Измеритель прямого вытеснения - Википедия - Positive displacement meter

А измеритель прямого вытеснения это тип расходомер это требует, чтобы жидкость механически перемещала компоненты в расходомере для измерения расхода. Расходомеры прямого вытеснения (PD) измеряют объемный расход движущейся жидкости или газа путем разделения среды на фиксированные отмеренные объемы (конечные приращения или объемы жидкости). Основная аналогия заключается в том, чтобы держать ведро под краном, заполнять его до заданного уровня, затем быстро заменять его другим ведром и определять скорость заполнения ведер (или общее количество ведер для «суммарного» потока). . При соответствующей компенсации давления и температуры можно точно определить массовый расход.

Объемный расходомер с овальной передачей. Жидкость заставляет зацепленные шестерни вращаться; каждое вращение соответствует фиксированному объему жидкости. Подсчет оборотов суммирует объем, а скорость пропорциональна расходу.

Эти устройства состоят из камеры (камер), которая препятствует потоку среды, и вращающегося или возвратно-поступательного механизма, который позволяет пропускать количества фиксированного объема. Количество посылок, проходящих через камеру, определяет объем носителя. Скорость вращения или возвратно-поступательного движения определяет скорость потока. Существует два основных типа расходомеров прямого вытеснения. Системы или преобразователи, состоящие только из датчиков, представляют собой устройства, похожие на переключатели, которые обеспечивают электронные выходы для процессоров, контроллеров или систем сбора данных.

Полные сенсорные системы предоставляют дополнительные возможности, такие как встроенный дисплей и / или пользовательский интерфейс. Для обоих типов расходомеров прямого вытеснения технические характеристики включают минимальный и максимальный измеряемый расход, рабочее давление, диапазон температур, максимально допустимая вязкость материала, размер соединения и точность в процентах (обычно в процентах от фактическое значение, а не полная шкала). Поставщики указывают, предназначены ли устройства для измерения жидкости или газа.

Типы

Винтовой метр

Винтовой расходомер состоит из набора винтов (также называемых шпинделями), которые вместе с внутренней структурой корпуса расходомера образуют измерительную камеру.^[1]Винт войдет во вращение благодаря прохождению среды через устройство, которая затем передается указанными винтами с одного конца на другой конец измерительного устройства. Для этого необходимо падение давления, которое рассматривается как «необходимое зло».^[2] Затем это вращение может быть зарегистрировано датчиком, который в сочетании с блоком обработки (программным и аппаратным обеспечением) сможет производить измерения в соответствии с расходом, вязкостью и размером измерительной камеры.^[3] футов

Винтовые расходомеры известны своей превосходной линейностью (± 0,001%),^[4]^[5] отличная повторяемость (до 0,006%)^[6] и точность (± 0,1%)^[7]^[8]. Они имеют тенденцию использоваться в качестве международных эталонов и / или эталонов метрологическими институтами из-за их выдающихся характеристик и надежности. Благодаря винтовым расходомерам государственные и независимые метрологические институты по всему миру могут сравнивать свою работу, оборудование или откалибровать другие расходомеры (например, эталонное измерение) или сравнивать характеристики расходомеров в соответствии с различными принципами измерения.^[9]^[10]^[11]^[12]

Первый винтовой расходомер прямого вытеснения. Расходомер KRAL.

Список государственных и независимых метрологических институтов, использующих винтовые расходомеры в качестве международных эталонов и / или стандартов:^[13]^[14]^[15]^[16]

Австралия
Австрия
Бельгия
Канада
Чехия
Дания
Франция
Германия
Япония
Мексика
Шотландия
Швеция
Швейцария
Тайвань R.O.C.
Нидерланды
Объединенное королевство
Вьетнам

Возвратно-поступательный или качающийся поршень

Каждый поршень приводится в действие механическим или магнитным способом для наполнения цилиндра жидкостью и последующего выпуска жидкости. Каждый ход представляет собой конечное измерение жидкости (может быть одно- или многопоршневое устройство).

Механизм

Зубчатые расходомеры полагаются на внутренние шестерни, вращающиеся при прохождении через них жидкости. Существуют различные типы шестеренчатых измерителей, названные в основном из-за формы внутренних компонентов.

Овальная шестерня: Две вращающиеся овальные шестерни с синхронизированными зубьями «выжимают» конечное количество жидкости через расходомер за каждый оборот.

В расходомерах с овальными шестернями две овальные шестерни или роторы установлены внутри цилиндра. Когда жидкость протекает через цилиндр, давление жидкости заставляет роторы вращаться. По мере увеличения скорости потока увеличивается и скорость вращения роторов.

Косозубая шестерня: Расходомеры с цилиндрической зубчатой передачей получили свое название от формы их зубчатых колес или роторов. Эти роторы имеют форму спирали, которая представляет собой спиралевидную структуру. Когда жидкость протекает через расходомер, она попадает в отсеки роторов, заставляя роторы вращаться. Расход рассчитывается от скорости вращения.

Регулирующий диск

Диск, установленный на сфере, «качается» вокруг оси потоком жидкости, и каждое вращение представляет собой конечное количество переносимой жидкости. Расходомер с нутационным диском имеет круглый диск, установленный на шпинделе в цилиндрической камере. Отслеживая движения шпинделя, расходомер определяет, сколько раз камера улавливает и опорожняет жидкость. Эта информация используется для определения расхода.

Поворотная пластина

Вращающийся крыльчатка Содержащий две или более лопаток, пространство между лопатками делится на отдельные объемы, и каждое вращение (или прохождение лопатки) учитывается.

Расход = объем измерительной камеры × об / мин × 4

Диафрагма

Жидкость втягивается на входную сторону колеблющейся диафрагмы, а затем вытесняется на выход. Диафрагма колеблющийся циклы подсчитываются для определения расхода.

Преимущества и соображения

Расходомеры прямого вытеснения очень точны и имеют высокий выключить. Их можно использовать в очень вязкий, грязный и разъедающий жидкости и по существу не требуют прямых участков трубопровода для кондиционирования потока жидкости, хотя падение давления может быть проблемой. Они широко используются в коммерческий перевод масел и жидких сред (бензин) и применяются для учета природного газа и воды в жилых домах. Диафрагменный измеритель, которым оборудовано большинство домов, является примером измерителя прямого вытеснения. Этот тип счетчика является привлекательным в некоторых приложениях для коммерческого учета расхода, где критически важно, чтобы измерение было функциональным для того, чтобы иметь место любой поток.

Расходомеры прямого вытеснения с внутренними уплотнениями обеспечивают самый высокий перепад давления (и, следовательно, наибольший перепад давления). потеря головы ) всех типов расходомеров. Расходомеры, использующие жидкостное уплотнение, создают относительно низкий перепад давления.

Счетчики прямого вытеснения (PD) могут измерять как жидкости, так и газы. Как и турбинные расходомеры, расходомеры PD лучше всего работают с чистыми, некоррозионными и неэрозионными жидкостями и газами, хотя некоторые модели допускают наличие некоторых примесей. Из-за своей высокой точности измерители частичного разряда широко используются в жилых домах для измерения количества используемого газа или воды. Другие приложения включают: впрыск химикатов, измерение топлива, стенды для прецизионных испытаний, высокое давление, гидравлические испытания и аналогичные прецизионные приложения.^{[приложение 1]}

В некоторых конструкциях требуется измерять только смазочную жидкость, потому что роторы подвергаются воздействию жидкости. Счетчики PD отличаются от турбинные счетчики в том, что они хорошо справляются с жидкостями средней и высокой вязкости. По этой причине их часто используют для измерения расхода гидравлические жидкости. По сравнению с счетчики диафрагменного типа, Расходомерам PD требуется очень мало прямых трубопроводов перед ним, поскольку они нечувствительны к неравномерному распределению потока по площади трубы.^[17] Расходомеры прямого вытеснения могут обеспечить лучшую относительную точность при малых расходах, чем расходомеры диафрагменного типа. Однако измеритель прямого смещения может быть значительно тяжелее и дороже, чем измерители с неположительным смещением, такие как диафрагмы, магнитные или вихревые расходомеры.