Что такое массовый расходомер и как он работает?

Содержание

Что такое массовый расходомер и как он работает?
Массовые расходомеры: как они работают?
Различные типы массовых расходомеров
Кориолисовые массовые расходомеры
Тепловые массовые расходомеры
Наиболее распространенные области применения массовых расходомеров
Массовые расходомеры: каковы их ограничения?
Возможные проблемы с массовыми расходомерами
История измерения массового расхода
Объемный расход и массовый расход в сравнении с измерением
Типичные области применения измерения массового расхода

Что такое массовый расходомер и как он работает?

Массовый расходомер — это устройство, используемое для точного измерения массового расхода жидкости в трубе. В отличие от объемного расхода, который измеряет объем за единицу времени, массовый расход измеряет массу за единицу времени.
Измерение массового расхода необходимо для создания рецептов, отслеживания использования материалов, выставления счетов и передачи права собственности в различных отраслях. Поскольку это наиболее важные измерения расхода на перерабатывающем предприятии, точность и надежность обнаружения массового расхода имеют решающее значение.

Массовые расходомеры: как они работают?

Для измерения массового расхода используются две технологии измерения расхода: расходомер Кориолиса и тепловые массовые расходомеры . Расходомеры Кориолиса, также известные как расходомеры Кориолиса, используют эффект Кориолиса для определения массового расхода. Когда жидкость проходит через трубу и испытывает ускорение Кориолиса из-за механического введения кажущегося вращения, отклоняющая сила, создаваемая инерционным эффектом Кориолиса, зависит от массового расхода жидкости.
Тепловой массовый расходомер может напрямую измерять массовый расход жидкостей и газов на основе принципов теплопередачи, используя нагревательный элемент и датчики температуры.

Различные типы массовых расходомеров

Расходомеры массы Кориолиса

Эти измерители, называемые кориолисовыми, измеряют расход и массовый расход, определяя результирующий угловой момент.
Эффект инерции Кориолиса создает кажущееся вращение в трубе, по которой течет жидкость, создавая отклоняющую силу, которая изменяется в зависимости от массового расхода жидкости.

Тепловые массовые расходомеры

Тепловые массовые расходомеры обеспечивают прямые измерения массового расхода газа и жидкости. Эти расходомеры могут работать, нагревая поток жидкости и отслеживая изменение температуры, или поддерживая зонд при постоянной температуре и измеряя необходимую энергию. Типичный тепловой массовый расходомер состоит из двух датчиков температуры и электронагревателя, размещенного между ними, которые либо вставляются в поток жидкости, либо располагаются снаружи трубы.

Наиболее распространенные области применения массовых расходомеров

Для точного и надежного измерения расхода в критических процессах, таких как химические реакции и рецептурные формулы, массовые расходомеры часто используются на перерабатывающих заводах. Они помогают контролировать и управлять операциями, связанными с массой, а также определять материальный баланс, выставлять счета и передавать данные по счету.

Изучите множество применений кориолисовых массовых расходомеров в различных отраслях промышленности и научных исследованиях. Эти универсальные расходомеры могут точно измерять массовый расход, плотность, температуру и вязкость как едких, так и чистых веществ. Тепловые массовые расходомеры также широко используются для мониторинга и управления массовыми процессами, такими как химические реакции.

Тепловые массовые расходомеры обычно используются в различных приложениях с расходом газа, таких как измерение воздуха для горения в котлах, полупроводниковых газов в химической и нефтехимической промышленности и даже в исследованиях и разработках. Они также используются в газовой хроматографии, тестировании фильтров и утечек, а также обнаружении сжимаемых паров и газов. Одним из их ключевых преимуществ является их способность точно измерять низкие скорости и расходы газа, даже до менее 25 футов в минуту, чего нельзя достичь с помощью других устройств. При работе в режиме постоянной разности температур тепловые расходомеры обеспечивают высокую диапазонность, от 10:1 до 100:1.

С другой стороны, если поступление тепла остается неизменным, обнаружение незначительных изменений температуры становится сложной задачей, и это влияет как на точность, так и на диапазон. При типичных условиях потока погрешности измерений обычно находятся в диапазоне 1-2% от полной шкалы.

Массовые расходомеры: каковы их ограничения?

Массовые расходомеры имеют широкий диапазон возможностей и точности, но их эффективность ограничена из-за потенциальных факторов окружающей среды и ошибок во время считывания, расчета и настройки. Это может привести к снижению эффективности, потенциальному повреждению оборудования и, в конечном счете, к меньшей точности.

Потенциальные проблемы с массовыми расходомерами включают в себя:

• • Расходомеры массы Кориолиса лучше всего работают при высоких скоростях потока, что в свою очередь создает значительные перепады давления.
• • Хотя цена кориолисовых расходомеров может быть выше, чем у других расходомеров, они не подходят для труб большего размера. Максимальный размер кориолисового расходомера Silver Automation Instruments составляет 10 дюймов и не может быть больше.
• • Тепловые массовые расходомеры могут быть подвержены влиянию конденсации влаги (особенно в насыщенных газах) на датчике температуры. Это может привести к неточным показаниям термометра и потенциально вызвать коррозию.
• • Обратите внимание, что на показания тепловых массовых расходомеров может влиять налет или отложение материала на датчике, что может препятствовать теплопередаче и приводить к более низким показаниям расходомера, поэтому, если газ загрязнен, необходима регулярная очистка.
• • Обратите внимание, что тепловые массовые расходомеры могут быть затронуты изменениями в составе газа, особенно в отношении удельной теплоты. Вам необходимо настроить тепловые массовые расходомеры при изменении типа газа.

История измерения массового расхода

• • Ранее массовый расход обычно определялся путем объединения результатов объемного расходомера и денситометра. Плотность либо измерялась напрямую, либо рассчитывалась с использованием данных от датчиков температуры и давления процесса. Однако эти измерения часто были неточными из-за неопределенной связи между давлением/температурой процесса и плотностью. Кроме того, каждый датчик вносил свою собственную погрешность, и расчеты были недостаточно быстрыми, чтобы фиксировать внезапные изменения потока.
• 
  
• • Ранняя конструкция автономных массовых расходомеров использовала угловой момент для работы. Моторизованное рабочее колесо ускоряло жидкость до постоянной угловой скорости, требуя большего углового момента для более высокой плотности. Затем подпружиненная стационарная турбина подвергалась воздействию этого углового момента ниже по потоку от рабочего колеса.
• 
  
• Выходной крутящий момент (кручение пружины) указывал на массовый расход. Все эти счетчики имели сложную механическую конструкцию. Первоначально они использовались для измерения топлива для самолетов, некоторые из них используются и сегодня. Однако из-за их сложной конструкции и высоких расходов на обслуживание они постепенно заменяются более прочными и не требующими особого обслуживания конструкциями.
• 
  
• Общий массовый расход пульпы также можно измерить, объединив точный датчик уровня с денситометром или используя два передатчика d/p, установленных в нижней части атмосферного резервуара на разных высотах. В последнем случае выход верхнего датчика d/p изменяется в зависимости от уровня резервуара, в то время как нижний измеряет плотность материала на фиксированном высотном расстоянии. Этот перепад давления определяет плотность материала в резервуаре.

Объемный расход и массовый расход в сравнении с измерением

Измерение массового расхода и измерение объемного расхода являются важнейшими методами определения расхода в системе. Эти концепции тесно связаны, но имеют явные различия. Измерение массового расхода фокусируется на массе среды, движущейся через систему за определенный промежуток времени, обычно измеряемой в граммах в секунду. Единицы расхода, которые мы обычно используем, — это кг/ч, кг/с, т/ч, баррель/мин, фунт/ч и так далее. Расходомер Кориолиса и тепловой массовый расходомер могут напрямую измерять массовый расход, однако мы также можем получить результат массового расхода с помощью косвенного измерения расхода, например, вихревой расходомер с датчиками температуры и давления для расчета массового расхода.

Измерение объемного расхода подразумевает определение того, сколько места занимает масса в течение определенного периода времени, обычно в литрах в секунду. И это, и другое измерение измеряют скорость, с которой что-то течет через систему. Кроме того, они обычно используются вместе с другими измерениями для получения всестороннего понимания всей системы. Обычно используемая единица расхода — м3/ч, л/м, галлон/мин и т. д.
Расходомеры обычного использования — это расходомеры вытеснительного типа, турбинные расходомеры, электромагнитные расходомеры, ультразвуковые расходомеры и т. д.

Типичные области применения измерения массового расхода