O caudal é un parámetro de control de procesos de uso común nos procesos de produción industrial. Actualmente, hai aproximadamente máis de 100 medidores de caudal diferentes no mercado. Como deben os usuarios elixir produtos con maior rendemento e prezo? Hoxe, imos levar a todos a comprender as características de rendemento dos medidores de caudal.
Comparación de diferentes medidores de fluxo
Tipo de presión diferencial
A tecnoloxía de medición de presión diferencial é actualmente o método de medición de fluxo máis empregado, que pode case medir o fluxo de fluídos monofásicos e fluídos a alta temperatura e alta presión en diversas condicións de traballo. Na década de 1970, esta tecnoloxía representaba nalgún momento o 80 % da cota de mercado. O medidor de fluxo de presión diferencial xeralmente está composto por dúas partes: un dispositivo de estrangulación e un transmisor. Dispositivos de estrangulación, placas de orificio comúns, boquillas, tubos de Pitot, tubos de velocidade uniforme, etc. A función do dispositivo de estrangulación é reducir o fluído que flúe e marcar a diferenza entre a súa corrente augas arriba e augas abaixo. Entre os diversos dispositivos de estrangulación, a placa de orificio é a máis empregada debido á súa estrutura sinxela e á súa fácil instalación. Non obstante, ten requisitos estritos sobre as dimensións de procesamento. Sempre que se procese e instale de acordo coas especificacións e requisitos, a medición do fluxo pódese realizar dentro do rango de incerteza despois de que a inspección estea cualificada e non se require a verificación real do líquido.
Todos os dispositivos de estrangulación teñen unha perda de presión irrecuperable. A maior perda de presión é o orificio de bordos afiados, que é do 25 % ao 40 % da diferenza máxima do instrumento. A perda de presión do tubo de Pitot é moi pequena e pódese ignorar, pero é moi sensible aos cambios no perfil do fluído.
Tipo de área variable
Un representante típico deste tipo de caudalímetro é un rotámetro. A súa destacada vantaxe é que é directo e non require unha fonte de alimentación externa cando se realizan medicións in situ.
Os rotámetros divídense en rotámetros de vidro e rotámetros de tubo metálico segundo a súa fabricación e materiais. O caudalímetro de rotor de vidro ten unha estrutura simple, a posición do rotor é claramente visible e é doado de ler. Úsase principalmente para temperatura normal, presión normal, medios transparentes e corrosivos, como aire, gas, argon, etc. Os rotámetros de tubo metálico xeralmente están equipados con indicadores de conexión magnética, úsanse en situacións de alta temperatura e alta presión, e poden transmitir sinais estándar para seren usados con rexistradores, etc., para medir o fluxo acumulado.
Na actualidade, existe no mercado un caudalímetro de área variable vertical cun cabezal cónico de resorte cargado. Non ten un tipo de condensación e unha cámara tampón. Ten un rango de medición de 100:1 e unha saída lineal, o que é o máis axeitado para a medición de vapor.
Oscilante
O caudalímetro vortex é un representante típico dos caudalímetros oscilantes. Consiste en colocar un obxecto non aerodinámico na dirección cara adiante do fluído, e o fluído forma dúas filas de vórtices asimétricos regulares detrás do obxecto. A frecuencia do tren de vórtices é proporcional á velocidade do fluxo.
As características deste método de medición son a ausencia de pezas móbiles na tubaxe, a repetibilidade das lecturas, a boa fiabilidade, a longa vida útil, o amplo rango de medición lineal, case inalterado polos cambios de temperatura, presión, densidade, viscosidade, etc., e a baixa perda de presión. Alta precisión (aproximadamente 0,5 %-1 %). A súa temperatura de traballo pode superar os 300 ℃ e a súa presión de traballo pode superar os 30 MPa. Non obstante, a distribución da velocidade do fluído e o fluxo pulsante afectarán a precisión da medición.
Diferentes medios poden empregar diferentes tecnoloxías de detección de vórtices. Para o vapor, pódese usar un disco vibratorio ou un cristal piezoeléctrico. Para o aire, pódese usar térmico ou ultrasónico. Para a auga, son aplicables case todas as tecnoloxías de detección. Do mesmo xeito que as placas de orificios, os medidores de fluxo de vórtices tamén están determinados por un conxunto de dimensións.
Electromagnético
Este tipo de medidor de fluxo usa a magnitude da tensión inducida xerada cando o fluxo condutivo flúe a través do campo magnético para detectar o fluxo. Polo tanto, só é axeitado para medios condutivos. Teoricamente, este método non se ve afectado pola temperatura, a presión, a densidade e a viscosidade do fluído, a relación de rango pode chegar a 100:1, a precisión é de aproximadamente o 0,5 %, o diámetro de tubo aplicable é de 2 mm a 3 m e úsase amplamente na medición de fluxo de auga e lama, pasta de papel ou medios corrosivos.
Debido ao sinal débil, ocaudalímetro electromagnéticonormalmente é de só 2,5-8 mV a escala completa, e o caudal é moi pequeno, de só uns poucos milivoltios, o que é susceptible a interferencias externas. Polo tanto, é necesario que a carcasa do transmisor, o cable blindado, o conduto de medición e as tubaxes en ambos extremos do transmisor estean conectados a terra e que se estableza un punto de conexión a terra separado. Nunca o conecte á terra pública de motores, electrodomésticos, etc.
Tipo ultrasónico
Os tipos máis comúns de medidores de caudal son os medidores de caudal Doppler e os medidores de caudal de diferenza de tempo. O medidor de caudal Doppler detecta o caudal en función do cambio na frecuencia das ondas sonoras reflectidas polo obxectivo en movemento no fluído medido. Este método é axeitado para medir fluídos de alta velocidade. Non é axeitado para medir fluídos de baixa velocidade, xa que a precisión é baixa e a suavidade da parede interior da tubaxe debe ser alta, pero o seu circuíto é sinxelo.
O caudalímetro de diferenza de tempo mide o caudal segundo a diferenza de tempo entre a propagación cara adiante e cara atrás das ondas ultrasónicas no fluído de inxección. Dado que a magnitude da diferenza de tempo é pequena, para garantir a precisión da medición, os requisitos para o circuíto electrónico son elevados e o custo do medidor aumenta en consecuencia. O caudalímetro de diferenza de tempo é xeralmente axeitado para líquidos de fluxo laminar puro cun campo de velocidade de fluxo uniforme. Para líquidos turbulentos, pódense usar caudalímetros de diferenza de tempo multifeixe.
Rectángulo de momento
Este tipo de caudalímetro baséase no principio da conservación do momento da cantidade de movemento. O fluído impacta na parte rotatoria para facela xirar, e a velocidade da parte rotatoria é proporcional ao caudal. Despois, utilízanse métodos como o magnetismo, a óptica e a conta mecánica para converter a velocidade nun sinal eléctrico para calcular o caudal.
O medidor de caudal de turbina é o tipo de instrumento máis utilizado e de alta precisión. É axeitado para medios gasosos e líquidos, pero difire lixeiramente na súa estrutura. Para o gas, o ángulo do impulsor é pequeno e o número de álabes é grande. A precisión do medidor de caudal de turbina pode chegar ao 0,2 %-0,5 % e pode chegar ao 0,1 % nun rango estreito, e a relación de redución é de 10:1. A perda de presión é pequena e a resistencia á presión é alta, pero ten certos requisitos sobre a limpeza do fluído e vese facilmente afectado pola densidade e a viscosidade do fluído. Canto menor sexa o diámetro do orificio, maior será o impacto. Do mesmo xeito que a placa de orificio, asegúrese de que haxa suficiente antes e despois do punto de instalación. Sección recta do tubo para evitar a rotación do fluído e cambiar o ángulo de acción da álabe.
Desprazamento positivo
O principio de funcionamento deste tipo de instrumento mídese segundo o movemento preciso dunha cantidade fixa de fluído cada volta do corpo rotatorio. O deseño do instrumento é diferente, como o caudalímetro de engrenaxe oval, o caudalímetro de pistón rotatorio, o caudalímetro de raspador, etc. O rango do caudalímetro de engrenaxe oval é relativamente grande, que pode chegar a 20:1, e a precisión é alta, pero a engrenaxe móbil é fácil de atascar polas impurezas do fluído. O caudalímetro unitario do caudalímetro de pistón rotatorio é grande, pero debido a razóns estruturais, o volume de fuga é relativamente alto. Grande, baixa precisión. O caudalímetro de desprazamento positivo é basicamente independente da viscosidade do fluído e é axeitado para medios como graxa e auga, pero non é axeitado para medios como vapor e aire.
Cada un dos medidores de caudal mencionados anteriormente ten as súas propias vantaxes e desvantaxes, pero mesmo se se trata do mesmo tipo de medidor, os produtos subministrados por diferentes fabricantes teñen diferentes rendementos estruturais.
Data de publicación: 15 de decembro de 2021