В областта на измерването на течности компактните дюзови разходомери се използват широко поради тяхната простота, надеждност и рентабилност. Въпреки това, едно често срещано предизвикателство, пред което са изправени потребителите, е сравнително ограниченото съотношение на намаляване. Коефициентът на отклонение се определя като съотношението на максималния към минималния дебит, който разходомерът може да измери точно. По-високото съотношение на дебита позволява по-голяма гъвкавост при измерване на по-широк диапазон от дебити, което е от решаващо значение в много индустриални приложения, където дебитите могат да варират значително. Като доставчик на компактни дюзови разходомери, бих искал да споделя някои ефективни стратегии за увеличаване на съотношението на обръщане на тези инструменти.
Разбиране на основите на компактните разходомери с отвор
Преди да се задълбочите в методите за подобряване на съотношението на обръщане - надолу, важно е да разберете как работят компактните дюзови разходомери. Тези измервателни уреди работят на принципа на диференциалното налягане. Когато течност протича през плоча с отвор, монтирана в тръбопровод, възниква спад на налягането в отвора. Големината на този спад на налягането е свързана с дебита на течността съгласно уравнението на Бернули. Чрез измерване на диференциалното налягане може да се изчисли дебитът.
Въпреки това, точността на това измерване е силно зависима от условията на потока и дизайна на плочата с отвор. При ниски дебити диференциалното налягане става много малко и може да бъде предизвикателство за точно измерване поради шума и ограниченията на сензорите за налягане. Това е основната причина за ограниченото съотношение на намаляване на мощността на традиционните компактни дюзови разходомери.
Оптимизиране на дизайна на плочата с отвори
Един от най-простите начини за увеличаване на съотношението на обръщане надолу е оптимизирането на дизайна на плочата с отвор. Размерът и формата на отвора оказват значително влияние върху диференциалното налягане, генерирано при различни дебити.
Избор на размер на отвора
Изборът на подходящия размер на отвора е от решаващо значение. По-малък отвор ще генерира по-голямо диференциално налягане за даден дебит, което може да подобри точността на измерване при ниски дебити. Въпреки това, ако отворът е твърде малък, това може да причини прекомерна загуба на налягане и може да доведе до запушване в приложения, където течността съдържа твърди частици или отломки. Следователно трябва да се намери внимателен баланс между генерирането на достатъчно диференциално налягане и минимизирането на загубата на налягане.
Нестандартни форми на отворите
В допълнение към стандартните плочи с концентрични отвори, могат да се вземат предвид нестандартни форми на отвори като ексцентрични или сегментни отвори. Тези нестандартни форми могат да осигурят по-добро представяне при ниски скорости на потока чрез подобряване на разпределението на потока около отвора и намаляване на ефектите от смущенията на потока. Например, плоча с ексцентричен отвор може да се използва в приложения, където има риск от натрупване на твърди частици в тръбопровода.
Надграждане на технологията за измерване на налягането
Точността на измерването на диференциалното налягане е ключов фактор при определяне на съотношението на намаляване на мощността на компактен дюзов разходомер. Надграждането на технологията за измерване на налягането може значително да подобри производителността на измерването, особено при ниски скорости на потока.
Сензори за налягане с висока чувствителност
Използването на сензори за налягане с висока чувствителност може да открие малки диференциални налягания по-точно. Тези сензори са проектирани да имат ниско ниво на шум и висока разделителна способност, което позволява по-прецизно измерване при ниски дебити. Например, някои съвременни сензори за налягане могат да измерват диференциално налягане до няколко милибара с висока точност.
Цифрова обработка на сигнала
Могат да се използват техники за цифрова обработка на сигнала (DSP) за подобряване на съотношението сигнал/шум при измерването на налягането. Алгоритмите на DSP могат да филтрират шума и смущенията и също могат да извършват калибриране и компенсация за подобряване на точността на измерването на потока. Чрез използването на DSP сензорът за налягане може да предостави по-надеждни и точни данни, което от своя страна увеличава съотношението на обръщане надолу на разходомера.
Внедряване на кондициониране на потока
Смущенията на потока като завихряне, турбулентност и неравномерни профили на скоростта могат да имат отрицателно въздействие върху точността на измерване на потока, особено при ниски скорости на потока. Внедряването на устройства за кондициониране на потока може да помогне за подобряване на условията на потока и увеличаване на съотношението на намаляване.
Изправители на потока
Уредите за изправяне на потока са устройства, които се монтират преди плочата с отвор, за да намалят завихрянето и турбуленцията в потока. Те се състоят от поредица от успоредни тръби или лопатки, които насочват потока на течността в по-равномерна посока. Чрез използването на устройства за изправяне на потока профилът на потока става по-стабилен и измерването на диференциалното налягане става по-точно.
Конфигурации на входната и изходящата тръба
Правилните конфигурации на входната и изходящата тръба също са важни за кондиционирането на потока. Дължината на правата тръба преди и след плочата с отвор трябва да отговаря на препоръчителните стандарти. Като цяло, по-дълга права тръба преди плочата с отвор може да помогне за разработването на по-равномерен профил на потока, докато достатъчно права тръба след това може да гарантира, че потокът се възстановява след преминаване през отвора.
Използване на множество плочи с дюзи или разходомери
В някои случаи използването на множество плочи с дюзи или разходомери паралелно или последователно може да увеличи съотношението на обръщане надолу.
Плочи с паралелни отвори
Чрез паралелно инсталиране на множество плочи с отвори потокът може да бъде разделен между тях. При ниски дебити се използват само една или няколко дюзови плочи, докато при високи дебити всички дюзови плочи работят. По този начин диференциалното налягане, генерирано от всяка плоча с отвор, може да се поддържа в разумен диапазон, което подобрява точността на измерване както при ниски, така и при високи скорости на потока.
Множество разходомери
Друг подход е да се използват множество разходомери с различни диапазони. Например, разходомер с висок обхват може да се използва за измерване на високи дебити, докато разходомер с нисък обхват може да се използва за ниски дебити. Изходите на тези разходомери могат да се комбинират с помощта на подходящи алгоритми за управление, за да осигурят измерване на потока в широк диапазон.
Сравнение с други технологии за измерване на потока
Струва си да сравните компактния дюзов разходомер с други технологии за разходомери по отношение на съотношението на намаляване на мощността. Например, наМногофазни разходомери Roxar 2600са известни с високата си точност при измерване на многофазни потоци, но те могат да имат различни характеристики на съотношението на обръщане - надолу в сравнение с компактните дюзови разходомери. TheRosemount™ 4051SFP разходомер с вграден отвори3051SFP разходомер с вграден отворсъщо са популярен избор на пазара и разбирането на тяхното представяне може да помогне при вземането на правилното решение за конкретни приложения.
Заключение
Увеличаването на съотношението на намаляване на мощността на компактен дюзов разходомер е многостранно предизвикателство, което изисква комбинация от оптимизация на дизайна, надграждане на технологията и правилен монтаж. Чрез оптимизиране на дизайна на плочата с дюзи, надграждане на технологията за измерване на налягането, прилагане на кондициониране на потока и обмисляне на използването на множество плочи с дюзи или разходомери, е възможно значително да се подобри съотношението на намаляване на скоростта на тези разходомери.
Като доставчик на компактни дюзови разходомери, ние се ангажираме да предоставяме висококачествени продукти и решения, за да отговорим на разнообразните нужди на нашите клиенти. Ако се интересувате от подобряване на коефициента на намаляване на скоростта на вашата система за измерване на дебита или търсите надеждно решение за дебитомер, моля не се колебайте да се свържете с нас за допълнително обсъждане и преговори за доставка.
Референции
- Милър, RW (1996). Инженерен наръчник за измерване на потока. Макгроу - Хил.
- Spitzer, DW (2001). Измерване на потока: практически ръководства за измерване и контрол. ISA - Обществото за инструменти, системи и автоматизация.
- ISO 5167 - 1:2003. Измерване на потока на флуида с помощта на устройства за диференциално налягане, поставени в тръбопроводи с кръгло напречно сечение, работещи изцяло - Част 1: Общи принципи и изисквания.
