Измерение расхода воздуха газовыми счетчиками

10.7. Измерение расхода газа. Часть 1

Регулирование расхода газа значительно сложнее регулирования расхода жидкости. При любом способе измерения газ сначала полностью очищают от примеси аэрозоля , поскольку ни одна система измерения расхода газа не будет надежно работать с загрязненной газовой фазой.

Для определения расхода газа используют следующие приборы: реометры, ротаметры, маностат-реометры и др. Можно применять и простой газометр, если его предварительно прокалибровать, приклеив снаружи сосуда полоску миллиметровой бумаги с указанием объема газа, поступающего в газометр в единицу времени.

Чаще всего применяют реометры со сменным капилляром или диафрагмой и ротаметры.

Реометры. В капиллярных реометрах капилляр 1 (рис. 254,о) всегда прокалиброван для конкретного газа и определенной манометрической жидкости 3. Поэтому каждый капилляр имеет свою шкалу 4, на которой указаны составы газа и манометрической жидкости.

Манометрической жидкостью может быть подкрашенная вода, вазелиновое или парафиновое масло, чистый керосин, ртуть, серная кислота. Чтобы капилляр обеспечивал прямолинейную зависимость скорости газа от разности его давлений Д° и после капилляра, длину последнего делают в сто раз больно диаметра.

Рис. 254. Реометры: капиллярный (а), со сменными капиллярами (б) и диафрагменный (в)

Наиболее удобен в использовании реометр со сменными капиллярами 1. укрепленными в резиновой пробке или при помoщи шлифов (рис. 254,6) и закрытые съемной головкой 5 с пришлифованным отверстием. Такое устройство позволяет легко очищать капилляры в случае их загрязнения. В нижнем изгибе манометрической трубки 3 часто делают сужение 8, сдерживающее движение жидкости и позволяющее брать более точные отсчеты при периодическом колебании расхода газа. Иногда у реометров капилляр закрепляют на манометрической трубке обрезками резинового шланга. Применения таких реометров следует избегать, поскольку замена капилляров в них затруднительна и заканчивается часто поломкой реометра (концы капилляров должны подходить вплотную к трубкам реометра).

Шкала каждого реометра проградуирована в единицах объема газа, проходящего через капилляр в единицу времени (л/ч, л/мин, мл/с, мл/мин и т. д.). Чтобы измерение расхода газа реометром было правильным, поток газа не должен быть пульсирующим, а перепад давления в реометре не должен превышать 4-10 4 Па, или 300 мм вод. ст. В этом случае относительная погрешность измерения составляет около 1%.

Если реометр, откалиброванный для одного газа, нужно использовать для определения расхода другого газа, то полученное значение расхода V, (мл/мин) пересчитывают, используя соотношение

(10.13)

где V2 — расход нового, газа, мл/мин. с плотностью p2. г/см*; р1 — плотность газа по которому проводили градуировку реометра.

При таком пересчете плотности двух газов должны относиться к давлению 1 атм (101325 Па/ и одной и той же температуре (20 или 25 °С).

Рис. 255. Реометры с резиновой трубкой и поплавком (а) и реометр-клапан (6)

Полученные показания реометров пересчитывают также в том случае, когда давление и температура газа резко отличается от значений, при которых происходила калибровка реометра. Для такого пересчета применяют соотношение

(10.14)

где V2 — расход газа, мл/мин, при давлении p2, торр. и температуре Ti, К; V1 -расход газа по показанию реометра, откалибропанного при давлении р< и температуре T1

Давление p2 определяют по показаниям манометра (р) перса реометром и барометра, дающего атмосферное давление Pатм

Реометры с диафрагмой б (рис. 254,а) позволяют пропускать газ с большей скоростью — от нескольких литров до десятков литров газа в минуту, но они менее точны, чем капиллярные реометры. Имеющиеся в манометрической трубке расширения 3 предназначены для выравнивания давления до и после диафрагмы и уменьшения колебаний манометрической жидкости.

Проградуированы такие реометры обычно в л/мин. Вместо диафрагмы иногда- применяют трубки со вставками из пористого стекла или трубки с тампоном из стеклянной или полимерной ваты. Если пористая вставка или тампон засоряются, надо готовить новую вставку или тампон и снова калибровать реометр.

Реометр с резиновой трубкой и поплавком. Прибор представляет собой совмещение реометра с регулятором давления газа Функции капилляра в нем выполняет резиновая трубка 2 (рис.,с-255,я) с толстыми стенками, но узким проходом или с тонкими стенками, но с зажимом Гофмана (см. рис. 37,о), сжимающим трубку до определенного внутреннего зазора.

Рис..256. Реометр-маностат (а) и реометр-распределитель (б). Ротаметр (в)

В сосуде 4, наполненном ртутью или другой жидкостью с высокой плотностью, плавает железный поплавок 5, запирающий выход газа. Поплавок прижимается к трубке 3 ртутью, находящейся в сосуде 4 под давлением газа в трубке 1. Диаметр трубки 3 делают большим, чтобы влияние давления газа на поплавок было значительным. Шкала 6 проградуирована в мл/мин. Определение расхода газа в таком реометре не очень точное, хотя разность давлений до и после резиновой трубки остается приблизительно постоянной.

Реометр-клапан. Такой прибор также совмещает в себе функции реометра и регулятора давления газа. Он имеет помимо капилляра 2 (рис. 255,6) еще и пластинку из пористого стекла б, приваренную к щели в трубке левого колена реометра. Газ по трубке 1 поступает в реометр и распределяется между левым коленом и капилляром 2. Когда давление газа перед реометром возрастает, уровень ртути в левом колене понижается, и обнажается часть щели перед пористой пластинкой, пропускающей избыток газа в атмосферу через трубку 4. Поэтому разность давлений перед капилляром и за ним остается почти постоянной. Наибольшая чувствительность у такого реометра достигается в том случае, когда трубка с пористой пластинкой имеет уклон 1° к горизонту. Однако стабильность показаний при этом падает.

Расход газа, например азота, определяемый таким реометром, Колеблется от 10 до 1000 мл/мин при диаметре сосуда 3, равном 80 мм, и диаметре левого колена 8 мм.

Реометр-маностат. Прибор объединяет капиллярный реометр 4 (рис. 256,л) со шкалой 5 и маностат 3. Поток газа вначале грубо регулируют краном 1, чтобы его расход несколько предал необходимый, а более тонкую регулировку проводят краном 2 по показанию реометра 4. Избыток газа удаляется через маностат 3. Равномерность дозировки таким прибором до-вольно высокая.

Недостаток прибора — потеря газа через маностат. Кроме того, колебания давления в системе, потребляют газ, сильно влияют на его расход. Поэтому прибор подобного типа пригоден лишь для систем с мало изменяющимся давлением газа.

Реометр-распределитель. Для уменьшения влияния колебаний давления в системе на определение расхода газа применяют устройство, состоящее из колбы Бунзена с манометрической жидкостью 7 (см. капиллярные реометры), трубки 5 с отростком 3 (рис. 256,6), капиллярного реометра 2 и распределительной трубки с краном 1.

Расход газа, подводимого к этому устройству, сначала регулируют краном 1. Затем газ распределяется между колбой Бунзена и трубкой 4, в результате чего возникает гидростатическое давление h1.

Увеличение давления перед капилляром реометра вызывает увеличение разности h1 — h2 уровней гидростатического давления, которую должен преодолеть газ. При изменении начальной высоты Ло жидкости в сосуде 7 и трубке 5 до h1 процентное изменение а расхода газа будет равно

(10.15)

где ΔS — отношение диаметров трубки 5 и сосуда 7 на уровне поверхности жидкости .

При значении ΔS = 0,01, чего добиться не трудно, 50%-е колебание давления перед реометром вызовет всего 1%-е изменение расхода газа.

Ротаметры. . Газовые ротаметры имеют такое же устройство. Они представляют собой конические трубки с поплавком. При прохождении газа через трубку снизу вверх поплавок поднимается по трубке силой давления газа на такую высоту, которая соответствует скорости потока, а следовательно, и расходу газа в единицу времени. Газовые ротаметры применяют, как правило, для измерения больших расходов, достигающих сотен литров в минуту.

Для небольших расходов газа пригоден ротаметр, приведенный на рис. 256,е. В стеклянной трубке 1, проградуированном на расход, измеряемый в мл/мин или л/ч, перемешается стеклянный стержень 3 с двумя тонкостенными стеклянными поплавками 2 и 4. Массу поплавков и стержня подбирают так чтобы поплавок 4 при погружении в жидкость б находился плавающем состоянии и в отсутствие расхода газа верхняя кромка поплавка 2 была бы расположена в нижней части шкал против нулевой се отметки.

При воздействии потока газа на поплавок 2 стержень с поплавками поднимается вверх.

Нижний поплавок представляет собой стеклянный шарик с грузом 5 (мелкие дробинки из стекла или металла).

Калибровка реометров и ротаметров. Реометры и ротаметры калибруют несколькими способами. По одному из них поток газа, которым калибруют реометр, например поток азота из баллона, сначала грубо регулируют краном 1 (рис. 257,а) и более точно при помощи маностата 2 . Показания реометра 3 в виде разности уровней жидкости Л, измеренной в деяниях миллиметровой шкалы 4, сопоставляют с расходом газа По Данным газовых часов 5. Преимущество этого способа калиб-Р°вки состоит в том, что газ не насыщается водяным паром.

Приборы измерения расхода газа: ротаметр, анемометр, счетчик газа

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ: при включении компрессора в ходе эксперимента следует закрыть кран на выходе из диафрагмы, дождаться накачки ресивера до давления 5 бар и отключения компрессора. После этого можно продолжать эксперименты. Компрессор автоматически включается при падении давления в ресивере до 2 бар при включенном тумблере «Подача воздуха в ресивер».

Примечание:при длительном перерыве между лабораторными работами с использованием воздуха рекомендуется сбросить давление воздуха в ресивере, для этого нужно частично открыть кран ВН11 (примерно на треть), после окончания истечения воздуха из ресивера закрыть кран ВН11.

Таблица 11.1. Результаты измерений расхода газа

Лабораторная работа №12.

Цель работы: Изучение приборов для измерения расхода газа, методы измерения расхода, понятие класса точности прибора, сравнение показаний приборов различного типа.

Теоретические основы.

Расход — это физическая величина, определяемая количеством жидкости или газа, проходящих через трубу или русло в единицу времени. Различают объемный расход Q, когда количество вещества измеряется в объемных единицах, и массовый М₉ когда оно измеряется в единицах массы.

1. Ротаметр.

1.1. Устройство ротаметра приведено на рисунке 12.1. В патрубках 1 и 8, соединенных друг с другом болтовыми стержнями 5, с помощью накидных гаек 6 и сальниковых уплотнений укреплена стеклянная коническая трубка 5, на которую непосредственно наносится шкала. Длина трубки обычно находится в пределах от 70 до 600 мм, а диаметр от 1,5 до 100 мм. Для ограничения хода поплавка 4 служат верхний 2 и нижний 7 упоры.

Пределы применения обычных ротаметров со стеклянной трубкой по давлению 0,5-0,6 МПа, по температуре 100—150°С.

Достоинства ротаметров: простота устройства и эксплуатации;наглядность показаний; надежность в работе; удобство применения для измерения малых расходов различных жидкостей и газов (в частности, агрессивных), а также неньютоновских сред; значительной диапазон измерения и достаточно равномерная шкала.

Недостатки: хрупкость и непригодность для измерения расхода веществ, имеющих значительные давления; связанность прибора с местом измерения; только указывающий характер прибора (отсутствие записи и дистанционной передачи показаний); непригодность для измерения больших расходов.

1.2. Поплавки и трубки ротаметров.

Основные элементы ротаметра — коническая трубка и поплавок — образуют его проточную часть. Формы поплавка могут быть весьма разнообразны. Классическая его форма показана на рисунке 12.2, а. Поплавок имеет конусную нижнюю часть (иногда с несколько скругленным носом), цилиндрическую среднюю часть и дисковый верх. Существенный недостаток рассмотренной формы поплавка — сильная зависимость градуировочной характеристики от вязкости измеряемого вещества. Для снижения этой зависимости полезно уменьшать высоту верхней дисковой части поплавка и диаметр цилиндрической его части с тем, чтобы он был не более 0,6-0,7 от диаметра верхнего диска (рисунок 12.2, б). В меньшей степени влияние вязкости сказывается при катушечной форме поплавка, показанной на рисунке 12.2, в, которая находит теперь основное применение. Еще сильнее влияние вязкости устраняется при дисковой и тарельчатой форме поплавков, когдаосновное трение потока происходит на очень небольшой боковой поверхности диска. Но вес таких поплавков очень мал и необходимо или увеличивать длину цилиндрического тела поплавка в одну или обе стороны от диска, или же подвешивать на стержне дополнительный груз. Кроме того, такие поплавки неустойчивы и во избежание перекоса и трения о стенку трубки их необходимо снабжать направляющими. Последние могут быть трех видов: направляющие, связанные с поплавком и

перемещающиеся вместе с ним (рисунке 12.2, г); неподвижные центральные штоки, проходящие через осевые отверстия поплавков (рисунке 12.2, д); направляющие кольца (два или одно), укрепляемые обычно в верхней или нижней части поплавков (рисунке 12.2, е, ж). Но для таких колец требуется применение конусных трубок с направляющими ребрами или гранями. Зато они имеют два дополнительных достоинства: обеспечение турбулизации потока, способствующего уменьшению влияния вязкости и возможность измерения расхода непрозрачных жидкостей (благодаря малости зазора между направляющими ребрами и кольцами).

Поплавки изготавливаются из различных материалов: нержавеющей стали, титана, алюминиевых сплавов,фторопласта-4 и различных пластмасс (в зависимости от диапазона измерения и агрессивности измеряемого вещества). При необходимости для снижения массы поплавка его делают пустотелым.

Заметим, что от соотношения плотностей материала поплавка ρ_k и измеряемого вещества р зависит погрешность, возникающая при изменении плотности, которое вызвано изменением температуры или давления

вещества. Наименьшая погрешность будет при.

В этом случае при изменении ρ на ±10% дополнительная

погрешность будет всего лишь ±0,4%. Такое соотношение нетрудно обеспечить при измерении расхода жидкости.

Второй основной элемент ротаметра — измерительная коническая трубка (с конусностью 0,001-0,01). Она изготавливается из химически устойчивого или термостойкого боросиликатного стекла. Чувствительность прибора возрастает с уменьшением угла конусности трубки.

1.3. Уравнение равновесия поплавка.

В ротаметре (рисунок 12.3) можно выделить три сечения: сечение, где начинает сказываться возмущающее действие поплавка на поток; узкое кольцевое сечение потока, где имеется максимальная скорость; сечение, в котором кончается возмущающее действие поплавка на поток.

На поплавок снизу действует разность статических давлений на носовую и кормовую поверхности поплавка, возникающая вследствие перехода части потенциальной энергии в скорость V_k в узком сечении; эта разность равна (p₁-p₂)f,где fплощадь наибольшего поперечного сечения поплавка.

Сумма этих трех сил уравновешивается весом G поплавка:

G = Vg р_к

где V и р_к — объем и плотность материала поплавка (сплошного).

Из уравнения равновесия следует, что

1.4. Уравнение расхода.

Расход — это физическая величина, определяемая количеством жидкости или газа, проходящих через трубу или русло в единицу времени.

Расход является функцией площади потока и перепада давления

Поскольку конусность трубки оченьмаленькая, можем считать, что расход Q пропорционален высоте подъема поплавка h (рисунок 12.4).

Термоанемометр (расходомер SFE3-F500-L-W18-2NB-K1 фирмы Festo)

Принцип работы термоанемометра основан на измерении изменения температуры термосопротивления при обдуве его потоком газа. Схема термоанемометра приведена на рисунке 12.5. К контактам терморезисторов 2 и 4 подводится постоянное напряжение, по ним течет ток, в результате чего они разогреваются, значение их сопротивления растет, величина тока снижается, в итоге устанавливается значение тока, соответствующее количеству тепла, передаваемому от терморезисторов в окружающую среду. При возникновении воздушного потока величина теплового потока от терморезистора 2 увеличивается, следовательно, оно остывает, его сопротивление падает, ток возрастает и устанавливается на новом значении. Разностьтоков на терморезисторе 2 и 4 соответствует определенному расходу газа через камеру 1. Газ, протекающий через камеру 1, попадает в камеру 3, благодаря чему компенсируется зависимость разности токов терморезисторов 2 и 4 от температуры газа.

2.

Счетчик газа

На стенде установлен счетчик газа фирмы Бетар, основанный на струйно-акустическом принципе действия.

Принцип работы струйного счетчика газа основан на колебании струи газа в специальном струйном генераторе. Струя газа попеременно перебрасывается из одного устойчивого положения в другое и создает при этом пульсации давления и звука с частотой пропорциональной скорости течения газа и соответственно объемного расхода. В электронном преобразователе происходит вычислениеколичества пропущенного газа.

Принципиальная схема преобразователя с осциллирующей струей показана на рисунке 12.6.

Рисунок 12.6 Струйно-акустический датчик расхода.

Глубина проточной части преобразователей постоянна. Поток жидкости или газа проходит через сопло 1 и попадает в диффузор 3 прямоугольного сечения. Под влиянием случайных причин поток в каждый данный момент в большей степени прижимается к той или другой стенке диффузора (допустим, к нижней). Тогда благодаря эжектирующему действию струи в преобразователе релаксационного типа давление р₂ в нижней части обводной трубки 2 станет меньше давления р₁ в верхней ее части и по трубке 2 возникнет движение, показанное стрелкой, которое перебросит струю к верхней стенке диффузора. После этого направление движения в обводной трубке изменится, и струя станет осциллировать. Частота осцилляции пропорциональна скорости потока и, следовательно, расходу.

4. Измерение по падению давления в емкости, (см. л.р. №11)

Для адиабатического истечения из емкости

Для изотермического истечения из емкости

Для изучения приборов измерения расхода предназначена пневматическая система стенда, а также электронный секундомер. Последовательность выполнения лабораторной работы:

1. Полностью открыть редукционный клапан КР2 (вращая ручку в сторону стрелки со знаком

2. Включить компрессор подачи воздуха в ресивер. Дождаться пока давление в ресивере поднимется до 5 бар по ДДЗ, после этого произойдет автоматическое отключение компрессора.

3. Открыть шаровые краны в линии одной из диафрагм: ВН12, ВН14 или ВНП, ВН15 краны другой линии должны быть закрыты. Для определенности дальнейшая последовательность написана для открытой линии ВН12, ВН14.

4. Закрыть дроссель ДР5.

5. Редукционным клапаном КР2 поднять давление до 30 кПа по ДД4.

6. Частично открыть дроссель до появления расхода воздуха по ротаметру. Скорректировать клапаном КР2 давление до 30 кПа по ДД4.

7. Закрыть кран ВН14.

8. Переключить секундомер в режим ручного управления.

9. Сбросить показания секундомера.

10. Записать в таблицу 12.1 давление в ресивере Р_РД и температуру Т_Р.

11. Записать в таблицу 12.1 показания счетчика газа Vсгд.

12. Открыть кран ВН14, одновременно запустив секундомер.

13. Подождать пока давление в ресивере упадет не менее чем на 0,5 бар, но не менее 30 с. В это время записатьпоказания расходомера FestoQ_f и ротаметра Q_рот.

14. Закрыть кран ВН14, одновременно остановив секундомер.

15. Записать в таблицу 12.1 давление в ресивере Р_РП, время по секундомеру, показания счетчика газа Усгп.

16. Открыть кран ВН14.

17. Открыть дроссель для увеличения расхода. Скорректировать клапаном КР2 давление до 30 кПа по ДД4.

18. Закрыть кран ВН14.

19. Повторить пункты 9-18 два раза.

20. Повторить пункты 4-19, увеличивая давление до 60 кПа и 90 кПа.

21. 3акрыть краны, дроссель, полностью открыть КР2.

22. Выключить компрессор подачи воздуха в ресивер.

23. Вычислить расход по ресиверу для адиабатического и изотермического истечения. Вычислить расход по счетчику газа. Сравнить полученные данные с учетом класса точности приборов. Сделать выводы.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Измерение расхода воздуха газовыми счетчиками

Турбинные счётчики газа TRZ и ротационные счётчики газа RVG это точные измерительные приборы, которые успешно используется для учёта газа уже на протяжении многих десятилетий.

Как правило, счётчики проходят калибровку и поверку на поверочных стендах с использованием в качестве измеряемой среды воздуха при давлении близком к атмосферному, в то время как в дальнейшем они будут использоваться для учёта природного газа под более высоким давлением.Калибровка и поверка счётчиков газа при условиях максимально приближённых к рабочим условиям, т.е. на природном газе при высоком давлении также возможна.

Для проведения таких работ в Европе имеется ряд лабораторий позволяющих проводить поверку счётчиков газа на природном газе под высоким давлением. В частности такой лабораторией является лаборатория Pigsar находящаяся в г. Дорсен (Германия). Данная лаборатория имеет в распоряжении поверочный стенд позволяющий проводить испытания и калибровку счётчиков газа на природном газе в диапазоне рабочих расходов от 8 м3/ч до 6500 м3/ч и при значениях рабочего давления от 14 бар (1.4 МПа) до 50 бар (5 МПа).

Фирмой Elster в ходе работ по разработке турбинных счётчиков газа серии TRZ и ротационных счётчиков газа серии RVG были проведены испытания данных счётчиков как на воздухе при низком давлении (близком к атмосферному) так и природном газа при высоком давлении.

В ходе этих испытаний были получены следующие результаты:

Практически между кривой погрешности счётчика при измерении воздуха низкого давления (в области малых чисел Re) и кривой погрешности при измерении природного газа высокого давления (в области больших чисел Re) есть лишь одно различие. При поверке счётчика на природном газе при давлении свыше 4 бар (0,4 МПа) кривая погрешности турбинного счётчика имеет более линейную форму в сравнении с кривой погрешности полученной при поверке счётчика на воздухе при низком давлении.

Объясняется это тем, что в области малых чисел Re, величина вязкого трения в пограничном слое приводит к отклонению кривой погрешности от линейной формы.

В целом можно сказать, что кривая погрешности при повышении давления спрямляется. Таким образом, при измерении газа находящемся под высоким давлением фактическая погрешность счётчика находится в более узких пределах относительно заявленных приделов погрешности указанных в паспорте счётчика, прошедшего поверку на низком давлении.

Происходит это по той причине, что с повышением давления измеряемого газа происходит увеличение его плотности и как следствие увеличение кинетической энергии потока в сравнении с кинетической энергией потока газа при низком давлении при неизменном значении расхода. Это приводит к увеличению крутящего момента передаваемого потоком газа измерительному турбинному колесу счётчика.

Практически это значит, что турбинный счётчик при увеличении давления измеряемого газа может использоваться для измерения меньших расходов с заявленной точностью, так как уравновешивание крутящего момента и противодействующего момента обусловленного силами трения в опорах (подшипниках) турбинного колеса и подвижных деталях счётчика наступает при меньшем расходе измеряемого газа.

Таким образом, диапазон измеряемых расходов (Qmax/Qmin) турбинного счётчика с повышением давления измеряемого газа расширяется за счёт уменьшения значения минимально измеряемого расхода (Qmin). Значение максимально измеряемого расхода (Qmax) при увеличении давления измеряемого газа остается неизменным, так как оно ограничено конструкцией счётчика а именно максимально допустимой скоростью вращения турбинного колеса, а следовательно и подвижных деталей счётчика (подшипников, зубчатых колёс и т.п.) при которой не происходит их сильного износа и выхода счётчика из строя.

Калибровка турбинного счётчика на высоких давлениях позволяет расширить диапазон измерения до 1:50.

Характерные кривые погрешностей счётчика газа полученные при измерении воздуха низкого давления (при давлении близком к атмосферному) и при измерении природного газа высокого давления (свыше 4 бар (0,4 МПа)) показаны на рисунке 1.

Кривая погрешности, а следовательно и расширение диапазона измерения актуальны лишь при условии что плотность измеряемого газа при реальных рабочих условиях не отличается более чем в два раза от плотности измеряемой среды в условиях поверки.

Таким образом, калибровка на высоком давлении целесообразна для турбинных счётчиков, эксплуатируемых только под высоким давлением, поскольку расширение диапазона измерения либо сужение пределов погрешности счётчика, прошедшего поверку на высоком давлении, могут быть признаны лишь в случае если счётчик эксплуатируется в определённом диапазоне давлений измеряемой среды.

На рисунке 2 приведён протокол поверки турбинного счётчика TRZ G650 (Ду=150мм) заводской номер №83023859 поверенного на воздухе при давлении близком к атмосферному и на природном газа при давлении 50 бар (5 МПа).

1) Счётчик был поверен на поверочном стенде низкого давления находящимся в собственности фирмы Elster-Instromet Production GmbH (Mainz-Kastel, Германия).

Условия поверки:

• измеряемая среда воздух;
• абсолютное давление измеряемой среды 1 бар (близкое к атмосферному);
• температура измеряемой среды 20,99 °С;
• расход газа при котором производилась поверка – 50, 100, 250, 400, 700, 1000 м3/ч.

Полученная кривая погрешности отмечена красным цветом.

2) Счётчик был поверен на поверочном стенде высокого давления находящимся в распоряжении поверочной лаборатории Pigsar c/o E.ON Ruhrgas AG (Dorsten, Германия).

Условия поверки:

• измеряемая среда природный газ;
• абсолютное давление измеряемой среды 50 бар (5 МПа);
• температура измеряемой среды 15,01 °С;
• расход газа при котором производилась поверка – 50, 100, 250, 400, 700, 1000 м3/ч.

Полученная кривая погрешности отмечена синим цветом.

Введение

Значение счетчиков и, особенно расходомеров жидкости, газа и пара очень велико. Расходомеры необходимы прежде всего для управления производством. Без них нельзя обеспечить оптимальный режим технологических процессов в энергетике, металлургии, в химической, нефтяной, целлюлозно-бумажной и многих других отраслях промышленности. Эти приборы требуются также для автоматизации производства и достижения при этом максимальной его эффективности.

Расходомеры нужны для управления самолетами и космическими кораблями, для контроля работы оросительных систем в сельском хозяйстве и во многих других случаях. Кроме того, они требуются для проведения лабораторных и исследовательских работ.

Счетчики жидкости и газа необходимы для учета массы или объема нефти, газа и других веществ, транспортируемых по трубам и потребляемых различными объектами. Без этих измерений очень трудно контролировать утечки и исключать потери ценных, продуктов. Снижение погрешности измерений хотя бы на 1 % может обеспечить многомиллионный экономический эффект.

Расход— это количество вещества, протекающее через данное сечение в единицу времени.

Прибор, измеряющий расход вещества, называется расходомером, а массу или объем вещества — счетчиком количества или просто счетчиком (ГОСТ15528-86). Прибор, который одновременно измеряет расход и количество вещества, называется расходомером со счетчиком. К этим терминам следует добавлять название измеряемого вещества; например: расходомер газа, счетчик воды, расходомер пара со счетчиком

Устройство, непосредственно воспринимающее измеряемый расход (например, диафрагма, сопло, напорная трубка) и преобразующее его в другую величину (например, в перепад давления), которая удобна для измерения, называется преобразователем расхода.

В настоящее время к расходомерам и счетчикам предъявляется много требований, удовлетворить которые совместно достаточно сложно и не всегда возможно.

Имеются две группы требований. К первой группе относятся индивидуальные требования, предъявляемые к приборам для измерения расхода и количества; высокая точность, надежность, независимость результатов измерения от изменения-плотности вещества, быстродействие и значительный диапазон измерения. Ко второй группе относятся требования, которые характеризуют всю группу расходомеров и счетчиков; необходимость измерения расхода и количества очень разнообразной номенклатуры вещества о отличающимися свойствами, различных значений расхода от очень малых до чрезвычайно больших и при различных давлениях и температурах.

Рассмотрим основные требования.

1) Высокая точность измерения — одно из основных требований, предъявляемых особенно к счетчикам и дозаторам. Если раньше погрешность измерения в 1,5 —2 % считалась нормальной и достаточно удовлетворительной, то в настоящее время нередко требуется иметь погрешность не более 0,2 —0,5 %. Повышение точности достигается как за счет применения новых прогрессивных методов и приборов (тахометрических, электромагнитных, ультразвуковых и т.п.), так и за счет совершенствования старых классических методов. К числу наиболее точных относятся камерные счетчики жидкости (в частности, с овальными шестернями и лопастные). Погрешность первых не более 0,5 %, а вторых даже не более 0,2% от измеряемой величины. Расходомеры и счетчики о сужающими устройствами менее точны. Снижение их погрешности достигается с помощью износоустойчивых диафрагм, а также при повышении точности дифманометров и применении вычислительных устройств для учета изменения плотности вещества.

2) Надежность (наряду с точностью) — одно из главных требований, предъявляемых к расходомерам и счетчикам количества. Основным показателем надежности является время, в течение которого прибор сохраняет работоспособность и достаточную точность. Это время зависит как от устройства прибора, так и от его назначения и условий применения.

Тахометрические приборы, элементы которых при измерении непрерывно движутся, имеют меньший срок службы. Так, у турбинных расходомеров износ оси и опор будет тем меньше, чем лучше смазывающая способность измеряемого вещества и чем оно чище. Для повышения надежной работы этих расходомеров необходимо применение фильтров или других очистных устройств. В технических условиях на некоторые тахометрические расходомеры турбинного типа указывается шестилетний срок нормальной работы.

3) Большой диапазон измерения (Q_max/Q_min) необходим, когда значения расхода могут изменяться в значительных пределах. У приборов с линейной характеристикой, например электромагнитных, этот диапазон равен восьми — десяти. У расходомеров с сужающими устройствами он очень мал и равен трем. Повысить его до девяти-десяти можно путем подключения к сужающему устройству двух дифманометров с разными p_max. У тепловых расходомеров можно посредством изменения мощности нагревателя получить многопредельную шкалу с очень большим общим диапазоном измерения. /1/