Тахометрические расходомеры широко используются для измерения расхода различных жидкостей и газов. Их принцип действия основан на определении скорости вращения турбинки, установленной в потоке измеряемой среды. Скорость вращения турбинки прямо пропорциональна скорости потока, а следовательно, и расходу среды.
Основные достоинства тахометрических расходомеров:
- Высокая точность измерений в широком диапазоне расходов.
- Простота конструкции и надежность.
- Небольшие габариты и масса.
- Возможность измерения расхода различных сред.
- Невысокая стоимость.
К недостаткам можно отнести:
- Наличие подвижных частей, требующих периодического обслуживания.
- Потеря точности при измерении малых расходов.
- Возможное влияние отложений и загрязнений на показания.
Тахометрические расходомеры широко применяются в системах теплоснабжения для измерения расхода теплоносителя. К примеру, в квартирных теплосчетчиках часто используют именно такой тип расходомера за его высокую точность и надежность. Они также находят применение в нефтегазовой отрасли, энергетике, коммунальном и промышленном водоснабжении.
Устройство тахометрического расходомера
Основными элементами тахометрического расходомера являются:
- Измерительный участок (трубопровод) с установленной в нем турбинкой.
- Турбинка с лопастями.
- Датчик числа оборотов турбинки.
- Вторичный измерительный преобразователь.
Поток жидкости или газа проходит через измерительный участок и вращает турбинку. Частота вращения турбинки регистрируется датчиком и передается в электронный блок, где происходит обработка сигнала и вычисление текущего значения расхода.
Принцип действия тахометрических расходомеров
Принцип действия тахометрических расходомеров основан на зависимости частоты вращения турбинки от скорости потока жидкости или газа. При увеличении расхода скорость вращения турбинки возрастает, и наоборот.
Зная геометрические характеристики турбинки и измерительного участка, по частоте вращения можно точно определить объемный расход. Вычисления производятся с помощью калибровочных коэффициентов, которые задаются и сохраняются в памяти расходомера.
Области применения тахометрических расходомеров
Благодаря своим достоинствам, тахометрические расходомеры находят широкое применение в различных отраслях:
- ЖКХ - учет тепла, горячей и холодной воды.
- Нефтегазовая отрасль - измерение расхода нефти, нефтепродуктов, газа.
- Энергетика - учет пара, воды на ТЭЦ и АЭС.
- Пищевая промышленность - дозирование и учет расхода жидких продуктов.
- Фармацевтическая промышленность - дозирование лекарственных средств.
Кроме этого, тахометрические расходомеры могут использоваться в системах промышленного водоснабжения, вентиляции, кондиционирования, очистки газов и других технологических процессах.
Точность измерений тахометрических расходомеров
Точность измерений тахометрических расходомеров зависит от ряда факторов:
- Конструкции и качества изготовления турбинки.
- Вида и параметров измеряемой среды.
- Соблюдения условий эксплуатации.
- Периодичности поверки и калибровки.
Современные тахометрические расходомеры при соблюдении всех требований обеспечивают погрешность измерения расхода жидкости в пределах ±0,5-1,5%, для газа - ±1-2%.
Для повышения точности применяют специальные конструкции турбинок, используют материалы, устойчивые к воздействию среды, проводят калибровку по рабочей среде. Также важно регулярно очищать турбинку и измерительный участок от отложений и загрязнений.
Выбор типа тахометрического расходомера
При выборе тахометрического расходомера для конкретного применения необходимо учитывать:
- Диапазон измеряемых расходов.
- Параметры измеряемой среды (давление, температура, вязкость, наличие примесей).
- Требования к точности измерений.
- Условия эксплуатации (вибрация, удары, температура окружающей среды).
- Наличие взрывозащиты при работе с горючими газами.
По этим критериям подбирают оптимальный тип и модель расходомера, а также материал и конструкцию турбинки.
Поверка тахометрических расходомеров
Для поддержания необходимой точности измерений тахометрические расходомеры должны периодически поверяться в специализированных метрологических лабораториях.
При поверке проводят калибровку расходомера по рабочей среде на разных расходах. Определяют и корректируют погрешность измерений. Полученные калибровочные коэффициенты заносятся в память расходомера.
Периодичность поверки определяется нормативной документацией и условиями эксплуатации. Для узлов учета тепла, воды, газа - 1 раз в 4 года.
Диагностика неисправностей тахометрических расходомеров
При эксплуатации тахометрических расходомеров могут возникать следующие неисправности:
- Повышенная погрешность измерений.
- Отсутствие показаний.
- Нестабильные или некорректные показания.
- Повреждение подшипников турбинки.
- Выход из строя электронных компонентов.
Для диагностики причин неисправностей проверяют состояние турбинки, измерительного участка, электрических цепей и электронных компонентов. Проводят очистку и ревизию узлов.
Ремонт тахометрических расходомеров
Возможные виды ремонта тахометрических расходомеров:
- Замена подшипников или всей турбинки.
- Очистка турбинки и измерительного участка от отложений.
- Ремонт или замена электронных компонентов.
- Замена уплотнений.
Ремонт должен проводиться специалистами в сервис-центре или у изготовителя. После ремонта обязательно требуется поверка расходомера.
Счетчики на базе тахометрических расходомеров
На базе тахометрических расходомеров производят различные счетчики для учета жидкостей и газов:
- Теплосчетчики (для учета тепловой энергии).
- Водосчетчики (для учета горячей и холодной воды).
- Газосчетчики (для учета газа).
В эти счетчики дополнительно входят температурные датчики, вычислительные блоки, корректоры и другие элементы. Но основой является именно тахометрический расходомер.
Монтаж тахометрических расходомеров
При монтаже тахометрических расходомеров необходимо:
- Соблюдать требования по длине прямых участков до и после расходомера.
- Устанавливать запорную арматуру для обеспечения демонтажа.
- Выполнять заземление и молниезащиту.
- Подключать датчики температуры (для теплосчетчиков).
- Обеспечивать защиту от вибрации, температурных перепадов.
Правильный монтаж обеспечит надежную работу и требуемую точность измерений расходомера.
Тахометрические расходомеры с импульсным выходным сигналом
Тахометрические расходомеры могут иметь импульсный выходной сигнал. При вращении турбинки формируются электрические импульсы, количество которых пропорционально объему прошедшей жидкости.
Такие расходомеры удобно использовать совместно со счетчиками импульсов, тепловычислителями, контроллерами и другими устройствами автоматики.
Измерительные комплексы на базе тахометрических расходомеров
На базе тахометрических расходомеров собирают измерительные комплексы и узлы учета для контроля расхода газа, воды, тепла.
Такие комплексы дополнительно включают датчики давления и температуры, вычислители, регуляторы, клапаны, фильтры и другие компоненты.
Примеры готовых решений:
- Узел учета тепла на 2х тахометрических расходомерах.
- Система измерения расхода газа с 12 тахометрическими расходомерами.
Такие комплексные решения позволяют получать достоверную информацию о потреблении и максимально автоматизировать процесс измерений.
Объясните выбор типа тахометрического расходомера
При выборе типа тахометрического расходомера для конкретного применения в первую очередь анализируют диапазон расходов в трубопроводе. Если расход может сильно меняться, то выбирают расходомер с более широким диапазоном измерений.
Оценивают параметры измеряемой среды - давление, температуру, вязкость, наличие примесей. Это влияет на выбор материалов конструкции. Также учитывают требования к точности измерений и условия окружающей среды.
На основании этих критериев подбирают оптимальную конструкцию и модель тахометрического расходомера, которая надежно работает в данных условиях и обеспечивает необходимую точность измерения расхода.
Тахометрические расходомеры для систем отопления
Тахометрические расходомеры широко применяются в системах отопления для измерения расхода теплоносителя. Их используют как в квартирных теплосчетчиках, так и в тепловых пунктах зданий.
Для применения в отоплении важны такие качества, как:
- Высокая точность измерений при малых расходах.
- Устойчивость к отложениям и загрязнениям.
- Минимальные потери давления.
- Удобство монтажа и обслуживания.
Тахометрические расходомеры для отопления выпускаются в компактном исполнении и различных диапазонах расходов. Они надежно работают десятилетиями при грамотной эксплуатации.
Области применения газовых тахометрических расходомеров
Газовые тахометрические расходомеры находят применение:
- В газораспределительных станциях.
- На магистральных газопроводах.
- В системах газоснабжения промышленных предприятий.
- Для учета газа на котельных.
- В системах автоматического регулирования подачи газа.
Они обеспечивают высокую точность измерения расхода природного газа в широком диапазоне давлений и температур. Газовые расходомеры также могут иметь взрывозащиту для применения во взрывоопасных зонах.
Особенности выбора тахометрических расходомеров
При выборе тахометрического расходомера важно учитывать особенности его применения. Необходимо определить диапазон расходов, свойства измеряемой среды, требования к точности измерений, условия эксплуатации.
Для агрессивных или газонасыщенных жидкостей подбирают расходомеры из соответствующих материалов. При высокой вязкости среды используют конструкции турбин с увеличенным шагом лопастей.
Если нужна повышенная точность, выбирают расходомеры с улучшенными метрологическими характеристиками, применяют прецизионные подшипники турбин.
Методы повышения точности тахометрических расходомеров
Для повышения точности измерений тахометрических расходомеров применяют:
- Тщательный подбор материалов и высокую точность изготовления турбинок.
- Использование прецизионных подшипников качения.
- Калибровку расходомера на рабочей среде в нескольких точках.
- Регулярную очистку турбинок и измерительных участков.
- Поддержание постоянных параметров потока.
Эти методы позволяют минимизировать погрешности и достичь точности измерения расхода жидкостей до ±0,5%, газа - до ±1,5%.
Надежность и срок службы тахометрических расходомеров
Современные тахометрические расходомеры отличаются высокой надежностью. Срок службы таких приборов составляет десятки лет.
Долговечность обеспечивается за счет качественных материалов, надежной электроники, защиты от перегрузок. При соблюдении правил эксплуатации отказы таких расходомеров редки.
Для поддержания метрологических характеристик требуется периодическая поверка. Ремонт, как правило, сводится к замене подшипников и очистке проточной части.
Интеллектуальные тахометрические расходомеры
Современные тахометрические расходомеры оснащаются "интеллектуальными" функциями:
- Автоматическая диагностика неисправностей.
- Хранение калибровочных данных во встроенной памяти.
- Цифровые интерфейсы для интеграции в АСУТП.
- Встроенные протоколы обмена данными.
- Возможность удаленной настройки.
Это повышает функциональность приборов, облегчает их использование в автоматизированных системах управления технологическими процессами.
Перспективы развития тахометрических расходомеров
В перспективе ожидается дальнейшее совершенствование тахометрических расходомеров:
- Повышение точности измерений.
- Расширение функциональных возможностей.
- Улучшение эргономичности и интерфейса.
- Применение новых конструкционных материалов.
Благодаря простоте устройства, надежности и универсальности, тахометрические расходомеры будут еще долго использоваться в самых разных областях.
