Брояч на газ

Брояч на газ (газомер) е измервателно устройство, предназначено да измерва количеството (по-често - обем, по-рядко - маса) газ, преминал през газопровод. Съответно количеството газ обикновено се измерва в кубични метри (m³), рядко - в единици маса, килограми или тонове (главно технологични газове).
Устройствата, които ви позволяват да измервате или изчислявате количеството газ, преминаващо през единица време (дебит на газа), се наричат разходомери или разходомери. Най-често разходът на газ се измерва в кубични метри на час (m³/h).
Газомерите с малко по-лоши характеристики на точност, предназначени за технологично или вътрешномерско измерване и не се използват за търговско измерване, често се наричат квантометри (проследяване от английски. Квантометри ).

Съдържание

Технически характеристики на битовите газомери

Битовите мембранни измервателни уреди за газ се класифицират в измервателни уреди за най-високо и странично захранване. В Русия единственият производител на битови газомери с странично (хоризонтално) захранване е EPO Signal LLC [1] .

Характеристики на мембранните газомери с примера на VK-G 1,6 метра; VK-G 2.5; VK-G 4 [2], [3] .

Методи за измерване на обема и дебита на газа [1] [2] [3]

Директно измерване на обема

В този случай една или повече често няколко измервателни камери с известен обем се запълват последователно с преминаващ газов поток от входната страна и се изпразват на изхода. Обемът на газа, преминал през устройството, е пропорционален на броя на циклите на пълнене/изпразване. Този метод се използва в барабан, мембрана (камера), ротационни газомери.
Потреблението на газ се изчислява чрез диференциране на обема във времето.

Непряко измерване на обема

В този случай дебитът на газа през устройството се измерва чрез измерване, например, дебита на газа през известна площ на напречното сечение. За измерване на дебита се използват както механични устройства (различни работни колела, турбини и т.н.), така и други методи. Например, измерване на скоростта на потока с помощта на ултразвук, анемометър с гореща тел, откриване на вихри по тялото на потока, измерване на спада на налягането в ограничителното устройство, измерване на скоростта на напора на газовия поток и др. [1] [3]
За правилното прилагане на този метод е необходимо да се изравни дебитът на газа в зоната за измерване по неговото напречно сечение и посока, за което се използват различни устройства за подготовка на потока (струйни изправящи устройства, кондензатори на потока, турбулатори), както във формата на отделни устройства и като неразделна част от самите устройства.
За да се намали грешката, разликата в скоростите на газовия поток в напречното сечение (диаграма на скоростта), например поради забавяне на газовите слоеве по стените, може да бъде взета предвид от устройството при изчисляване на дебита на газа от неговия поток ставка.
Обемът на газа, преминал през напречното сечение на устройството, се изчислява чрез интегриране на дебита във времето.

Класификация на газомерите според принципа на действие

Барабан

Използва се главно за лабораторни цели като примерен измервателен уред. Барабан (като въртящ се принцип), секция от който е пълна с газ, се върти под негово налягане и се изпразва при достигане на изхода. Скоростта на барабана е пропорционална на обема газ, преминал през брояча. Въртенето на барабана чрез механична трансмисия се предава на преброяващото устройство (циферблат. Диапазоните на измерване, в зависимост от стандартните размери, от единици l/h до 10 ... 20 m³/h. Характеризира се с висока точност на измерване, основна грешка до 0,15 ... 0,2%.

Вихър [2] [3]

Използва се изчисляването на периодичността на появата на вихри около тялото в поток от газ (вж. Вихров дебитомер), чиято честота е пропорционална на дебита. За детекция на вихър се използват пиезоелектрични или горещо-проводни анемометрични сензори.
Устройствата с диаметър на пътя на потока от 15 ... 27 до 300 mm, максимален дебит Qmax от 50 ... 70 до 12 000 m3/h и обхват на измерване от 1:10 до 1:60 (при средно налягане близо до атмосферното) са използвано [3] ... С увеличаване на средното налягане, максималният дебит и обхватът на измерване се увеличават почти директно пропорционално на налягането.
Обемът на газа се изчислява чрез интегриране на обемния дебит във времето.

високи (спрямо диаметъра) максимални разходи;
широк обхват на измерване, особено при високи налягания;
отсъствие на механични движещи се части и в резултат на това намалена чувствителност към замърсяване на измерената среда

недостатъчно ниски минимални измерими разходи Qmin;
необходимостта от външно захранване и в резултат на това сложността на автономното използване;
необходимостта от подготовка на потока - изисквания за участъците на тръбопровода преди и след измервателния уред (измервателни участъци на измервателния уред)

Левитиращ

Използва се принципът на оборотомера на газовите лагери.

Мембрана (камера, диафрагма)

Най-често срещаният тип газомер. Първият патент за устройство от този тип е получен в Англия през 1844 година. Механичен брояч. Принципът на действие се основава на движението на подвижните мембрани на камерите при навлизане на газ в устройството. Входът и изходът за газ кара мембраните да се движат последователно и чрез набор от лостове и редуктор задейства брояча.
Измервателни уреди от този тип се използват за максимални дебити Qmax от 2,5 до 100 m3/h. Тези измервателни уреди имат широк обхват на измерване до 1: 100.

широк обхват на измерване;
голям интервал за изпитване (MPI) - до 10 години;
възможност за автономна работа

големи размери, особено за измервателни уреди с висока цена;
ниско максимално налягане на измерения газ - до 0,5 бара;
чувствителност към механично замърсяване на измерената среда

Въз основа на метода на диференциално налягане на отвора [2]

Видове ограничителни устройства: отвори, тръби и дюзи на Вентури, осредняващи тръби Annubar и Torbar и др. Когато потокът протича през ограничителното устройство, се образува разлика в налягането между участъците на тръбопровода преди и след ограничителното устройство. Спадът на налягането е пропорционален на квадрата на дебита. Измерва се от един (или повече, за разширяване на обхвата на измерване) манометри на диференциално налягане.

Разходомер с гореща тел

Принципът на измерване се основава на зависимостта на топлопредаването на нагрят елемент, поставен в потока, от скоростта на потока.

Ротационен [2]

Механичен брояч. Два ротора са разположени в измервателната камера през газовия поток. Когато газът попадне на входа на измервателния уред, двата ротора се въртят под неговото налягане. Формата на роторите (наподобяващи числото 8 в напречно сечение) и напречното сечение на измервателната камера се изчисляват по такъв начин, че при въртене роторът да описва повърхностния профил на стената на измервателната камера с единия край, и описва повърхностния профил на втория, въртящ се към ротора, с другия край. В първоначалното положение роторът е разположен под ъгъл от 90 ° един към друг; това взаимно положение е фиксирано от две синхронизиращи колела, монтирани върху осите на ротора. Същите колела осигуряват строго синхронно въртене на роторите. По време на въртене двата ротора редуват последователно определен обем газ (част), затворен между ротора и стената на измервателната камера, и го заобикалят до изхода на измервателния уред. Обемът на газа, преминал през брояча, е пропорционален на броя на порциите и съответно е пропорционален на броя на оборотите на роторите. Въртенето на ротора от оста си чрез механична трансмисия (редуктор, магнитно съединение, зъбна система) се предава на отчитащия механизъм, в който се натрупва количеството преминал газ.
Те се използват за максимални дебити Qmax от 10 ... 16 до 650 ... 1000 m3/h (по-рядко - в битовия сектор за Qmax 4 ... 10 m3/h), с диапазон на дебита от 1:20 до 1: 250.

широк диапазон от разходи;
по-висока точност при драстично променящи се разходи;
висока точност;
компактен монтаж

по-висока цена в сравнение с турбина;
по-малки възможни диаметри и по-малки възможни стандартни размери;
шум;
чувствителност към механично замърсяване на околната среда;
чувствителност към пневматичен удар

Електронният преобразувател изчислява количеството газ, преминало през струйния генератор.

Турбина [2]

Механичен брояч. Конструктивно това е участък от тръба, в поточната част на който последователно надолу по веригата е разположена турбина с вал и опори на въртящи се лагери. Газът, преминаващ през измервателната камера на измервателния уред, върти турбината, чиято скорост на въртене е пропорционална на дебита и съответно на дебита на газа. Въртенето на турбината през механична трансмисия (червяк, редуктор, магнитен съединител, зъбна система) се предава на отчитащия механизъм, върху който тя се интегрира механично във времето и се натрупва обемът на преминалия газ [2] .

Ултразвук [2]

Ултразвукът, пуснат в посока на газовия поток, и ултразвукът, пуснат срещу посоката на газовия поток, имат разлика в скоростта на движение, която е пропорционална на скоростта на движение на газа. Чрез сравняването им се получава дебитът и съответно дебитът и обемът на преминалия газ.
Най-простите и евтини устройства от този тип с малки диаметри имат една двойка ултразвукови излъчватели, разположени една срещу друга по оста на устройството или на противоположни стени под ъгъл спрямо потока. Или, алтернативно, на една стена. В този случай ултразвуковата вълна от един излъчвател се отразява от противоположната стена и удря втората, сдвоена. И обратно - от второто към първото.
По-сложните и скъпи устройства с големи диаметри имат няколко двойки излъчватели, разположени радиално по стените на устройството под ъгъл спрямо потока, което дава възможност за по-точно определяне на средния дебит над участъка [2] .

Те се използват много по-рядко от изброените по-горе и се използват най-често при научни изследвания.

Класификация на газомерите по тяхната производителност

Пропускателна способност - диапазонът на дебитите, в рамките на който е осигурена грешка в измерването на измервателния уред, декларирана от производителя.
Максималният дебит (Qmax) се избира от повечето производители от ред 1; 1.6; 2,5; 4; 6 (6.5) с коефициент 10 n, m 3/h.
Минималният дебит (Qmin) характеризира измервателния обхват на измервателния уред. Обичайно е ширината на обхвата на измерване да се определя като съотношение Qmin/Qmax. Измервателните уреди имат обхват от 1:10 до 1: 250 и повече.
Чувствителността трябва да се разграничава от Qmin (характерна, по правило, за механичните устройства) - най-ниският дебит, при който отчитащият механизъм все още е в движение и показанията му се променят, но грешката на такова измерване не съответства на стандарта.
Според максималната пропускателна способност газомерите обикновено се разделят на битови, общински и промишлени.

С максимална производителност от 1 до 6 m³/h. Най-често се използва в апартаменти, къщи, офиси, малки пещи за локално измерване на потреблението на газ.
По правило това са малки мембрани (камера, мембрана), по-рядко ултразвукови, струйни, малки ротационни газомери (вижте раздела Класификация на газомерите според принципа на действие)

Помощни програми

С максимална производителност от 10 до 40 m³/h. Те се използват за измерване на разхода на газ от малки котелни централи, технологични инсталации и др.
По правило това са по-големи мембрани (камера, мембрана), ротационни, ултразвукови, струйни газомери.

Индустриална

С максимална производителност над 40 m³/h.
Те се използват главно в измервателни уреди за големи потребители - газови котелни, промишлени и селскостопански предприятия, измервателни възли за газоразпределителни мрежи (ротационни, турбинни, вихрови, ултразвукови, реактивни газомери), на магистрални мрежи (стеснителни устройства, турбина, вихрови, ултразвукови газомери)