La mesura del cabal determina la velocitat o la quantitat total d'un líquid, gas o vapor que es mou a través d'un procés. La selecció del mesurador de cabal adequat requereix més que fer coincidir un instrument amb el diàmetre nominal de la canonada. Cal avaluar la variable de mesura requerida, les propietats del fluid, el cabal mínim i màxim, la disposició de la instal·lació, la pèrdua de pressió, la definició de precisió, les condicions de manteniment i el cost total del cicle de vida.
La regla pràctica de selecció és senzilla: primer definiu què s'ha de mesurar, després elimineu les tecnologies que no puguin gestionar el fluid o la instal·lació, i només després compareu la mida del comptador, el rendiment, les sortides i el cost. Un ampliGamma de productes de mesuradors de cabal industrialnomés és útil després d'haver establert aquestes condicions del procés.
Resposta ràpida:Utilitzeu un mesurador magnètic per a molts líquids conductors, una pinça-en un mesurador d'ultrasons quan no es pot tallar la canonada, un sistema de vòrtex o pressió-diferencial per a moltes aplicacions de vapor, un mesurador de massa tèrmica per a gasos nets adequats, un mesurador de turbina per a líquids nets de baixa-viscositat i un mesurador de viscositat -positiu per a molts líquids de desplaçament net. Aquests són punts de partida, no seleccions finals.
Què és la mesura de cabal?
El mesurament del cabal descriu la rapidesa amb què un fluid es mou per una secció definida o la quantitat de fluid que passa durant un període determinat. Les plantes industrials utilitzen aquesta informació per al control de processos, lots, dosificació de productes químics, monitorització d'energia, protecció d'equips, informes de producció, assignació de serveis públics, detecció de fuites i transferència comercial.
Un sistema de mesura complet pot incloure un sensor primari, transmissor, pantalla local, totalitzador, compensació de pressió o temperatura, registrador de dades i connexió a una plataforma PLC, DCS, BMS, EMS o SCADA.
El mesurador físic és només una part de la qualitat de la mesura. L'estat del fluid, la instal·lació de canonades, les dades de configuració, la referència de calibratge i l'escala-del sistema de control poden afectar el resultat final. El NIST estudia els principis de funcionament i el rendiment del mesurador de cabal sota diferents fluids, temperatures, pressions, cabals i condicions d'instal·lació mitjançant el seuprogrames de metrologia de flux.
Què mesura un mesurador de cabal?
Caudal volumètric
El cabal volumètric és el volum que passa per la canonada per unitat de temps. Les unitats habituals inclouen metres cúbics per hora, litres per minut, galons per minut i peus cúbics per minut.
Per a una canonada circular completament plena:
Q = A × v
- Qés el cabal volumètric.
- Aés l'àrea interna de la canonada.
- vés la velocitat mitjana del fluid.
Les tecnologies basades en la velocitat-com ara els mesuradors magnètics, ultrasònics, de vòrtex i de turbina utilitzen una velocitat de flux mesurada o una resposta física relacionada per calcular el cabal volumètric. Per tant, el diàmetre intern del tub ha de ser correcte.
Caudal massiu
El cabal de massa mesura la massa real transferida per unitat de temps. Sovint és més útil que el volum quan el valor del producte, la formulació, la combustió, el balanç de materials o els càlculs d'energia depenen de la quantitat de material més que de l'espai que ocupa.
El flux de massa pot estar relacionat amb el volum i la densitat:
ṁ = ρ × Q
- ṁés el cabal massiu.
- ρés la densitat del fluid.
- Qés el cabal volumètric.
Els comptadors de Coriolis mesuren directament el cabal de massa. Altres sistemes poden calcular el cabal de massa a partir de dades de flux volumètric, pressió, temperatura, densitat o composició.
Velocitat de flux
La velocitat descriu la rapidesa amb què el fluid es mou per la canonada. És important per a la mida del mesurador perquè una velocitat excessivament baixa pot reduir la qualitat del senyal o permetre que els sòlids s'assentin, mentre que una velocitat excessiva pot augmentar la pèrdua de pressió, el soroll, l'erosió o la vibració.
Flux totalitzat
El cabal instantani mostra la rapidesa amb què es mou el fluid en el moment actual. El cabal totalitzat acumula la quantitat mesurada al llarg del temps.
La totalització sol ser necessària per a:
- Farciment de lots
- Consum d'aigua
- Entrega de combustible
- Comptabilitat energètica
- Informe de producció
- Facturació de serveis públics
Flux de gas real i flux de gas estàndard
El volum del gas canvia significativament amb la pressió i la temperatura. El cabal volumètric real descriu el volum sota les condicions reals de la línia. El flux estàndard converteix aquest volum en una temperatura i pressió de referència definides.
Per tant, una especificació de flux de gas hauria d'indicar:
- Si el valor és real o estandarditzat
- La temperatura de referència
- La pressió de referència
- Si la pressió és absoluta o pressió manomètrica
- La composició del gas esperada
- Tant si el gas està sec com si conté humitat
Sense condicions de referència definides, dos instruments poden reportar diferents valors volumètrics fins i tot quan la mateixa massa de gas passa per la canonada.
Mesurament de cabal-canal-tancat i canal obert
La majoria de mesuradors de cabal industrial estan dissenyats per a canonades tancades que romanen completament plenes i funcionen sota pressió. Els sistemes de-canal obert tenen una superfície líquida lliure i requereixen un enfocament de mesura diferent.
El flux del-canal obert sovint es determina mesurant el nivell de líquid aigües amunt d'una estructura hidràulica, com ara un diguet o un canal, i convertint aquest nivell en flux. La geometria, les condicions d'aproximació aigües amunt, la submersió aigües avall, la ubicació del sensor de nivell i el manteniment del canal afecten la precisió. L'Agència de Protecció del Medi Ambient dels EUA ofereix orientació sobremesura de cabal als punts d'abocament d'aigües residuals.
No apliqueu els-supòsits de canonades tancades a clavegueres, canals de drenatge, canals o presa parcialment plenes. Un cabalímetre de líquid-muntat a una canonada i un-nivell de canal-per-el sistema de flux resolen diferents problemes de mesura.
Matriu de selecció ràpida del mesurador de cabal
| Condició del procés | Tecnologies a la llista preseleccionada | Exclusions o xecs importants |
|---|---|---|
| Es requereix un flux de massa o densitat directe | Coriolis | Comproveu la pèrdua de pressió, la mida de la línia, la vibració, l'entrada de gas, l'estrès d'instal·lació i el cost |
| Aigua conductora, aigües residuals, productes químics o purins | Electromagnètic | Exclou líquids, gasos i vapor no conductors; comproveu-l'estat complet de la canonada, la connexió a terra, el revestiment i els elèctrodes |
| La canonada no es pot tallar o el procés no es pot aturar | Fixeu-l'ultrasons | Comproveu el material de la canonada, el revestiment, el gruix de la paret, la trajectòria acústica, les bombolles, els sòlids i la canonada recta |
| Servei d'utilitat de planta de vapor o neteja | Vortex o pressió diferencial | Comproveu el rendiment de flux-baix, l'estat del vapor, la vibració, la compensació i la pèrdua de pressió permanent |
| Netejar aire comprimit o gas industrial | Massa tèrmica, vòrtex, pressió diferencial o ultrasònic | Comproveu la composició del gas, la humitat, la pressió, els informes reals-en comparació amb els-estàndards i el perfil d'instal·lació |
| Líquid net i de baixa{0}viscositat amb resposta ràpida | Turbina | Exclou els fluids bruts i reviseu el desgast dels coixinets, el canvi de viscositat, la filtració i la canonada recta |
| Líquid viscós net o flux de líquid baix | Desplaçament positiu o mesurador d'engranatges | Comproveu les partícules, la pèrdua de pressió, la lubricació, la compatibilitat dels materials i el manteniment de les-parts mòbils |
| Indicació local senzilla sense alimentació externa | Mesurador d'àrea-variable | Comproveu l'orientació del muntatge, la classificació de pressió, la precisió de lectura i els requisits de sortida{0}}remota |
Principals tipus de mesuradors de cabal i com funcionen
Mesuradors de cabal ultrasònics
Anmesurador de cabal ultrasònicUtilitza senyals acústics per determinar la velocitat del fluid. Els instruments de temps de trànsit-comparen el temps de viatge dels senyals que es mouen amb i en contra del flux. Els instruments Doppler mesuren el canvi de freqüència dels senyals reflectits per partícules en suspensió o bombolles de gas.
La tecnologia de temps de trànsit-normalment s'adapta als fluids que poden transmetre un senyal acústic estable. La tecnologia Doppler requereix suficients reflectors i no s'ha de tractar com un reemplaçament directe de la mesura del temps de trànsit-.
Els sistemes d'ultrasons poden ser:
- Fixeu-a:Els sensors s'instal·len fora de la canonada sense penetrar en el procés.
- Inserció:Els sensors entren a la canonada a través de connexions de procés.
- En línia:El camí acústic està integrat en un cos de comptador dedicat.
- Camí-únic o camí múltiple:Els camins addicionals poden proporcionar més informació sobre el perfil de velocitat.
El mesurament d'ultrasons és atractiu per a canonades grans, aigua refrigerada, enquestes temporals, auditories energètiques i projectes de modernització. El seu rendiment depèn de les dimensions precises de la canonada, l'espai correcte del transductor, l'acoblament adequat, les condicions estables del fluid i un perfil de flux representatiu.
La precisió del mesurador publicat no és l'única consideració. Les dades de la canonada, la posició del sensor, la qualitat del senyal, l'estat de la paret, el revestiment, les bombolles i la temperatura poden influir en el rendiment instal·lat. Una explicació més centrada està disponible a la guiaprecisió del mesurador de cabal ultrasònic.
Mesuradors de cabal electromagnètic
Anmesurador de cabal electromagnètic, també anomenat mesurador de cabal magnètic o mesurador magnètic, aplica un camp magnètic a través d'un tub de mesura aïllat. Un líquid conductor que es mou pel camp genera una tensió que és proporcional a la velocitat.
Els comptadors magnètics es consideren àmpliament per a aigua conductora, aigües residuals, àcids, àlcalis, purins, aigua de refrigeració i molts líquids de procés. El tub de mesura obert no té cap obstrucció giratòria i normalment produeix poca pèrdua de pressió permanent.
S'han d'excloure quan el medi sigui un gas, vapor o un líquid no conductor. La selecció també ha de tenir en compte:
- Conductivitat líquida mínima
- Condicions-completes de la canonada
- Posa a terra elèctrica o elèctrodes de referència
- Compatibilitat de revestiment i elèctrode
- Abrasió per sòlids en suspensió
- Dipòsits de recobriment, descamació o elèctrodes
- Detecció-de canonades buides
- Velocitat necessària per limitar l'assentament
Mesuradors de cabal Vortex
A mesurador de cabal de vòrtexcol·loca un cos de farol al flux. Els vòrtexs alterns es formen aigües avall, i la seva freqüència de despreniment està relacionada amb la velocitat del fluid.
Els mesuradors de vòrtex són candidats habituals per a vapor, gasos nets, aire comprimit i líquids nets. No contenen rotor giratori, però el cos del farol crea una obstrucció i una certa pèrdua de pressió permanent.
La selecció ha de revisar:
- Nombre de Reynolds mínim i interval de flux{0}} baix utilitzable
- Vibració de la canonada
- Flux pulsant
- Vapor saturat o sobreescalfat
- Vapor humit i condensat
- Compensació de pressió i temperatura
- Pertorbacions aigües amunt
Un mesurador de vòrtex de mida només per a la demanda màxima de vapor pot perdre un senyal estable durant el funcionament de baixa-càrrega. Les velocitats de vapor normals i mínimes solen ser més importants que la capacitat mecànica màxima.
Mesuradors tèrmics de cabal
A mesurador de cabal massiu tèrmicmesura la calor transferida des d'un element sensor escalfat a un gas en moviment. La resposta de pèrdua-de calor està relacionada amb el flux de massa de gas.
Els mesuradors de massa tèrmica s'utilitzen freqüentment per a aire comprimit, nitrogen, biogàs, aire d'aireació, gas del cremador i distribució de gas. Poden proporcionar una indicació directa de-flux de massa sense un càlcul separat de pressió i temperatura quan els supòsits de gas i calibratge segueixen sent vàlids.
Els límits importants inclouen:
- Canvis en la composició dels gasos
- Gas humit o condensació
- Contaminació del sensor
- Profunditat d'inserció incorrecta
- Distorsió del-perfil de flux
- Diferències entre el gas de calibratge i el gas de procés
El Departament d'Energia dels EUA discuteix el mesurament i la supervisió com a part de la millora del rendiment del sistema d'aire comprimit-industrial al seullibre de fonts d'aire comprimit.
Caudalímetres de turbina
A mesurador de cabal de turbinacol·loca un rotor de pales al corrent de flux. La velocitat del rotor es converteix en un senyal de freqüència o pols relacionat amb el cabal.
Els comptadors de turbina poden proporcionar una resposta ràpida i una bona repetibilitat per a líquids nets i de baixa{0}}viscositat. Són menys adequats per a fluids bruts, partícules grans, viscositat inestable o aplicacions on no es pot tolerar el desgast dels coixinets.
Comproveu la filtració, la lubricació, els materials del rotor, l'estat del coixinet, la velocitat mínima, la canonada recta i l'efecte de la viscositat sobre el factor del mesurador. La relació entre la viscositat i el comportament de l'instrument s'explica amb més detall en aquesta visió generalviscositat del líquid i rendiment del mesurador de cabal.
Mesuradors de desplaçament positiu i de cabal d'engranatges
Els mesuradors de desplaçament-positius separen el líquid en volums mesurats repetidament. Engranatge oval-i altresmesuradors de cabal d'engranatgesutilitzar elements interns mòbils per generar una sortida volumètrica.
Sovint són preseleccionats per a olis nets, combustibles, resines, xarops, lubricants i altres líquids viscosos, especialment quan el rendiment de baix-flux és important.
S'han de revisar acuradament per a sòlids, cristal·lització, pèrdua de pressió, desgast mecànic, lubricació i neteja. Un fluid que recobreix o bloqueja els elements de mesura pot provocar una deriva o un bloqueig total.
Mesurament de flux-de pressió diferencial
Els sistemes de flux de pressió diferencial-utilitzen un element primari, com ara una placa d'orifici, un tub Venturi, un broquet, un mesurador de falca o un tub de Pitot de mitjana. La restricció canvia la velocitat i crea una diferència de pressió que es mesura per atransmissor de pressió diferencial.
Els elements primaris individuals no s'han de tractar com a idèntics. Es diferencien en la pèrdua de pressió, la longitud de la instal·lació, la tolerància a la contaminació, el cost, la baixa i els requisits de manteniment.
Els sistemes DP poden mesurar líquids, gasos i vapor, però el sistema complet també pot requerir:
- Compensació de pressió i temperatura
- Tubs d'impuls o segellats remots
- Orientació correcta del toc
- Olles de condensació per al vapor
- Dades de densitat
- Extracció d'arrel-quadrada
- Inspecció de línies d'impuls bloquejades o amb fuites
Coriolis i metres d'àrea{0}}variables
Els mesuradors de Coriolis utilitzen tubs de mesura vibrants i detecten la diferència de fase produïda quan la massa flueix a través de l'estructura oscil·lant. Són candidats forts quan es requereix un flux de massa directe, densitat, lots o una alta repetibilitat, però s'han d'avaluar la pèrdua de pressió, l'entrada de gasos, la vibració, l'estrès de la canonada, la mida, el pes i el cost.
Els-metres d'àrea variable utilitzen un flotador en un tub cònic. Proporcionen una indicació local senzilla i poden no requerir alimentació externa, però ofereixen menys automatització i normalment tenen requisits d'orientació i lectura més restrictius.
Com triar el mesurador de cabal adequat?
Pas 1: Definiu l'objectiu de la mesura
Comenceu amb el motiu del negoci o del procés per mesurar el flux. Un comptador utilitzat per a tendències generals no necessita el mateix pla de rendiment, traçabilitat, redundància o verificació que un que s'utilitza per a la transferència o la formulació de la custòdia.
Els objectius comuns inclouen:
- Control de processos
- Farciment de lots
- Dosificació química
- Supervisió de la utilitat
- Equilibri energètic
- Detecció de fuites
- Protecció d'equips
- Informes normatius
- Transmissió comercial
Decidiu també si la sortida requerida és el flux de massa, el volum real, el volum estàndard, la velocitat, l'energia tèrmica o el total acumulat.
Pas 2: caracteritzar el fluid
Documenteu el medi de procés real en lloc d'utilitzar una descripció general com ara "aigua" o "gas".
- Condició líquida, gasosa, vapor, purín o multifàsica
- La densitat i el canvi de densitat esperat
- Viscositat a temperatura mínima i màxima
- Conductivitat elèctrica
- Composició química
- Corrosivitat
- Concentració de sòlids i mida de partícula
- Gas arrossegat o bombolles
- Humitat o condensació
- Recobriment, descamació, polimerització o cristal·lització
- Propietats higièniques, tòxiques o perilloses
Una tecnologia s'hauria d'eliminar de la llista tan aviat com el fluid infringeixi un requisit fonamental de mesura. Per exemple, un comptador magnètic no hauria de tenir en compte un oli no conductor, i un comptador de turbina estàndard no hauria de tenir en compte els purins abrasius.
Pas 3: establiu el sobre de flux complet
Anoteu el cabal continu mínim, normal i màxim. També inclou l'inici, l'aturada, la neteja, el rentat, el flux invers, la demanda estacional i l'expansió futura.
No seleccioneu un comptador només perquè el seu cabal màxim publicat supera el màxim del procés. El punt de funcionament normal i el rendiment-de baix cabal determinen si el mesurador proporcionarà lectures útils durant la major part de la seva vida útil.
Pas 4: Mida el mesurador utilitzant el cabal, no només el diàmetre de la canonada
La canonada de procés i el mesurador de cabal no sempre necessiten el mateix diàmetre nominal. Una mida reduïda del mesurador pot millorar la velocitat i el rendiment de flux-baix, però els reductors poden afegir pèrdua de pressió i alterar el perfil de cabal.
Exemple il·lustratiu de mida:Considereu una canonada d'aigua nominal de 300 mm amb un diàmetre intern suposat de 0,30 m.
- A 60 m³/h, la velocitat aproximada és de 0,24 m/s.
- A 180 m³/h, la velocitat aproximada és de 0,71 m/s.
- A 300 m³/h, la velocitat aproximada és d'1,18 m/s.
Aquestes xifres no seleccionen el mesurador per si soles. Mostren per què el flux mínim, normal i màxim s'ha de convertir en velocitat i comprovar-se amb el rang de funcionament especificat de la tecnologia escollida.
Abans d'aprovar la mida d'un metre, sol·liciteu:
- Interval de cabal útil per a la mida seleccionada
- Precisió en l'interval requerit
- Corba de-pèrdua de pressió
- Límits de velocitat recomanats
- Comportament de tall{0}}de flux baix
- Condicions de procés màximes permeses
Pas 5: compareu correctament les definicions de precisió
La precisió indicada com a percentatge de lectura no és equivalent a la precisió indicada com a percentatge de l'escala completa.
Comparació il·lustrativa:
- Un mesurador especificat a ±0,5% de la lectura té una contribució d'error de ±0,05 unitats quan la lectura és de 10 unitats.
- Un mesurador especificat a ±0,5% d'una escala completa de 100 unitats té una contribució d'error de ±0,5 unitats a la mateixa lectura de 10 unitats.
El segon valor és igual al 5% de la lectura de flux-baix, tot i que ambdós fulls de dades mostren "0,5%". També s'han de revisar l'estabilitat zero, els termes d'error fixats, el rang de calibratge i els efectes de la instal·lació.
La International Society of Automation ofereix una distinció útil entreprecisió, repetibilitat i dimensionament del mesurador de cabal.
Pas 6: reviseu la instal·lació real
Inspeccioneu la ubicació d'instal·lació abans de finalitzar la tecnologia.
- Tub recte aigües amunt i aigües avall
- Colzes, tees, reductors, bombes i vàlvules de control
- Si una canonada de líquid roman completament plena
- Vibració de la canonada
- Flux pulsant
- Longitud d'instal·lació disponible
- Material de la canonada, revestiment, recobriment i gruix de paret
- Accessibilitat per manteniment
- Exposició exterior, inundacions i temperatura ambient
- Si és possible l'aturada i el tall de canonades
- Classificació d'-zones perilloses
Els requisits de les canonades rectes-depenen del comptador i del tipus de pertorbació aigües amunt. Un número general no ha de substituir les instruccions del fabricant seleccionat. Vegeu la discussió detrams rectes aigües amunt i aigües avallen planificar la instal·lació.
Pas 7: Confirmeu els materials, les sortides i el compliment
Tots els materials mullats han de ser compatibles amb el fluid del procés, els productes químics de neteja, la pressió, la temperatura i el nivell d'abrasió.
Ressenya:
- Cos del mesurador i materials del sensor
- Materials de revestiment i elèctrodes
- Segells i juntes
- Brida o connexió sanitària
- Classificació de pressió
- Condicions de neteja i esterilització
- Protecció d'entrada necessària
- Aprovació d'-zones perilloses
- Requisits d'aigua-potable, higiènica, marina o de custòdia-
Confirmeu la interfície de comunicació i senyal necessària, inclosa la integració de 4–20 mA, pols, freqüència, relé, HART, Modbus, registre de dades, visualització remota i-control.
Pas 8: compareu el cost del cicle de vida
El preu de compra és només una part del cost de mesura de flux.
| Element de cost | Preguntes per fer |
|---|---|
| Instal·lació | S'ha de tallar, soldar, drenar, netejar o tancar la canonada? |
| Pèrdua de pressió | El mesurador augmentarà l'energia de bombeig o compressió? |
| Posada en marxa | El mesurador requereix una configuració especialitzada, condicionament de flux o verificació de camp? |
| Manteniment | Hi ha peces mòbils, línies d'impuls, elèctrodes, elements sensors o superfícies d'acoblament per inspeccionar? |
| Calibració | Es pot treure el mesurador, comparar-lo al seu lloc o verificar electrònicament? |
| Risc del procés | Quin és el cost d'un lot incorrecte, desequilibri de serveis públics, tancament o pèrdua de producció? |
| Vida útil | Hi ha peces de recanvi, suport tècnic i unitats de recanvi disponibles? |
Dos exemples de selecció de mesuradors de cabal treballat
Exemple 1: adaptació d'aigua refrigerada DN300-sense tancament
Condicions del procés:Una gran canonada d'aigua refrigerada-ja funciona. La instal·lació necessita un control continu de flux i energia, però no pot drenar ni tallar la canonada durant la producció normal.
Llista inicial inicial:Fixeu-vos-a la mesura del flux magnètic en línia i ultrasònic.
Procés de decisió:
- El requisit de no-apagada afavoreix una instal·lació d'ultrasons externa.
- L'enginyer ha de confirmar el material de la canonada, el gruix de la paret, el revestiment intern, l'estat exterior, la temperatura del fluid i la canonada recta disponible.
- El fluid ha de proporcionar un recorregut acústic útil en temps de trànsit-sense bombolles excessives.
- Si la mesura s'utilitza per al càlcul d'energia, també s'han de comprovar els sensors de temperatura i la configuració del totalitzador.
- Si més endavant la instal·lació requereix un rendiment de mesura permanent més alt i és possible l'aturada, es pot comparar un mesurador magnètic en línia.
Un punt de partida adequat és apinça-al transmissor de flux ultrasònic. La decisió final encara hauria de ser recolzada per una enquesta de senyal i una comparaciómesura de flux ultrasònic i electromagnètic.
Exemple 2: Aigües residuals conductores que contenen sòlids en suspensió
Condicions del procés:Les aigües residuals flueixen per una canonada totalment tancada. El líquid és conductor i conté sòlids en suspensió. El procés requereix un flux volumètric continu i totalització.
Llista inicial inicial:Mesurador de cabal electromagnètic, amb tecnologies d'ultrasons o DP especialitzades seleccionades conservades només si la instal·lació crea un motiu específic.
Procés de decisió:
- La conductivitat admet la mesura magnètica.
- El forat obert evita un rotor o un pas mecànic estret.
- La canonada ha de romandre plena a la ubicació del comptador.
- El revestiment ha de tolerar l'exposició química i l'abrasió.
- El material de l'elèctrode ha de resistir la corrosió i el recobriment.
- El rang de velocitat ha de limitar la sedimentació de sòlids sense crear un desgast inacceptable.
- La connexió a terra i la detecció-de canonades buides s'han d'incloure a la planificació de la instal·lació.
La resposta correcta no és simplement "utilitzar un mesurador magnètic". La mida del comptador, el revestiment, els elèctrodes, la connexió a terra, la velocitat del flux i l'accés de manteniment s'han d'especificar per a les aigües residuals.
Selecció del mesurador de cabal per aplicació
| Aplicació | Llista de preses comuna | Principals factors de decisió |
|---|---|---|
| Aigua neta i aigua freda | Magnètic o ultrasònic | Conductivitat, accés a la canonada, pèrdua de pressió, aturada, mida de la canonada i requisit de precisió |
| Aigües residuals i purins conductors | Dissenys magnètics, ultrasònics especialitzats o DP seleccionats | Conductivitat, sòlids, abrasió, recobriment, canonada completa i sedimentació |
| Vapor | Vortex o pressió diferencial | Qualitat del vapor, rang-de cabal baix, compensació de pressió i temperatura, vibració i condensat |
| Aire comprimit | Massa tèrmica, vòrtex, DP o ultrasònic | Composició del gas, pressió, humitat, condicions estàndard, mida de la canonada i interrupció requerida |
| Netegeu el combustible de baixa-viscositat | Turbina, desplaçament positiu, Coriolis o ultrasònic | Estabilitat de la viscositat, neteja, massa o volum requerits, pèrdua de pressió i precisió comercial |
| Oli viscós, resina o xarop | Desplaçament positiu, engranatge o Coriolis | Interval de viscositat, partícules, calefacció, pèrdua de pressió, neteja i requisit de baix-flux |
| Dosificació i dosificació de productes químics | Coriolis, magnètic, de desplaçament positiu o turbina | Massa o volum necessari, mida del lot, compatibilitat química, temps de resposta i repetibilitat |
| Processament alimentari i farmacèutic | Coriolis higiènic, magnètic, de turbina o de desplaçament positiu | Drenatge, neteja, acabat superficial, connexions sanitàries, viscositat del producte i traçabilitat |
Problemes d'instal·lació que afecten la mesura del cabal
Un mesurador d'-especificacions elevades encara pot funcionar malament quan la instal·lació no coincideix amb el principi de mesura.
| Problema observat | Possibles causes | Comprovacions recomanades |
|---|---|---|
| Lectura inestable a flux zero | Vibration, gas movement, electrical noise, leaking valve, incorrect zero setting, or two-phase fluid | Confirmeu el flux zero real, inspeccioneu la vibració, comproveu la connexió a terra i reviseu el procediment zero |
| Senyal ultrasònic feble | Dades incorrectes de la canonada, acoblament deficient, espai de sensor inadequat, revestiment intern, corrosió, bombolles o sòlids excessius | Verifiqueu les dimensions de la canonada, torneu a muntar els sensors, inspeccioneu l'acoblament, reviseu la qualitat del senyal i proveu una altra ubicació |
| La sortida del comptador magnètic fluctua | Tub parcialment ple, connexió a terra deficient, recobriment d'elèctrodes, bombolles de gas o conductivitat inestable | Comproveu l'ompliment de la canonada, els anells de connexió a terra, l'estat dels elèctrodes, l'orientació de la instal·lació i l'alarma de-tuba buida |
| El mesurador de vòrtex perd el senyal a baixa demanda | Flux per sota de l'interval útil, vapor humit, pulsació, vibració o mesurador de gran mida | Compareu el cabal baix real amb el límit del comptador i reviseu la mida, l'estat del vapor i la vibració |
| El comptador de turbina es desplaça gradualment | Desgast dels coixinets, contaminació, canvi de viscositat, rotor danyat o filtració inadequada | Inspeccioneu les peces mòbils, compareu el factor del mesurador, verifiqueu la viscositat i reviseu la filtració |
| El flux de DP és superior o inferior al previst | Línia d'impuls bloquejada, fuga, extracció incorrecta d'arrel quadrada-, densitat incorrecta, element primari danyat o connexions invertides | Inspeccioneu les aixetes i les línies d'impuls, verifiqueu la configuració del transmissor i comproveu les entrades de compensació |
Precisió, repetibilitat, reducció i rendiment instal·lat
Precisió
La precisió descriu la proximitat a un valor de referència en condicions especificades. Comproveu sempre si l'especificació es basa en lectura, escala completa, amplitud calibrada o fórmula combinada.
Repetibilitat
La repetibilitat descriu amb quina consistència un mesurador produeix el mateix resultat en condicions sense canvis. Un mesurador pot ser altament repetible, però constantment compensat amb la referència real.
Rebuig
Turndown és la relació entre un flux mesurable màxim i mínim definit. Un gran rebuig publicat no demostra que la precisió requerida es mantingui al mínim del procés.
Precisió instal·lada
El rendiment instal·lat pot incloure més que l'especificació del laboratori del mesurador. Depenent del sistema, els efectes addicionals poden provenir de:
- Dimensions de la canonada
- Distorsió del-perfil de flux
- Sensors de pressió i temperatura
- Dades de densitat o composició
- Conversió de senyal
- Escalat del transmissor
- Referència de calibració
- Repetibilitat
- Instal·lació i condicions ambientals
Per a una aplicació crítica, demaneu la incertesa esperada del sistema de mesurament complet en lloc de confiar només en la precisió del sensor del titular.
Calibratge, verificació i incertesa de mesura
Calibració
La calibració compara el mesurador amb una referència traçable en condicions definides i registra la relació entre els valors indicats i de referència. Pot resultar en un ajust, un factor de correcció, un nou factor de mesurador o un certificat de calibratge.
NIST mantéestàndards nacionals{0}}de flux de líquidsi ofereix serveis de calibratge de cabalímetres basats en referències volumètriques i gravimètriques.
Per a la planificació del lloc-, reviseu els passos pràctics que s'hi inclouencalibratge del cabalímetre, incloent el mètode de referència, les condicions del procés, els punts de prova i els criteris d'acceptació.
Verificació
La verificació comprova si el comptador instal·lat continua funcionant en les condicions esperades. Pot utilitzar un mesurador de referència portàtil, integrat-en diagnòstics, comprovacions elèctriques, proves zero, balanç de processos o comparació amb un altre instrument.
La verificació és útil per al seguiment de les condicions, però no és automàticament equivalent a una calibració de laboratori traçable.
Incertesa de mesura
La incertesa de mesura combina els contribuents significatius que afecten el resultat informat. Els contribuents rellevants depenen del model de mesura i poden incloure l'estàndard de referència, la repetibilitat, les propietats del fluid, les dimensions de la canonada, les condicions ambientals, la pressió, la temperatura, el processament del senyal i la instal·lació.
ISO 5168estableix principis i procediments generals per avaluar la incertesa d'un cabal o quantitat de fluid.
Què passa amb el flux multifàsic?
El flux multifàsic conté més d'una fase, com ara gas en líquid, líquid en gas, oli i aigua, o sòlids transportats en un líquid. Els mesuradors monofàsics estàndard-poden produir resultats inestables o esbiaixats perquè la densitat del fluid, la trajectòria acústica, el perfil de velocitat i la distribució de fases canvien contínuament.
Petites quantitats de gas arrossegat ja poden afectar les mesures de Coriolis, ultrasons, magnètics i DP de diferents maneres. Els processos greus o multifàsics intencionadament poden requerir instruments especialitzats, separadors, mesures de fraccions de fase-o calibració específica de l'aplicació-.
No descrigui un comptador convencional com a adequat per al flux multifàsic sense definir:
- Les fases presents
- Les fraccions de fase esperades
- Règim de flux
- Pressió i temperatura
- Sortida requerida
- Incertesa acceptable
- Si el resultat ha de ser un flux total o un flux de fase individual
Errors comuns de selecció del mesurador de cabal
| Error | Per què falla | Millor Enfocament |
|---|---|---|
| Selecció per mida nominal del tub | El diàmetre de la canonada no defineix el cabal mínim, normal o màxim | Mida el mesurador a partir de l'embolcall complet del flux i el rang de velocitat |
| Utilitzant només el cabal màxim | El mesurador pot ser inestable durant la demanda normal o mínima | Comproveu la precisió i la qualitat del senyal a Qmin, Qnormal i Qmax |
| Compra la màxima precisió de titular | És possible que la definició de precisió no coincideixi amb el rang de funcionament real | Compareu el percentatge de lectura, els termes a-escala completa, l'estabilitat zero i els efectes instal·lats |
| Ignorant la pèrdua de pressió | El comptador pot augmentar el consum d'energia o reduir la capacitat del procés | Sol·liciteu una-corba de pèrdua de pressió a les condicions reals de flux i fluid |
| Ignorant la variació de fluids | Els canvis en la viscositat, la densitat, la conductivitat, la composició o la humitat poden alterar el rendiment | Defineix les propietats mínimes, normals i màximes del fluid |
| Suposant que tots els dissenys d'instal·lació són equivalents | Els colzes, les vàlvules, les bombes, les canonades parcialment plenes i les vibracions afecten les tecnologies de manera diferent | Reviseu el dibuix real de la canonada i el manual d'instal·lació abans de fer la comanda |
| Tractar el calibratge i la verificació com el mateix | Una comprovació funcional no sempre estableix una precisió traçable | Definiu l'evidència requerida, la referència, els punts de prova i els límits d'acceptació |
| Ignorant l'accés de manteniment | Un mesurador adequat pot resultar car o insegur d'inspeccionar | Inclou l'aïllament, l'eliminació, la neteja, el diagnòstic i l'accés a les peces de recanvi-a la selecció |
Llista de verificació de RFQ del mesurador de cabal
Prepareu la informació següent abans de demanar a un proveïdor que seleccioneu i mida un metre:
- Nom i composició del fluid
- Condició líquida, gasosa, vapor, purín o multifàsica
- Flux de massa requerit, cabal volumètric, velocitat, energia o sortida totalitzada
- Caudal mínim, normal i màxim
- Engegada, rentat, neteja o flux invers
- Pressió de funcionament i disseny
- Temperatura de funcionament i disseny
- Interval de densitat i viscositat
- Conductivitat elèctrica si escau
- Sòlids, partícules, bombolles, humitat o tendència al recobriment
- Mida de la canonada, programació, material, revestiment i gruix de paret
- Tub recta disponible i accessoris propers
- Orientació de la instal·lació i estat-de la canonada
- Precisió, repetibilitat, temps de resposta i desactivació requerits
- Pèrdua de pressió permanent acceptable
- Requisits de connexió de-material i procés-mullats
- Font d'alimentació, sortides, comunicacions i visualització
- Aprovacions mediambientals,-àrees perilloses, higièniques o d'altres
- Requisits de calibratge, traçabilitat i verificació
- Restriccions de costos de tancament, manteniment i cicle de vida-
Les dades completes del procés permeten al proveïdor recomanar una tecnologia, mida del comptador, materials del sensor, configuració del transmissor, mètode d'instal·lació i pla de verificació. Per enviar aquestes condicions per a una revisió tècnica, utilitzeu elformulari de consulta del mesurador de cabal.
Preguntes freqüents
P: Quin mesurador de cabal és millor per a l'aigua?
R: Els comptadors magnètics són candidats forts per a aigua conductora en canonades plenes. Sovint es prefereixen comptadors d'ultrasons per a canonades grans, enquestes temporals, instal·lacions de modernització i aplicacions on no és desitjable tallar la canonada. La decisió depèn de la conductivitat, l'accés a la canonada, les bombolles, els sòlids, la pèrdua de pressió i la precisió requerida.
P: Quin mesurador de cabal és millor per al vapor?
R: Els sistemes de vòrtex i de pressió diferencial-són opcions habituals. La selecció depèn del vapor saturat o sobreescalfat, el flux de càrrega baixa-, el condensat, la vibració, la compensació de pressió i temperatura, la canonada recta i la pèrdua de pressió.
P: Quin mesurador és adequat per a un cabal baix?
R: La resposta depèn del tipus de fluid. Sovint es consideren comptadors de desplaçament-positiu i Coriolis per a un flux de líquid baix, mentre que els mesuradors de massa tèrmica poden ser adequats per a un flux de gas baix. El mesurador s'ha de dimensionar al voltant del cabal mínim real en lloc del diàmetre de la canonada de procés.
P: Un mesurador de cabal pot mesurar tant líquids com gasos?
R: Alguns dissenys de Coriolis, d'ultrasons, de vòrtex i de pressió diferencial-es poden configurar per a líquids o gasos. Això no vol dir que es pugui moure una configuració entre fluids sense un nou dimensionament, configuració i verificació.
P: Quan he d'utilitzar una pinça-al mesurador de cabal ultrasònic?
R: Utilitzeu-lo com a candidat fort quan no es pot aturar el procés, no es pot tallar la canonada, s'ha d'evitar la pèrdua de pressió, s'ha d'evitar la contaminació o es requereix una mesura temporal. Confirmeu les dades de la canonada, les condicions acústiques, el perfil de flux i la qualitat del senyal abans de tractar-lo com a solució final.
P: Amb quina freqüència s'ha de calibrar un mesurador de cabal?
R: No hi ha un interval únic per a cada aplicació. L'interval hauria de reflectir el risc del procés, els requisits reglamentaris o de qualitat, la deriva històrica, la gravetat del fluid, l'historial de manteniment, el diagnòstic d'instruments i el cost d'una lectura incorrecta.
P: Un mesurador de cabal més gran ofereix un rang útil més ampli?
A: No necessàriament. Un forat més gran redueix la velocitat al mateix cabal i pot afeblir el rendiment de baix-caudal. La mida del mesurador seleccionada hauria de situar el rang de funcionament real dins de l'embolcall de rendiment útil.
P: Quina diferència hi ha entre un sensor de flux i un transmissor de flux?
R: El sensor respon a la condició física del flux. El transmissor processa aquest senyal i proporciona una pantalla, sortida analògica, pols, alarma, comunicació digital o resultat compensat. Alguns productes combinen les dues funcions en una sola carcassa.
Conclusió
La mesura de cabal fiable comença amb el requisit del procés més que pel catàleg de productes. Definiu l'objectiu de mesura, les propietats del fluid, el rang de cabal complet, la sortida necessària, les condicions d'instal·lació, els materials, l'objectiu de rendiment, el pla de calibratge i el cost del cicle de vida abans de seleccionar una tecnologia.
Utilitzeu aquestes condicions per eliminar tecnologies inadequades i crear una llista curta. A continuació, compareu la mida del comptador, el comportament de baix-caudal, la pèrdua de pressió, la incertesa instal·lada, els requisits de manteniment, les comunicacions i l'assistència del proveïdor. El mesurador de cabal correcte no és simplement l'instrument amb la precisió més alta publicada. És l'instrument que pot oferir una mesura estable, verificable i mantenible en condicions reals del procés.
