SILVER AUTOMATION INSTRUMENTS
русский

Руководство по выбору микрорасходомеров Кориолиса с малым расходом


Микрорасходомер Кориолиса для малых расходов рассчитывается в основном исходя из требуемого диапазона массового расхода, а не просто из диаметра технологического трубопровода. Практическая отправная точка — поддержание нормального расхода на уровне 50–80% от полной шкалы, с учетом перепада давления, контактирующих с жидкостью материалов и требований, предъявляемых к опасным зонам.

Приведенные ниже примеры отражают типичные требования к холодильным установкам, дозирующим стендам и калибровочным лабораториям, с использованием технологических условий, предоставленных для каждого применения.

TEX approved micro mass flow meter for refrigerant measurement

1. Что считается микро- или низкопоточным расходом?

Универсального порогового значения для микрорасходов или расхода с низким расходом не существует. На практике микрокориолисовые расходомеры охватывают потоки от нескольких граммов в минуту до нескольких сотен кг/ч, с диаметром датчика примерно от DN1,5 до DN15 (от 1/16 дюйма до 1/2 дюйма).

Типичные результаты наших исследований включают в себя:

ПриложениеТипичный поток
стенд для дозирования перекиси водорода или добавок90–105 мл/мин
Эталон калибровочной лабораторииот 100 до 5000 мл/мин
Трубопровод для хладагента (тепловой насос)от 30 до 150 кг/ч
Пилотная или салазочная технологическая линияот 5 до 500 кг/ч

Если требуемый расход ниже этого диапазона, может подойти другая технология расходомеров. Основные альтернативы описаны в разделе 9.

2. Сначала переведите в режим массового расхода.

Кориолисовый расходомер измеряет массовый расход, тогда как технологические данные могут быть представлены в л/мин или мл/мин. Перед подбором расходомера необходимо преобразовать объемный расход, используя плотность жидкости при рабочей температуре.

Вода наглядно демонстрирует, почему температура имеет значение. При скорости потока 5000 мл/мин:

  • При 20 °C (0,998 г/мл): около 299 кг/ч
  • При 60 °C (0,983 г/мл): около 295 кг/ч

Разница составляет около 1,5%, что превышает точность измерителя в данном примере. Хладагенты и большинство органических растворителей могут демонстрировать большее изменение плотности, чем вода.

Таким образом, одного лишь диаметра трубопровода недостаточно для подбора кориолисового расходомера.

3. Размер определяется диапазоном расхода, а не диаметром трубы.

Размер трубы — распространённая отправная точка при выборе расходомера, но он не определяет правильный диаметр кориолисового датчика. Два примера показывают, почему.

Пример запроса А: линия хладагента

  • Применение: трубопровод с жидким хладагентом в тепловом насосе.
  • Технические характеристики заказчика: медная трубка диаметром φ10 мм.
  • Рекомендуется использовать датчик DN1.5–DN3.

Размер датчика следует определять исходя из требуемого диапазона расхода, а не только диаметра трубки. Датчик DN10 также может подойти, если рабочий расход попадает в соответствующую часть его диапазона измерения.

Пример запроса B: калибровочный стенд

  • Применение: калибровка объемов воды.
  • Данные заказчика: до 5000 мл/мин (около 300 кг/ч)
  • Рекомендуемый диаметр: около DN6, в зависимости от диапазона расхода и перепада давления расходомера.

В данном случае диаметр отверстия датчика соответствует требуемому диапазону расхода, а не диаметру трубопровода.

В качестве практической отправной точки следует стремиться к нормальному расходу в пределах 50–80% от максимального. Более высокая загрузка может увеличить перепад давления, поэтому необходимо также обратить внимание на условия максимального расхода.

SH CMF FE series small flow coriolis flow controller

4. Точность, нулевая стабильность и снижение частоты.

При низком расходе важны два параметра точности: процент от показания и стабильность нуля. Погрешность в процентах от показания изменяется в зависимости от измеряемого расхода, а стабильность нуля добавляет фиксированную погрешность в кг/ч. По мере уменьшения расхода эта фиксированная погрешность становится большей долей показания.

Например, при нулевой стабильности 0,01 кг/ч нулевая погрешность составляет 0,1% при 10 кг/ч, но 1% при 1 кг/ч. Прибор не изменился, но та же самая нулевая погрешность теперь представляет собой десятикратный процент от измеренного расхода.

Для измерения точности в процентах от показаний реалистичной целью для многих микрометров является ±0,2% или лучше. Более полезной характеристикой является стабильность нулевого значения и указание точности при фактическом рабочем расходе, а не только заявленная точность.

Понижение производительности имеет значение по той же причине. Датчик, выбранный для производительности от 30 до 150 кг/ч (5:1), поддерживает нормальную рабочую точку в более полезной части диапазона, чем датчик, работающий в диапазоне 1:100.

5. Падение давления в зависимости от напора насоса

Кориолисовые датчики малого диаметра могут создавать заметное падение давления (Δp), а установки с низким расходом часто имеют ограниченный напор насоса. Перед окончательным выбором расходомера сравните Δp при нормальном и максимальном расходе с имеющимся напором насоса.

Если ограничивающим фактором является падение давления, то немного больший диаметр может быть лучшим компромиссом, при условии, что нормальный расход по-прежнему находится в подходящей части диапазона показаний расходомера.

6. Смоченные материалы и жидкости

Жидкость влияет на смачиваемый материал, выбор уплотнения, а в некоторых случаях и на модель расходомера. Жидкость, её концентрация и рабочая температура должны указываться вместе, поскольку каждый из этих факторов может изменить требуемый материал и его стоимость.

  • Перекиси и агрессивные химические вещества: контактирующие с ними материалы зависят от концентрации и температуры; при наличии совместимости могут быть рассмотрены варианты из неметаллических материалов или нержавеющей стали марки 316L.
  • Пищевая, молочная и фармацевтическая промышленность: гигиеническая отделка и санитарные соединения имеют важное значение.
  • Топливо, растворители и керосин: обычно используется керосин марки 316L, в зависимости от конкретной жидкости и условий эксплуатации.
  • Хладагенты: для указанных областей применения используется хладагент 316L с герметичным сухим передатчиком.

7. Давление, вакуум и взрывоопасная зона

Применение микрокориолисовых компрессоров позволяет работать в широком диапазоне давлений, особенно на холодильных установках. Два примера иллюстрируют этот тезис.

Пример запроса C: холодильная установка. Линия проходила от 0,4 мбар абс. (300 мкМ рт. ст., вакуумирование) до примерно 41 бар. Необходимо указать полный диапазон рабочих давлений, поскольку он влияет на конструкцию и номинальное давление.

Пример запроса D: тепловой насос. Заказчику требовалось наличие сертификата ATEX для хладагентов класса A2L (R454C, R454B, R32) и выносного дисплея, поскольку счетчик размещается внутри компактного блока.

Тип сертификата, температурный класс, длина кабеля и номинальные характеристики корпуса должны быть определены на раннем этапе. Эти параметры конфигурации могут повлиять как на цену, так и на сроки поставки в системах с микропотоком.

8. Монтажные ловушки для микрометров

Из-за малого внутреннего диаметра и низкой скорости потока микрорасходомеры требуют тщательного соблюдения условий установки:

  • Вибрация: Микродатчики с однотрубной петлей реагируют на внешнюю вибрацию сильнее, чем двухтрубные конструкции. Жесткая опора и некоторое расстояние от насосов и компрессоров помогают поддерживать стабильность сигнала.
  • Пульсация насоса: Диафрагменные и перистальтические насосы могут создавать пульсации. При значительной пульсации может потребоваться демпфирование сигнала или использование гасителя пульсаций.
  • Пузырьки и вспышки: труба должна оставаться заполненной. На линиях хладагента устанавливайте расходомер там, где жидкость полностью находится в жидком состоянии, например, после конденсатора или переохладителя, и, по возможности, размещайте регулирующие клапаны ниже по потоку.
  • Загрязнения: Диаметр отверстия невелик, поэтому подходящий сетчатый фильтр, расположенный перед датчиком, поможет защитить его.
  • Настройка нуля: Установите нулевое значение при истинном нулевом расходе, заполненной трубе и рабочей температуре счетчика.

9. Когда микрокориолис — неподходящий выбор

Кориолисовые расходомеры обеспечивают высокую точность измерений, требуют минимального количества прямых труб и позволяют напрямую измерять массовый расход. Эти преимущества важны при изменении свойств жидкости или при необходимости высокой точности измерений. Если же в данном случае они не требуются, турбинный или овальный шестеренчатый расходомер может обеспечить необходимые измерения по более низкой цене.

Кориолисовый расходомер обычно стоит в несколько раз дороже, чем турбинный или овальный шестеренчатый расходомер.

ТехнологииЖидкостиЛучший вариант
МикрокориолисЖидкость и газМассовый расход, изменение свойств жидкости, высокая точность.
Микроовальная шестерняЖидкость, в том числе вязкаяВязкая жидкостьдозировка, сборки с учетом стоимости
Турбина с низким расходомЧистая, некоррозионная жидкостьВода, легкое масло, объемная калибровка
Тепловая массаТолько бензинГаз с низким расходом, где кориолисовая фильтрация нерентабельна.

Для более подробного обзора технологии см. наше руководство по расходомерам с низким расходом .

10. Что нужно уточнить перед выбором размера

Приведенной ниже информации достаточно для определения основных требований к размерам и конфигурации:

  • Жидкость, плотность, вязкость и температура влияют на контактируемый с жидкостью материал и требования к калибровке.
  • Нормальный и максимальный расход, предпочтительно в массовых единицах, определяют диаметр датчика и полезный диапазон регулирования.
  • Размер трубопровода и тип технологического соединения определяют тип механического соединения, например, резьба 1/4 дюйма NPT, BSP или компрессионный фитинг для труб с внешним диаметром 10 мм.
  • Диапазон давления, включая вакуум, влияет на требуемую конструкцию и номинальное давление.
  • Допустимое падение давления имеет значение, когда доступный напор насоса ограничен, особенно при максимальном расходе.
  • Точность следует оценивать исходя из фактического рабочего потока, а не только на основе заявленных технических характеристик.
  • Для установок, работающих во взрывоопасных зонах, или хладагентов класса A2L, укажите требуемую сертификацию, температурный класс и условия установки.
  • Функции вывода, отображения и суммирования являются элементами конфигурации. На этапе запроса укажите требования, такие как 4-20 мА, Modbus RS485, удаленный дисплей или поминутное считывание показаний.

Часто задаваемые вопросы о микрокориолисных измерителях

Какой наименьший размер кориолисового расходомера?
Микромодели доступны в размерах примерно до DN1.5, с полным диапазоном производительности от граммов до килограммов в час. Диаметр отверстия сам по себе не определяет нижний предел. Стабильность нулевого давления также имеет значение, поэтому сравните его с нормальным рабочим расходом.
Насколько точен микрокориолисовый расходомер при низком расходе?
Точность, указанная в заголовке, проявляется при расходе выше определенного значения. При меньшем расходе фиксированная ошибка стабильности нуля становится большей частью показаний. Подходящий диаметр датчика позволяет поддерживать нормальный расход в полезной части диапазона.
Кориолисовый или термомассовый расходомер для газа с низким расходом?
Термоанемометрия подходит для очень малых потоков газа и простых газов. Кориолисовская функция полезна, когда необходимы прямые измерения массового расхода и плотности, или когда изменяется состав газа, при условии, что давление достаточно высокое для получения пригодной для использования плотности газа.
Может ли микрокориолисовый расходомер измерять концентрацию хладагента в жидкости?
Да, при условии, что хладагент остается полностью жидким в месте установки счетчика. Установите счетчик после конденсатора или переохладителя и поддерживайте перепад давления достаточно низким, чтобы избежать испарения. Укажите диапазон рабочих давлений, включая вакуум, и любые необходимые разрешения A2L.
В каких случаях достаточно использовать овальный шестеренчатый или турбинный счетчик?
При достаточном измерении объема допустимая точность составляет от 0,5% до 1%, а жидкость стабильна. Овальные шестеренчатые расходомеры подходят для вязких жидкостей, а турбинные расходомеры — для чистых жидкостей с низкой вязностью.

Нужна помощь в выборе подходящего счетчика?

Отправьте нам эти данные, и мы сможем порекомендовать подходящую модель и подтвердить падение давления:

  • Жидкость, концентрация и температура
  • Нормальный и максимальный поток
  • Размер трубопровода и технологическое соединение
  • Диапазон давления, включая вакуум
  • Допустимое падение давления
  • Требования к взрывоопасным зонам

Информацию о доступных диаметрах и диапазонах расхода см. в нашем ассортименте микрокориолисовых расходомеров.

Свяжитесь с нами по электронной почте sales@silverinstruments.com или через WhatsApp +86 189 3675 9191 .

Email
sales@silverinstruments.com
WA
WhatsApp QR Scan to WhatsApp
Inquiry
Send a Quote