Турбинный расходомер — это объемный расходомер, использующий механическую энергию жидкости или газа для вращения ротора в потоке. Скорость вращения ротора турбины пропорциональна скорости жидкости, проходящей через расходомер. Частота сигнала напрямую связана со скоростью потока.
Турбинные расходомеры измеряют скорость жидкостей, газов и паров в трубах, включая углеводороды, дизельное топливо, воду, криогенные жидкости, воздух и промышленные газы. Турбинный расходомер является одним из наиболее широко используемых электронных устройств для измерения расхода. Они обладают широким диапазоном расхода и применимости, просты в обслуживании, долговечны и универсальны.
турбина расходомеры экономичны и обеспечивают надежность и минимальную потребность в обслуживании расходомера.
Турбинный расходомер представляет собой устройство измерения объема, состоящее из ротора и лопастей. Турбинные расходомеры Для вращения ротора в потоке жидкости используется механическая энергия жидкости. Когда жидкость или газ проходят через корпус турбины, они приводят во вращение свободно подвешенные лопатки турбины. Скорость вращения ротора турбины пропорциональна скорости жидкости.
Движение ротора Часто импульс обнаруживается магнитным методом, при котором движение ротора генерирует импульс. Чем быстрее движется жидкость, тем больше импульсов генерируется. Датчики турбинного расходомера обнаруживают импульсы извне, вне потока жидкости, избегая ограничений, связанных с материалом конструкции датчиков, контактирующих с жидкостью. Частота вращения турбинного колеса пропорциональна скорости потока внутри диаметра трубки и соответствует объемному расходу в широком диапазоне.
Датчик потока Устанавливается на корпусе расходомера. Передатчик обрабатывает импульсный сигнал для определения расхода жидкости. Доступны датчики расхода и системы измерения расхода, позволяющие определять расход как в прямом, так и в обратном направлении. Предлагаются высокоточные модели для коммерческого учета углеводородов и природного газа.
| Диаметр | DN4-DN200 |
| Точность подачи | ±0.1%,±0.5%,±0.2% (опционально) |
| Температура ассортимент | -20～+150℃ (ОЕМ) |
| Связь | Резьба, фланец, тройной зажим |
| Результат | Импульсный, аналоговый выход 4–20 мА, RS485 (протокол Modbus-RTU), HART |
| Protection | Степень защиты IP65 или IP68 (опционально) |
| Взрывобезопасный | Exia‖CT4 или Exd‖BT6 |
При выборе турбинного расходомера необходимо учитывать несколько факторов, специфичных для конкретного применения:
Если вам необходимо измерять общий объемный расход и/или расход жидкости, турбинный расходомер — идеальное устройство. Турбинные расходомеры используются в самых разных областях измерения расхода жидкостей и газов. Они могут быть сконструированы таким образом, чтобы выдерживать высокое давление, а также высокие и низкие температуры. Они обеспечивают широкий диапазон измерений с минимальной погрешностью и отличной повторяемостью. Турбинные расходомеры также просты в установке и обслуживании, требуя лишь периодической калибровки и сервисного обслуживания.
Турбинный расходомер используется для измерения объемного расхода и/или расхода жидкости. Принцип работы турбинного расходомера прост. Когда жидкость протекает через турбинный расходомер, она воздействует на лопатки турбины. Эти лопатки могут свободно вращаться вокруг оси, расположенной вдоль центральной линии корпуса турбины. Угловая (вращательная) скорость ротора турбины пропорциональна скорости жидкости. Полученный сигнал снимается электрическим датчиком (датчиками), установленным на корпусе расходомера.
Принцип работы турбинного расходомера:
1. Жидкость протекает через датчик. Корпус.
2. Поскольку лопатка рабочего колеса расположена под определенным углом к направлению потока, импульс жидкости вызывает вращающий момент на лопатке.
3. Лопасти вращаются после преодоления момента трения и сопротивления жидкости.
4. После того, как крутящий момент уравновесится, скорость стабилизируется.
5. При определенных условиях скорость прямо пропорциональна расходу.
6. Поскольку лезвие обладает магнитной проницаемостью, оно находится в магнитном поле детектора сигнала (изготовленного из стали с постоянными магнитами и катушек).
7. Вращающаяся лопасть пересекает линии магнитного поля и периодически изменяет магнитный поток катушки.
8. Таким образом, на обоих концах катушки индуцируется электрический импульсный сигнал.
9. Этот сигнал усиливается и формируется усилителем для получения непрерывного прямоугольного импульса определенной амплитуды.
10. Данные, передаваемые дистанционно на дисплей прибора, отображают мгновенный расход и суммарное количество жидкости.
В определенном диапазоне расхода частота импульсов f пропорциональна мгновенному расходу Q жидкости, протекающей через датчик.
Уравнение потока имеет вид: Q = 3600 × f / k
В формуле:
Коэффициент расхода каждого датчика указывается производителем в сертификате соответствия. Значение k устанавливается в соответствующем приборе отображения, и могут отображаться мгновенный расход и суммарный расход.
Частота выходного сигнала датчика пропорциональна расходу. Каждый электрический импульс также пропорционален небольшому приращению объема потока. Это является основным преимуществом турбинного расходомера. Это приращение выходного сигнала имеет цифровую форму. И, таким образом, его можно суммировать с максимальной погрешностью в один импульс независимо от измеряемого объема. Ротор с ребрами улучшает разрешение импульсов, особенно в расходомерах с диаметром DN150 (6 дюймов) и более крупными диаметрами трубопроводов.
В турбинном расходомере расширяющийся кронштейн для крепления лопаток удерживает ротор турбины в соответствии с направлением потока жидкости. Угол наклона лопаток турбины относительно потока определяет угловую скорость и выходную частоту расходомера. Поток, воздействующий на лопатку, заставляет ротор вращаться с угловой скоростью, пропорциональной расходу. Такая конструкция обеспечивает линейность и повторяемость, что делает турбинный расходомер идеальным устройством для измерения расхода. Кратковременная повторяемость может достигать 0.05–0.2%. Это объясняется именно высокой повторяемостью. Регулярная или онлайн-калибровка позволяет достичь очень высокой точности.
Турбинные расходомеры используют механическую энергию жидкости для вращения «вертушки» (ротора) в потоке жидкости. Лопасти ротора расположены под углом, чтобы преобразовывать энергию потока в энергию вращения. Вал ротора вращается на подшипниках. При увеличении скорости потока жидкости скорость вращения ротора увеличивается пропорционально. В настоящее время турбинные расходомеры занимают 7% мирового рынка. Вращение вала может определяться механически или путем регистрации движения лопастей. Движение лопастей часто определяется магнитным способом, при этом каждая лопасть или встроенный металлический элемент генерирует импульс.
Датчики турбинных расходомеров располагаются снаружи потока, чтобы избежать ограничений, связанных с материалом конструкции датчиков, контактирующих с жидкостью. При увеличении скорости потока жидкости генерируется больше импульсов. Передатчик обрабатывает импульсный сигнал для определения расхода жидкости. Доступны передатчики и системы измерения расхода как в прямом, так и в обратном направлении.
Турбинный расходомер работает за счет размещения свободно вращающегося ротора в потоке жидкости. Когда жидкость проходит через корпус расходомера, она давит на наклонные лопатки ротора, заставляя его вращаться. Скорость вращения прямо пропорциональна объемному расходу жидкости.
На валу ротора обычно расположен небольшой магнит или ферромагнитный элемент. Каждый раз, когда лопатка проходит мимо катушки датчика, установленной на корпусе расходомера, она генерирует электрический импульс. Расходомер подсчитывает эти импульсы в единицу времени и преобразует их в расход, используя K-фактор расходомера — калибровочную константу, выраженную в импульсах на единицу объема.
Один из практических моментов: для получения точных показаний турбинным расходомерам необходим полностью сформированный профиль потока. Необходимо установить как минимум 10 диаметров прямой трубы перед расходом и 5 диаметров после него. В условиях ограниченного пространства использование устройств для регулирования потока позволяет сократить это требование примерно до 5 диаметров прямой трубы перед расходомером.
Для измерения параметров газа необходима компенсация давления и температуры. Объем газа изменяется в зависимости от условий эксплуатации, поэтому расходомер со встроенной коррекцией давления и температуры преобразует фактический объем в стандартный объем (относительно стандартных условий, обычно 15°C и 101.325 кПа).
Как и любая технология измерения расхода, турбинные расходомеры имеют очевидные преимущества и ограничения. Знание и того, и другого помогает избежать дорогостоящих ошибок при их применении.
Турбинный расходомер измеряет скорость жидкостей, газов и паров в трубах.
Такие как:
Повторяемость показаний счетчиков обеспечивает качество измерений. В широком диапазоне скоростей потока, температур, составов и вязкостей.
Высокоточные турбинные расходомеры доступны для коммерческого учета углеводородов и природного газа.
Компьютер массового расхода часто используется в системах коммерческого учета для корректировки давления, температуры и свойств жидкости. Чтобы добиться желаемой точности.
Нефть и Газ
Aerospace / Defense
Pharma-Bio Tech, Еда и напитки
Энергоснабжение
Промышленные и муниципальные
физика низких температур
Турбинные расходомеры измеряют скорость жидкостей, газов и паров в трубах. Такие как углеводороды, химикаты, вода, криогенные жидкости, воздух и промышленные газы. Для коммерческого учета углеводородов и природного газа. Доступны высокоточные турбинные расходомеры. Эти расходомеры часто включают в себя функции компьютера расхода. Для корректировки давления, температуры, свойств жидкости и достижения желаемой точности для применения.
Будьте осторожны при использовании турбинных расходомеров для несмазывающих жидкостей. Потому что расходомер может стать неточным и выйти из строя, если его подшипники преждевременно изнашиваются. Некоторые турбинные расходомеры имеют пресс-масленки для использования с несмазывающими жидкостями. Кроме того, турбинные расходомеры предназначены для конкретной цели. Например, при работе с природным газом они часто могут работать в ограниченном диапазоне температур (например, до 60°C). При этом эксплуатация при более высоких температурах может привести к повреждению расходомера.
Этот расходомер можно применять для санитарных, относительно чистых и агрессивных жидкостей размером примерно до 24 дюймов. В трубопровод можно установить турбинные расходомеры меньшего размера. Но более крупные турбинные расходомеры требуют установки прочного бетонного фундамента и опор. Поток агрессивных жидкостей можно измерить, уделив должное внимание материалам, из которых изготовлены все смачиваемые детали. Например, корпус, ротор, подшипники и фитинги.
Турбинные расходомеры применяются в водной, нефтяной и химической промышленности. Применение воды включает системы распределения внутри и между водными районами. Нефтяные применения включают в себя коммерческую передачу углеводородов. Различные применения можно найти в пищевой и химической промышленности.
Турбинные расходомеры менее точны при низких скоростях потока из-за сопротивления ротора/подшипника, которое замедляет ротор. Обязательно используйте эти расходомеры при расходе выше примерно 5 процентов от максимального. Турбинные расходомеры не должны работать на высоких скоростях. Потому что может произойти преждевременный износ и/или повреждение подшипника. Будьте осторожны при измерении несмазывающих жидкостей. Поскольку износ подшипников может привести к тому, что расходомер станет неточным и выйдет из строя. В некоторых случаях может потребоваться регулярная замена подшипников. И увеличить затраты на обслуживание. Как правило, следует избегать применения в грязных жидкостях, чтобы снизить вероятность износа расходомера и повреждения подшипников. Таким образом, турбинные расходомеры имеют движущиеся части, которые со временем и в процессе эксплуатации подвержены разрушению.
Следует избегать резких переходов от потока газа к потоку жидкости. Потому что они могут вызвать механическую нагрузку на расходомер, ухудшить точность и/или повредить расходомер. Эти условия обычно возникают при заполнении трубы и в условиях пробкового течения. Условия двухфазного потока также могут привести к неточным измерениям турбинных расходомеров.
«Калибровать» означает «стандартизировать (как измерительный инструмент) путем определения отклонения от эталона, чтобы определить правильные поправочные коэффициенты». В этом определении есть два ключевых элемента: Определение отклонения от стандарта. И определение правильных поправочных коэффициентов.
Расходомеры нуждаются в периодической калибровке. Это можно сделать, используя другой калиброванный расходомер в качестве эталона или используя известный расход. Точность может варьироваться в зависимости от диапазона прибора. И с изменением температуры и удельного веса жидкости, которые, возможно, все придется учитывать.
Таким образом, измерительный прибор следует калибровать как по температуре, так и по диапазону. Чтобы в показания можно было внести соответствующие поправки. Турбинный счетчик следует калибровать при той же кинематической вязкости, при которой он будет эксплуатироваться. Это справедливо для жидких состояний, жидкости и газа.
В технике объемного метода расход жидкости через калибруемый счетчик отводится в резервуар известного объема. Время вытеснения известного объема записывают, чтобы получить объемный расход, например: - галлонов в минуту. Этот расход затем можно сравнить с показаниями расходомера турбины.
Компания Sino-Inst — китайский производитель турбинных расходомеров. Sino-Inst предлагает более 10 моделей турбинных расходомеров. Широкий выбор турбинных расходомеров позволяет подобрать оптимальный вариант для различных областей применения и бюджетов. Цена турбинных расходомеров определяется следующими факторами:
Выбор подходящего турбинного расходомера начинается с сопоставления его технических характеристик с фактическими условиями вашего технологического процесса. В таблице ниже приведены наиболее распространенные сценарии применения и рекомендуемые конфигурации.
| Область применения | Средний | Рекомендуемая модель | Основные технические требования | Заметки |
|---|---|---|---|---|
| Распределение воды | Чистая вода | SI-3202 (жидкость) | DN25–DN200, ±1% | Стандартного корпуса из нержавеющей стали 304SS достаточно. |
| Передача прав собственности на нефтепродукты | Дизель, бензин, керосин | SI-3202 (жидкость) | DN15–DN100, ±0.5% | Требуется взрывозащищенный класс (Ex d IIB T6). |
| Учет природного газа | Природный газ, сжиженный газ, биогаз | SI-3201 (газ) | DN25–DN200, с компрессором P/T | Для выставления счетов необходимо соответствовать стандартам AGA 7 или ISO 17089. |
| Мониторинг сжатого воздуха | Сухой воздух, N2 | SI-3201 (газ) | Ду15–Ду100 | Установите после осушителя и фильтра для защиты ротора. |
| Еда и напитки | Молоко, сок, сироп | SI-3203 (Санитарный) | Трехзапорное соединение, сталь 316L | Совместимые с CIP и соответствующие требованиям FDA контактирующие с поверхностью детали. |
| Химическое дозирование | Растворители, добавки | SI-3204 (фланцевый) | Подшипники DN6–DN25, ПТФЭ | Перед заказом проверьте химическую совместимость. |
| Гидравлические испытательные стенды | Гидравлическое масло | SI-3202 (жидкость) | DN10–DN50, рассчитаны на высокое давление | При вязкости выше 10 сСт может потребоваться компенсация. |
Если ваше применение не указано выше или связано с необычными условиями (высокая вязкость, пульсирующий поток, двухфазный поток), свяжитесь с нашей инженерной командой для получения индивидуальных рекомендаций. Турбинные расходомеры не идеальны для всех ситуаций — для суспензий или высоковязких жидкостей они могут быть неэффективны. электромагнитный расходомер or Кориолисовый измеритель подходит лучше.
Газотурбинный расходомер использует тот же принцип ротора, что и его жидкостной аналог, но механическая и электронная конструкция оптимизирована для сред с низкой плотностью и сжимаемостью. Поскольку газ оказывает гораздо меньшее воздействие на лопатки ротора, чем жидкость, в газовых расходомерах используются более легкие роторы с более тонкими лопатками для сохранения чувствительности при низких скоростях потока.
| Параметр | Газотурбинный счетчик | Жидкостный турбинный счетчик |
|---|---|---|
| Материал ротора | Легкий алюминиевый или титановый сплав | Нержавеющая сталь 304 / 316 |
| Тип подшипника | Шариковые подшипники или керамические гидродинамические | Втулочные или шариковые подшипники, с жидкостной смазкой |
| Компенсация давления | Требуется — плотность газа изменяется в зависимости от давления. | Обычно не требуется |
| температурная компенсация | Требуется — объем газа изменяется в зависимости от температуры. | Только для высокоточных применений |
| Типичная точность | от ±1.0% до ±1.5% от показания | от ±0.5% до ±1.0% от показания |
| Общие приложения | Передача права собственности на природный газ, сжатый воздух, азот, биогаз | Вода, нефтепродукты, химикаты, пищевые жидкости |
Компенсация давления и температуры важна, поскольку газ сжимаем. Кубический метр природного газа при 5 бар содержит примерно в 5 раз больше массы, чем кубический метр при 1 бар. Без коррекции давления и температуры показания сумматора будут бессмысленны для выставления счетов или управления технологическим процессом. Большинство газотурбинных счетчиков либо имеют встроенные датчики давления и температуры, либо принимают внешние входные сигналы. бесшкальный манометр и Датчик температуры.
Для коммерческого учета природного газа (ISO 17089 / Отчет AGA № 7) газотурбинные счетчики остаются популярным выбором благодаря широкому диапазону измерений (обычно от 10:1 до 30:1), доказанной долговременной стабильности и относительно низкому падению давления по сравнению с диафрагменными счетчиками.
Китайско-Инст Расходомер газовой турбины SI-3201 Доступен в типоразмерах DN15–DN200 с опциональной встроенной компенсацией давления/температуры и выходом HART или Modbus.
SI-3207 малого диаметра (малый расход) жидкостный турбинный расходомер,это прецизионный расходомер, который можно использовать для измерения расхода и общего объема жидкостей. Структура взрывобезопасный и может отображать общий расход, мгновенный расход и процент заполнения потока. Широко используется в системах измерения и контроля в нефтегазовой, химической, металлургической, научно-исследовательской и других областях. Датчики, оснащенные сантехника могут быть использованы в фармацевтической промышленности.
Есть два разных производителя k:
один равен k = f / Q, что представляет собой количество вихрей, генерируемых на единицу потока;
другой — k = Q/f, который представляет собой поток, соответствующий каждому вихрю.
Значение k калибруется по заводской воде.
Число вихрей датчика-измерителя сравнивается с объемным расходом, измеренным калибровочным устройством, для получения значения k.
Значение k на самом деле связано с механическая конструкция внутри измерительной трубки расходомера.
Возьмем, к примеру, k = f/Q, формула выглядит следующим образом:
где
D —- Диаметр измерительной трубки
St —- число Штраухаля, постоянное в определенном диапазоне чисел Рейнольдса.
d —- характерная ширина генератора вихрей
м – отношение площади дугообразной формы с обеих сторон вихревого генератора к площади поперечного сечения внутри трубы.
Значения d и m трудно точно измерить, поэтому трудно получить точные значения k расчетным путем.
Эти три термина часто встречаются в результатах поиска как синонимы, но они обозначают разные уровни системы измерений. Понимание этого различия поможет вам выбрать подходящий продукт для вашего применения.
| Срок | Что это такое? | Выходной сигнал | Типичный вариант использования |
|---|---|---|---|
| Турбинный расходомер | Комплектный измерительный прибор с ротором, корпусом и электроникой считывания данных. | Импульсный выход, 4–20 мА, или дисплей. | Автономное измерение расхода с локальной или дистанционной индикацией. |
| Датчик потока турбины | Только роторный узел и катушка датчика — электроника обработки сигнала не встроена. | Исходный импульсный сигнал (уровень мВ) | Интеграция OEM-производителей, где хост-система обеспечивает обработку сигналов. |
| Датчик расхода турбины | Расходомер со встроенной системой обработки сигнала, выдающий стандартизированный сигнал (4–20 мА, HART, RS485). | 4–20 мА, HART, Modbus | Контуры управления технологическими процессами, интеграция ПЛК/РСУ, системы SCADA. |
На практике большинство современных промышленных турбинных расходомеров оснащены электроникой на уровне передатчика — то есть они выдают сигналы 4–20 мА или цифровые сигналы «из коробки». Когда в описании товара вы видите «турбинный расходомер», это обычно означает более простое устройство, предназначенное для OEM-производителей или для экономически выгодных применений, где пользователь самостоятельно обеспечивает обработку сигнала.
В Sino-Inst мы SI-3201 и SI-3202 Модели поставляются со встроенной электроникой и могут быть сконфигурированы либо как импульсные измерительные приборы, либо как преобразователи 4–20 мА, в зависимости от требований вашей системы управления.
Чжан Вэй обладает 20-летним опытом работы инженером по автоматизированному контрольно-измерительному оборудованию, специализируясь на исследованиях, проектировании, установке, вводе в эксплуатацию и техническом обслуживании автоматизированных приборов.
Обладает опытом работы с различными протоколами связи приборов (такими как Modbus, Profibus и др.), имеет солидный опыт проектирования аппаратных схем и программирования программного обеспечения (владеет языком C и программированием ПЛК). Имеет обширный опыт работы над проектами; проекты, в которых он руководил и в которых принимал участие, достигли выдающихся результатов, повысив точность продукции, снизив затраты и увеличив эффективность производства.
Обладает превосходными коммуникативными и координационными навыками, а также сильным командным духом, что позволяет ему оперативно реагировать на потребности клиентов и предоставлять высококачественные решения в области автоматизации и контрольно-измерительной аппаратуры.
