητής μάζας πεπιεσμένου αέρα;

Αυτό επικεντρώνεται κυρίως στην παρακολούθηση του μεγέθους και του προϋπολογισμού του αγωγού. Το κόστος εγκατάστασης του μετρητή ροής μάζας αέρα εισαγωγής είναι χαμηλό και δεν υπάρχει ανάγκη διακοπής της παραγωγής και κοπής σωλήνων. Μπορεί να εγκατασταθεί σε δύο ώρες από μία ομάδα, κάτι που είναι πολύ κατάλληλο για την ανακαίνιση αγωγών μεγάλης διαμέτρου με διάμετρο DN80 ή μεγαλύτερη. Αλλά η ακρίβειά του είναι συνήθως περίπου ± 2% για τον μετρητή ροής στροβίλου εισαγωγής και επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από την κατανομή της ταχύτητας ροής. Τα καλά νέα είναι ότι ο θερμικός μετρητής ροής μάζας εισαγωγής και ο ενσωματωμένος θερμικός μετρητής ροής μάζας έχουν την ίδια ακρίβεια.

Ο τύπος inline έχει υψηλότερη ακρίβεια (έως ± 1%) και καλή σταθερότητα, αλλά είναι ακριβός, δύσκολος στην εγκατάσταση και απαιτεί κοπή του αγωγού. Είναι κατάλληλος για νέα έργα ή περιστάσεις με υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας μέτρησης κατά την εγκατάσταση μετρητή ροής στροβίλου (όπως η εμπορική διευθέτηση). Απλή αρχή: Για DN200 και κάτω, προτιμάται ο τύπος διατομής σωλήνα, ενώ για DN300 και άνω, ο τύπος plug-in έχει υψηλότερη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας.

Τι γίνεται αν δεν υπάρχει αρκετός ευθύγραμμος σωλήνας για τη μέτρηση της ροής μάζας πεπιεσμένου αέρα;

Εάν δεν υπάρχουν αρκετά ευθύγραμμα τμήματα σωλήνων στο χώρο (όπως περιορισμένος χώρος στην αίθουσα υπολογιστών), υπάρχουν αρκετές εναλλακτικές λύσεις: πρώτον, εγκαταστήστε έναν ανορθωτή αγωγού για να διασκορπίσετε τη δίνη και να μειώσετε την απαίτηση για ευθύγραμμα τμήματα σωλήνων από 10D σε 5D. δεύτερον, μετακινήστε το ροόμετρο πιο κάτω, ακόμη και αν χρησιμοποιηθούν αρκετές δεκάδες μέτρα αγωγού, η ένδειξη θα είναι πολύ πιο σταθερή.

Μονάδες μέτρησης ροής πεπιεσμένου αέρα

Η μετατροπή μονάδων είναι η πιο εύκολη στη σύγχυση. Το Nm ³/h είναι ο τυπικός ρυθμός ροής (0 °C, 1 ατμόσφαιρα), το m ³/h είναι ο ρυθμός ροής λειτουργίας (σε πραγματική θερμοκρασία και πίεση) και το SCFM είναι το αμερικανικό πρότυπο κυβικών ποδιών ανά λεπτό (21 °C, 1 ατμόσφαιρα). Οι συμβάσεις πεπιεσμένου αέρα συχνά εξοφλούνται σε Nm ³/h, αλλά ο μετρητής ροής εξάγει kg/h ή πραγματική m ³/h, η οποία πρέπει να μετατραπεί με βάση την πίεση και τη θερμοκρασία σε πραγματικό χρόνο. Μια αξιόπιστη προσέγγιση είναι ο μετρητής ροής να εξάγει απευθείας Nm ³/h με αντιστάθμιση για να αποφευχθούν σφάλματα υπολογισμού αργότερα.

Τελικά, η μέτρηση της ροής μάζας πεπιεσμένου αέρα δεν είναι κάτι που μπορεί να λυθεί με την αγορά ενός οργάνου υψηλής ακρίβειας. Είναι ένα σύστημα μηχανικής, από την επιλογή, την εγκατάσταση έως τη συντήρηση, κάθε κρίκος μπορεί να εισάγει σφάλματα. Η κατανόηση των αρχών, η αναγνώριση των συνθηκών λειτουργίας και η τυποποίηση της εγκατάστασης είναι πιο σημαντικά από την απλή επιδίωξη της ακρίβειας του οργάνου. Στο χώρο, ένα σωστά εγκατεστημένο όργανο μέσης ακρίβειας είναι συχνά πολύ πιο αξιόπιστο από ένα τυχαία εγκατεστημένο μετρητή ροής μάζας αέρα υψηλής ακρίβειας.
Επικοινωνήστε με το sales@silveinstruments.com για να επιλέξετε έναν κατάλληλο και οικονομικό μετρητή μάζας πεπιεσμένου αέρα για εσάς.