El cabal és un paràmetre de control de processos que s'utilitza habitualment en els processos de producció industrial. Actualment, hi ha aproximadament més de 100 mesuradors de cabal diferents al mercat. Com han de triar els usuaris productes amb un rendiment i un preu més alts? Avui, portarem a tothom a entendre les característiques de rendiment dels mesuradors de cabal.
Comparació de diferents mesuradors de cabal
Tipus de pressió diferencial
La tecnologia de mesura de pressió diferencial és actualment el mètode de mesura de cabal més utilitzat, que pot mesurar gairebé el flux de fluids monofàsics i fluids a alta temperatura i alta pressió en diverses condicions de treball. A la dècada de 1970, aquesta tecnologia representava el 80% de la quota de mercat. El mesurador de cabal de pressió diferencial generalment està compost per dues parts, un dispositiu d'estrangulació i un transmissor. Dispositius d'estrangulació, plaques d'orifici comunes, broquets, tubs de Pitot, tubs de velocitat uniforme, etc. La funció del dispositiu d'estrangulació és reduir el fluid que flueix i marcar la diferència entre el seu flux aigües amunt i aigües avall. Entre els diversos dispositius d'estrangulació, la placa d'orifici és la més utilitzada per la seva estructura senzilla i la seva fàcil instal·lació. Tanmateix, té requisits estrictes sobre les dimensions de processament. Sempre que es processi i s'instal·li d'acord amb les especificacions i els requisits, el mesurament del cabal es pot realitzar dins del rang d'incertesa després que la inspecció estigui qualificada i no cal la verificació real del líquid.
Tots els dispositius d'estrangulació tenen una pèrdua de pressió irrecuperable. La pèrdua de pressió més gran és l'orifici de vores afilades, que és del 25% al 40% de la diferència màxima de l'instrument. La pèrdua de pressió del tub de Pitot és molt petita i es pot ignorar, però és molt sensible als canvis en el perfil del fluid.
Tipus d'àrea variable
Un representant típic d'aquest tipus de cabalímetre és un rotàmetre. El seu avantatge destacat és que és directe i no requereix una font d'alimentació externa quan es mesura in situ.
Els rotàmetres es divideixen en rotàmetres de vidre i rotàmetres de tub metàl·lic segons la seva fabricació i materials. El cabalímetre de rotor de vidre té una estructura senzilla, la posició del rotor és clarament visible i és fàcil de llegir. S'utilitza principalment per a temperatura normal, pressió normal, medis transparents i corrosius, com ara aire, gas, argó, etc. Els rotàmetres de tub metàl·lic generalment estan equipats amb indicadors de connexió magnètica, s'utilitzen en situacions d'alta temperatura i alta pressió, i poden transmetre senyals estàndard per ser utilitzats amb registradors, etc., per mesurar el cabal acumulat.
Actualment, hi ha al mercat un cabalímetre d'àrea variable vertical amb un capçal cònic de ressort carregat. No té un tipus de condensació i una cambra tampó. Té un rang de mesura de 100:1 i una sortida lineal, que és la més adequada per a la mesura de vapor.
Oscil·lant
El cabalímetre vortex és un representant típic dels cabalímetres oscil·lants. Consisteix a col·locar un objecte no aerodinàmic en la direcció cap endavant del fluid, i el fluid forma dues files de vòrtex asimètriques regulars darrere de l'objecte. La freqüència del tren de vòrtex és proporcional a la velocitat del flux.
Les característiques d'aquest mètode de mesura són l'absència de parts mòbils a la canonada, la repetibilitat de les lectures, la bona fiabilitat, la llarga vida útil, l'ampli rang de mesura lineal, gairebé insensible als canvis de temperatura, pressió, densitat, viscositat, etc., i la baixa pèrdua de pressió. Alta precisió (aproximadament 0,5%-1%). La seva temperatura de treball pot arribar a superar els 300 ℃ i la seva pressió de treball pot arribar a superar els 30 MPa. Tanmateix, la distribució de la velocitat del fluid i el flux pulsant afectaran la precisió de la mesura.
Diferents medis poden utilitzar diferents tecnologies de detecció de vòrtex. Per al vapor, es pot utilitzar un disc vibrant o un cristall piezoelèctric. Per a l'aire, es pot utilitzar tèrmic o ultrasònic. Per a l'aigua, gairebé totes les tecnologies de detecció són aplicables. Igual que les plaques d'orifici, el vòrtex... El coeficient de cabal del cabalímetre de carrer també es determina per un conjunt de dimensions.
electromagnètic
Aquest tipus de cabalímetre utilitza la magnitud del voltatge induït generat quan el flux conductor flueix a través del camp magnètic per detectar el flux. Per tant, només és adequat per a medis conductors. Teòricament, aquest mètode no es veu afectat per la temperatura, la pressió, la densitat i la viscositat del fluid, la relació de rang pot arribar a 100:1, la precisió és d'aproximadament el 0,5%, el diàmetre de la canonada aplicable és de 2 mm a 3 m, i s'utilitza àmpliament en la mesura del flux d'aigua i fang, pasta de paper o medis corrosius.
A causa del senyal feble, elcabalímetre electromagnèticnormalment és de només 2,5-8 mV a escala completa, i el cabal és molt petit, només uns pocs mil·livolts, cosa que és susceptible a interferències externes. Per tant, cal que la carcassa del transmissor, el cable blindat, el conducte de mesura i les canonades a tots dos extrems del transmissor estiguin connectats a terra i que s'estableixi un punt de connexió a terra separat. No connecteu mai a la terra pública de motors, aparells elèctrics, etc.
Tipus ultrasònic
Els tipus més comuns de cabalímetres són els cabalímetres Doppler i els cabalímetres de diferència de temps. El cabalímetre Doppler detecta el cabal en funció del canvi en la freqüència de les ones sonores reflectides per l'objectiu en moviment en el fluid mesurat. Aquest mètode és adequat per mesurar fluids d'alta velocitat. No és adequat per mesurar fluids de baixa velocitat, i la precisió és baixa, i es requereix que la suavitat de la paret interior de la canonada sigui alta, però el seu circuit és senzill.
El cabalímetre de diferència de temps mesura el cabal segons la diferència de temps entre la propagació cap endavant i cap enrere de les ones ultrasòniques en el fluid d'injecció. Com que la magnitud de la diferència de temps és petita, per tal de garantir la precisió de la mesura, els requisits per al circuit electrònic són elevats i el cost del mesurador augmenta en conseqüència. El cabalímetre de diferència de temps és generalment adequat per a líquids de flux laminar pur amb un camp de velocitat de flux uniforme. Per a líquids turbulents, es poden utilitzar cabalímetres de diferència de temps multifeix.
Rectangle de momentum
Aquest tipus de cabalímetre es basa en el principi de conservació del moment de moviment. El fluid impacta la part giratòria per fer-la girar, i la velocitat de la part giratòria és proporcional al cabal. A continuació, s'utilitzen mètodes com el magnetisme, l'òptica i el recompte mecànic per convertir la velocitat en un senyal elèctric per calcular el cabal.
El cabalímetre de turbina és el tipus d'instrument més utilitzat i d'alta precisió. És adequat per a medis gasosos i líquids, però té una estructura lleugerament diferent. Per al gas, l'angle de l'impel·lent és petit i el nombre de pales és gran. La precisió del cabalímetre de turbina pot arribar al 0,2%-0,5%, i pot arribar al 0,1% en un rang estret, i la relació de reducció és de 10:1. La pèrdua de pressió és petita i la resistència a la pressió és alta, però té certs requisits sobre la neteja del fluid i es veu fàcilment afectada per la densitat i la viscositat del fluid. Com més petit sigui el diàmetre del forat, més gran serà l'impacte. Igual que amb la placa d'orifici, assegureu-vos que hi hagi prou abans i després del punt d'instal·lació. Secció de canonada recta per evitar la rotació del fluid i canviar l'angle d'acció de la pala.
Desplaçament positiu
El principi de funcionament d'aquest tipus d'instrument es mesura segons el moviment precís d'una quantitat fixa de fluid cada revolució del cos giratori. El disseny de l'instrument és diferent, com ara el cabalímetre d'engranatges ovalats, el cabalímetre de pistó rotatiu, el cabalímetre de raspador, etc. El rang del cabalímetre d'engranatges ovalats és relativament gran, que pot arribar a 20:1, i la precisió és alta, però l'engranatge mòbil és fàcil de quedar encallat per les impureses del fluid. El cabal unitari del cabalímetre de pistó rotatiu és gran, però a causa de raons estructurals, el volum de fuita és relativament alt. Gran, poca precisió. El cabalímetre de desplaçament positiu és bàsicament independent de la viscositat del fluid i és adequat per a medis com ara greix i aigua, però no és adequat per a medis com ara vapor i aire.
Cadascun dels cabalímetres esmentats anteriorment té els seus propis avantatges i desavantatges, però fins i tot si es tracta del mateix tipus de mesurador, els productes subministrats per diferents fabricants tenen diferents rendiments estructurals.
Data de publicació: 15 de desembre de 2021