VIP Члены
Принципы и методы выбора расходомеров
Принцип выбора расходомера Принцип выбора расходомера заключается прежде всего в глубоком понимании структурных принципов и характеристик жидкости раз
Подробная информация о продукции
Принципы выбора расходомеров
Принцип выбора расходомера заключается прежде всего в глубоком понимании структурных принципов и характеристик жидкости различных расходомеров, а также в выборе в соответствии с конкретными условиями на месте и изучением окружающих условий окружающей среды. Необходимо учитывать и экономические факторы. Как правило, выбор следует делать главным образом из следующих пяти аспектов:
Требования к характеристикам расходомера;Свойства жидкости;Требования к установке;Условия окружающей среды;Стоимость расходомера.
1 Требования к производительности расходомера
Аспекты производительности расходомера в основном включают: измерение расхода (мгновенный расход) или общего объема (кумулятивный расход); Требования к точности; Повторяемость; Линейность; Объем и объем потока; Потери давления; Свойства выходного сигнала и время отклика расходомера.
(1) Измерять расход или общий объем
Измерения расхода включают в себя два вида: мгновенный и кумулятивный расход, например, измерение общего объема, необходимого для передачи сырой нефти из трубопроводов подстанции в торговый переход или управление процессом непрерывного пропорционального производства или производственных процессов нефтехимических трубопроводов, которые время от времени дополняются наблюдениями за мгновенным потоком. Контроль за потоком на некоторых рабочих местах требует мгновенного измерения потока. Таким образом, выбор производится в соответствии с потребностями измерения на месте. Некоторые расходомеры, такие как объемный расходомер, турбометр и т. Д. Принцип измерения состоит в том, чтобы получить общее количество непосредственно с помощью механического счета или выхода частоты импульса, его точность выше, подходит для измерения общего объема, если соответствующее передающее устройство также может выводить поток. Электромагнитный расходомер, ультразвуковой расходомер и т. Д. Для измерения скорости потока жидкости выталкивает расход, быстрый отклик, подходит для управления процессом, если в сочетании с вычислительной функцией также можно получить общее количество.
(2) Точность
Класс точности расходомера определяется в пределах определенного диапазона потока, и если он используется в определенных условиях или в более узком диапазоне потока, например, изменяется в очень небольшом диапазоне, точность измерения будет выше, чем указанная степень точности. Если расходомер турбины измеряет распределение нефтеналивного барабана, при полном включении клапана расход в основном постоянный, его точность может быть увеличена с 0,5 до 0,25.
Класс точности обычно определяется на основе максимально допустимой ошибки расходомера. В спецификациях расходомеров, представленных каждым заводом - изготовителем, будут указаны. Важно знать, относится ли процент погрешности к относительной ошибке или к ошибке ссылки. Относительная погрешность представляет собой процентную долю измеренного значения, часто выражаемую «% R». Ошибка ссылки относится к проценту измерения верхнего предела или диапазона, обычно «% FS». Многие производственные спецификации не указаны. Например, поплавковые расходомеры обычно используют ошибки ссылки, некоторые модели электромагнитных расходомеров также используют ошибки ссылки.
Если расходомер не просто измеряет общее количество, а применяется в системе управления потоком, точность измерительного расходомера определяется в соответствии с требованиями точности управления всей системой. Потому что вся система не только имеет ошибки обнаружения потока, но и содержит ошибки передачи сигнала, регулировки управления, выполнения операций и других аспектов и различных влияющих факторов. Например, в операционной системе существует около 2%
Отступление, определение чрезмерной точности используемых измерительных приборов (уровень выше 0,5) является неэкономичным и неразумным. Что касается самого прибора, то точность между датчиком и вторичным прибором также должна быть надлежащим образом согласована, например, если ошибка трубки средней скорости, спроектированная без фактической калибровки, составляет ±2,5 - ±4%, а дифманометр с высокой точностью 0,2 - 0,5% не имеет большого значения.
Еще одна проблема заключается в том, что для расходомера, указанного в инструкции по проверке или инструкции по изготовлению, уровень точности означает максимально допустимую погрешность расходомера. Однако некоторые дополнительные ошибки могут возникнуть, поскольку расходомеры, используемые на местах, подвержены изменениям в условиях окружающей среды, условиях потока жидкости и динамических условиях. Таким образом, расходомер, используемый на месте, должен быть синтезом максимально допустимой ошибки самого прибора и дополнительной ошибки, и эта проблема должна быть полностью учтена, и иногда ошибки в пределах рабочей среды на месте могут превышать максимально допустимую ошибку расходомера.
(3) Повторение
Повторяемость определяется самим принципом расходомера и качеством производства и является важным техническим показателем использования расходомера, который тесно связан с точностью расходомера. Как правило, в требованиях к измерительным характеристикам в протоколе проверки расходомер не только имеет класс точности, но и регулирует повторяемость, как правило, что повторяемость расходомера не должна превышать 1 / 3 - 1 / 5 максимально допустимой ошибки, указанной в соответствующем уровне точности.
Повторяемость обычно определяется как последовательность многократных измерений в одном и том же направлении в течение короткого периода времени для определенного значения потока при неизменности условий окружающей среды и параметров среды. Однако в практическом применении на повторяемость расходомера часто влияют изменения вязкости жидкости и параметров плотности, которые иногда не достигают уровня, требующего специальной коррекции, и могут быть ошибочно приняты за плохое повторение расходомера. В этом случае следует выбирать расходомеры, которые не чувствительны к изменениям параметров. Например, поплавковые расходомеры подвержены влиянию плотности жидкости, а малокалиберные расходомеры подвержены влиянию не только плотности жидкости, но и вязкости жидкости; Влияние расходомера турбины на вязкость при использовании в диапазоне высокой вязкости; Некоторые нередактированные ультразвуковые расходомеры подвержены влиянию температуры жидкости и тд. Если выход расходомера нелинейный, этот эффект может быть более заметным.
(4) Линейность
Выход расходомера состоит в основном из линейных и нелинейных квадратных корней. Как правило, нелинейные ошибки расходомера не перечислены отдельно, а включены в погрешности расходомера. Для общего более широкого диапазона потока, выходной сигнал импульсный, расходомер, используемый в качестве суммарного накопления, линейность является важным техническим показателем, если в его диапазоне потока используется один приборный коэффициент, когда разница в линейности уменьшает точность расходомера. Например, расходомер турбины использует измерительный коэффициент в диапазоне расхода 10: 1, точность при разности линейности будет ниже, с развитием компьютерной технологии, диапазон расхода может быть разделен, кривая расхода - измерительного коэффициента с использованием метода наименьших квадратов для коррекции расходомера, тем самым повышая точность расходомера и расширяя диапазон расхода.(5) Верхний предел потока и диапазон потока
Верхний расход также известен как полный или максимальный расход расходомера. При выборе диаметра расходомера мы должны быть настроены в соответствии с диапазоном расхода, используемым в измеренном трубопроводе, и верхним и нижним пределом расхода выбранного расходомера, а не просто по диаметру трубопровода.
Как правило, максимальная скорость потока в трубопроводе определяется экономической скоростью потока. Если выбор слишком низкий, толстый диаметр трубы, инвестиции будут большими; Чрезмерно большая транспортная мощность, увеличение эксплуатационных расходов. Например, низковязкие жидкости, такие как вода, имеют экономическую скорость потока 1,5 - 3 м / с, высоковязкие жидкости 0,2 - 1 м / с, скорость потока верхнего потока большинства расходомеров близка или выше экономической скорости трубопровода. Поэтому расходомер выбирается при том же диаметре, что и трубопровод, когда больше, установка более удобна. Если это не то же самое, не будет большой разницы, как правило, верхняя и нижняя соседние характеристики передачи, могут быть использованы переходные трубы соединения.
При выборе расходомера следует обратить внимание на различные типы расходомеров, верхний расход или верхний расход которых значительно различаются в зависимости от принципов измерения и структуры соответствующих расходомеров. В качестве примера возьмем расходомер жидкости, максимальная скорость потока для стеклянного поплавка является самой низкой, как правило, от 0,5 до 1,5 м / с, объемный расходомер от 2,5 до 3,5 м / с, вихревой расходомер выше от 5,5 до 7,5 м / с, электромагнитный расходомер от 1 до 7 м / с или даже от 0,5 до 10 м / с.
Верхняя скорость потока жидкости также должна учитывать, что кавитационное явление не может быть создано из - за высокой скорости потока. Место возникновения кавитационного явления обычно находится в положении с максимальной скоростью потока и самым низким статическим давлением. Чтобы предотвратить образование кавитации, часто необходимо контролировать минимальное противодавление расходомера (максимальный расход).Следует также отметить, что верхний предел расходомера не может быть изменен после заказа, например, объемный расходомер или поплавковый расходомер. Дифференциальный расходомер, такой как диафрагма дросселя, не может изменять нижний предел расхода после того, как он спроектирован, а верхний предел расхода может быть изменен путем регулировки дифференциального преобразователя или замены дифференциального преобразователя. Например, некоторые типы электромагнитных расходомеров или ультразвуковых расходомеров, некоторые пользователи могут самостоятельно изменить верхний предел трафика.
(6) Степень охвата
Диапазон представляет собой соотношение верхнего и нижнего пределов расходомера, и чем больше значение, тем шире диапазон расхода. Линейные приборы имеют более широкий диапазон, обычно 1: 10. Нелинейный расходомер имеет меньший диапазон только 1: 3. Расходомеры, обычно используемые для управления процессами или учета торговых переходов, не выбираются для более узкого диапазона, если требуется более широкий диапазон потоков.
В настоящее время некоторые заводы рекламируют широкий диапазон расхода своих расходомеров, повышая скорость потока верхнего потока в инструкциях по использованию, например, жидкости до 7 - 10 м / с (обычно 6 м / с); Газ увеличен до 50 - 75 м / с (обычно 40 - 50 м / с); На самом деле, такая высокая скорость не может быть использована. На самом деле ключом к ширине диапазона является более низкая нижняя предельная скорость потока для удовлетворения потребностей измерения. Таким образом, расходомер с низкой скоростью потока в нижнем диапазоне более практичен.
(7) Потери давления
Потеря давления обычно относится к невозобновляемым потерям давления, которые датчики расхода иногда могут достигать десятков килопар из - за неподвижных или подвижных контрольных элементов, установленных в канале обращения, или изменения направления потока. Таким образом, расходомер должен быть выбран для определения допустимой потери давления при максимальном расходе по таким параметрам, как пропускная способность системы трубопровода и давление на входе расходомера. Неправильный отбор ограничивает поток жидкости и приводит к чрезмерным потерям давления что сказывается на эффективности обращения. Некоторые жидкости (углеводороды с высоким давлением пара) также должны обратить внимание на то, что чрезмерное падение давления может вызвать кавитационные явления и испарение жидкой фазы, снизить точность измерений и даже повредить расходомер. Например, расходомер для подачи воды с диаметром трубы более 500 мм должен учитывать чрезмерные потери энергии, вызванные потерей давления, и увеличение расходов на прокачку. Согласно сообщениям, расходы на прокачку, связанные с измерением расходомеров с большими потерями давления, в течение нескольких лет, как правило, превышали расходы на приобретение расходомеров с низким давлением и более дорогих расходомеров.
(8) Характеристики выходного сигнала
Выход и индикатор расходомера можно разделить на:
Поток (объемный или массовый); · Общее количество; Средняя скорость потока; Точечная скорость потока. Некоторые расходомеры выводят аналоговое количество (ток или напряжение), другие - выходное количество импульсов. Выход аналоговой величины обычно считается подходящим для управления процессом, более подходящим для соединения с регулирующим клапаном и другими элементами контура управления; Выход импульса лучше подходит для общего объема и высокоточных измерений потока. Передача сигнала на большие расстояния импульсный выход имеет более высокую точность передачи, чем аналоговый выход. Режим и амплитуда выходного сигнала также должны быть совместимы с другими устройствами, такими как интерфейсы управления, процессоры данных, устройства сигнализации, контуры защиты отключения и системы передачи данных.
(9) Время отклика
Применительно к пульсирующему потоку следует обратить внимание на реакцию расходомера на скачкообразные изменения потока. В некоторых случаях требуется, чтобы выход расходомера следовал изменениям потока жидкости, в то время как в других требуется более медленный выход для получения агрегированного среднего значения. Мгновенная реакция часто выражается в постоянной времени или частоте отклика, которая колеблется от нескольких миллисекунд до нескольких секунд, а вторая - ниже сотен Гц. Использование индикаторов может значительно увеличить время отклика. Считается, что увеличение или уменьшение асимметрии динамических реакций расходомера ускоряет увеличение погрешности измерения расхода.
Принцип выбора расходомера заключается прежде всего в глубоком понимании структурных принципов и характеристик жидкости различных расходомеров, а также в выборе в соответствии с конкретными условиями на месте и изучением окружающих условий окружающей среды. Необходимо учитывать и экономические факторы. Как правило, выбор следует делать главным образом из следующих пяти аспектов:
Требования к характеристикам расходомера;Свойства жидкости;Требования к установке;Условия окружающей среды;Стоимость расходомера.
1 Требования к производительности расходомера
Аспекты производительности расходомера в основном включают: измерение расхода (мгновенный расход) или общего объема (кумулятивный расход); Требования к точности; Повторяемость; Линейность; Объем и объем потока; Потери давления; Свойства выходного сигнала и время отклика расходомера.
(1) Измерять расход или общий объем
Измерения расхода включают в себя два вида: мгновенный и кумулятивный расход, например, измерение общего объема, необходимого для передачи сырой нефти из трубопроводов подстанции в торговый переход или управление процессом непрерывного пропорционального производства или производственных процессов нефтехимических трубопроводов, которые время от времени дополняются наблюдениями за мгновенным потоком. Контроль за потоком на некоторых рабочих местах требует мгновенного измерения потока. Таким образом, выбор производится в соответствии с потребностями измерения на месте. Некоторые расходомеры, такие как объемный расходомер, турбометр и т. Д. Принцип измерения состоит в том, чтобы получить общее количество непосредственно с помощью механического счета или выхода частоты импульса, его точность выше, подходит для измерения общего объема, если соответствующее передающее устройство также может выводить поток. Электромагнитный расходомер, ультразвуковой расходомер и т. Д. Для измерения скорости потока жидкости выталкивает расход, быстрый отклик, подходит для управления процессом, если в сочетании с вычислительной функцией также можно получить общее количество.
(2) Точность
Класс точности расходомера определяется в пределах определенного диапазона потока, и если он используется в определенных условиях или в более узком диапазоне потока, например, изменяется в очень небольшом диапазоне, точность измерения будет выше, чем указанная степень точности. Если расходомер турбины измеряет распределение нефтеналивного барабана, при полном включении клапана расход в основном постоянный, его точность может быть увеличена с 0,5 до 0,25.
Класс точности обычно определяется на основе максимально допустимой ошибки расходомера. В спецификациях расходомеров, представленных каждым заводом - изготовителем, будут указаны. Важно знать, относится ли процент погрешности к относительной ошибке или к ошибке ссылки. Относительная погрешность представляет собой процентную долю измеренного значения, часто выражаемую «% R». Ошибка ссылки относится к проценту измерения верхнего предела или диапазона, обычно «% FS». Многие производственные спецификации не указаны. Например, поплавковые расходомеры обычно используют ошибки ссылки, некоторые модели электромагнитных расходомеров также используют ошибки ссылки.
Если расходомер не просто измеряет общее количество, а применяется в системе управления потоком, точность измерительного расходомера определяется в соответствии с требованиями точности управления всей системой. Потому что вся система не только имеет ошибки обнаружения потока, но и содержит ошибки передачи сигнала, регулировки управления, выполнения операций и других аспектов и различных влияющих факторов. Например, в операционной системе существует около 2%
Отступление, определение чрезмерной точности используемых измерительных приборов (уровень выше 0,5) является неэкономичным и неразумным. Что касается самого прибора, то точность между датчиком и вторичным прибором также должна быть надлежащим образом согласована, например, если ошибка трубки средней скорости, спроектированная без фактической калибровки, составляет ±2,5 - ±4%, а дифманометр с высокой точностью 0,2 - 0,5% не имеет большого значения.
Еще одна проблема заключается в том, что для расходомера, указанного в инструкции по проверке или инструкции по изготовлению, уровень точности означает максимально допустимую погрешность расходомера. Однако некоторые дополнительные ошибки могут возникнуть, поскольку расходомеры, используемые на местах, подвержены изменениям в условиях окружающей среды, условиях потока жидкости и динамических условиях. Таким образом, расходомер, используемый на месте, должен быть синтезом максимально допустимой ошибки самого прибора и дополнительной ошибки, и эта проблема должна быть полностью учтена, и иногда ошибки в пределах рабочей среды на месте могут превышать максимально допустимую ошибку расходомера.
(3) Повторение
Повторяемость определяется самим принципом расходомера и качеством производства и является важным техническим показателем использования расходомера, который тесно связан с точностью расходомера. Как правило, в требованиях к измерительным характеристикам в протоколе проверки расходомер не только имеет класс точности, но и регулирует повторяемость, как правило, что повторяемость расходомера не должна превышать 1 / 3 - 1 / 5 максимально допустимой ошибки, указанной в соответствующем уровне точности.
Повторяемость обычно определяется как последовательность многократных измерений в одном и том же направлении в течение короткого периода времени для определенного значения потока при неизменности условий окружающей среды и параметров среды. Однако в практическом применении на повторяемость расходомера часто влияют изменения вязкости жидкости и параметров плотности, которые иногда не достигают уровня, требующего специальной коррекции, и могут быть ошибочно приняты за плохое повторение расходомера. В этом случае следует выбирать расходомеры, которые не чувствительны к изменениям параметров. Например, поплавковые расходомеры подвержены влиянию плотности жидкости, а малокалиберные расходомеры подвержены влиянию не только плотности жидкости, но и вязкости жидкости; Влияние расходомера турбины на вязкость при использовании в диапазоне высокой вязкости; Некоторые нередактированные ультразвуковые расходомеры подвержены влиянию температуры жидкости и тд. Если выход расходомера нелинейный, этот эффект может быть более заметным.
(4) Линейность
Выход расходомера состоит в основном из линейных и нелинейных квадратных корней. Как правило, нелинейные ошибки расходомера не перечислены отдельно, а включены в погрешности расходомера. Для общего более широкого диапазона потока, выходной сигнал импульсный, расходомер, используемый в качестве суммарного накопления, линейность является важным техническим показателем, если в его диапазоне потока используется один приборный коэффициент, когда разница в линейности уменьшает точность расходомера. Например, расходомер турбины использует измерительный коэффициент в диапазоне расхода 10: 1, точность при разности линейности будет ниже, с развитием компьютерной технологии, диапазон расхода может быть разделен, кривая расхода - измерительного коэффициента с использованием метода наименьших квадратов для коррекции расходомера, тем самым повышая точность расходомера и расширяя диапазон расхода.(5) Верхний предел потока и диапазон потока
Верхний расход также известен как полный или максимальный расход расходомера. При выборе диаметра расходомера мы должны быть настроены в соответствии с диапазоном расхода, используемым в измеренном трубопроводе, и верхним и нижним пределом расхода выбранного расходомера, а не просто по диаметру трубопровода.
Как правило, максимальная скорость потока в трубопроводе определяется экономической скоростью потока. Если выбор слишком низкий, толстый диаметр трубы, инвестиции будут большими; Чрезмерно большая транспортная мощность, увеличение эксплуатационных расходов. Например, низковязкие жидкости, такие как вода, имеют экономическую скорость потока 1,5 - 3 м / с, высоковязкие жидкости 0,2 - 1 м / с, скорость потока верхнего потока большинства расходомеров близка или выше экономической скорости трубопровода. Поэтому расходомер выбирается при том же диаметре, что и трубопровод, когда больше, установка более удобна. Если это не то же самое, не будет большой разницы, как правило, верхняя и нижняя соседние характеристики передачи, могут быть использованы переходные трубы соединения.
При выборе расходомера следует обратить внимание на различные типы расходомеров, верхний расход или верхний расход которых значительно различаются в зависимости от принципов измерения и структуры соответствующих расходомеров. В качестве примера возьмем расходомер жидкости, максимальная скорость потока для стеклянного поплавка является самой низкой, как правило, от 0,5 до 1,5 м / с, объемный расходомер от 2,5 до 3,5 м / с, вихревой расходомер выше от 5,5 до 7,5 м / с, электромагнитный расходомер от 1 до 7 м / с или даже от 0,5 до 10 м / с.
Верхняя скорость потока жидкости также должна учитывать, что кавитационное явление не может быть создано из - за высокой скорости потока. Место возникновения кавитационного явления обычно находится в положении с максимальной скоростью потока и самым низким статическим давлением. Чтобы предотвратить образование кавитации, часто необходимо контролировать минимальное противодавление расходомера (максимальный расход).Следует также отметить, что верхний предел расходомера не может быть изменен после заказа, например, объемный расходомер или поплавковый расходомер. Дифференциальный расходомер, такой как диафрагма дросселя, не может изменять нижний предел расхода после того, как он спроектирован, а верхний предел расхода может быть изменен путем регулировки дифференциального преобразователя или замены дифференциального преобразователя. Например, некоторые типы электромагнитных расходомеров или ультразвуковых расходомеров, некоторые пользователи могут самостоятельно изменить верхний предел трафика.
(6) Степень охвата
Диапазон представляет собой соотношение верхнего и нижнего пределов расходомера, и чем больше значение, тем шире диапазон расхода. Линейные приборы имеют более широкий диапазон, обычно 1: 10. Нелинейный расходомер имеет меньший диапазон только 1: 3. Расходомеры, обычно используемые для управления процессами или учета торговых переходов, не выбираются для более узкого диапазона, если требуется более широкий диапазон потоков.
В настоящее время некоторые заводы рекламируют широкий диапазон расхода своих расходомеров, повышая скорость потока верхнего потока в инструкциях по использованию, например, жидкости до 7 - 10 м / с (обычно 6 м / с); Газ увеличен до 50 - 75 м / с (обычно 40 - 50 м / с); На самом деле, такая высокая скорость не может быть использована. На самом деле ключом к ширине диапазона является более низкая нижняя предельная скорость потока для удовлетворения потребностей измерения. Таким образом, расходомер с низкой скоростью потока в нижнем диапазоне более практичен.
(7) Потери давления
Потеря давления обычно относится к невозобновляемым потерям давления, которые датчики расхода иногда могут достигать десятков килопар из - за неподвижных или подвижных контрольных элементов, установленных в канале обращения, или изменения направления потока. Таким образом, расходомер должен быть выбран для определения допустимой потери давления при максимальном расходе по таким параметрам, как пропускная способность системы трубопровода и давление на входе расходомера. Неправильный отбор ограничивает поток жидкости и приводит к чрезмерным потерям давления что сказывается на эффективности обращения. Некоторые жидкости (углеводороды с высоким давлением пара) также должны обратить внимание на то, что чрезмерное падение давления может вызвать кавитационные явления и испарение жидкой фазы, снизить точность измерений и даже повредить расходомер. Например, расходомер для подачи воды с диаметром трубы более 500 мм должен учитывать чрезмерные потери энергии, вызванные потерей давления, и увеличение расходов на прокачку. Согласно сообщениям, расходы на прокачку, связанные с измерением расходомеров с большими потерями давления, в течение нескольких лет, как правило, превышали расходы на приобретение расходомеров с низким давлением и более дорогих расходомеров.
(8) Характеристики выходного сигнала
Выход и индикатор расходомера можно разделить на:
Поток (объемный или массовый); · Общее количество; Средняя скорость потока; Точечная скорость потока. Некоторые расходомеры выводят аналоговое количество (ток или напряжение), другие - выходное количество импульсов. Выход аналоговой величины обычно считается подходящим для управления процессом, более подходящим для соединения с регулирующим клапаном и другими элементами контура управления; Выход импульса лучше подходит для общего объема и высокоточных измерений потока. Передача сигнала на большие расстояния импульсный выход имеет более высокую точность передачи, чем аналоговый выход. Режим и амплитуда выходного сигнала также должны быть совместимы с другими устройствами, такими как интерфейсы управления, процессоры данных, устройства сигнализации, контуры защиты отключения и системы передачи данных.
(9) Время отклика
Применительно к пульсирующему потоку следует обратить внимание на реакцию расходомера на скачкообразные изменения потока. В некоторых случаях требуется, чтобы выход расходомера следовал изменениям потока жидкости, в то время как в других требуется более медленный выход для получения агрегированного среднего значения. Мгновенная реакция часто выражается в постоянной времени или частоте отклика, которая колеблется от нескольких миллисекунд до нескольких секунд, а вторая - ниже сотен Гц. Использование индикаторов может значительно увеличить время отклика. Считается, что увеличение или уменьшение асимметрии динамических реакций расходомера ускоряет увеличение погрешности измерения расхода.
Онлайн - запросы
