Šis darbības princips padara tehnoloģiju īpaši noderīgu tīrām eļļām un citiem viskoziem šķidrumiem, taču tās pašas iekšējās atstarpes, kas nodrošina precīzu pārvietošanu, rada arī svarīgus ierobežojumus. Viskozitāte, piesārņojums, gaiss, nodilums, plūsmas ātrums un spiediena kritums var ietekmēt veiktspēju reālajā pasaulē.
Šajā rokasgrāmatā ir izskaidrots ovāla zobrata plūsmas mērītāja darbības princips, sākot no zobratu kustības līdz elektriskajai izvadei, un pēc tam parādīts, kā šis princips ietekmē precizitāti, piemērotību lietojumam, uzstādīšanu un skaitītāja izvēli.
Kas ir ovāla zobrata plūsmas mērītājs?
Ovāla zobrata plūsmas mērītājs ir pozitīvas pārvietošanas instruments, kas satur divus ovālus rotorus cieši apstrādātā kamerā. Šķidrumam ieplūstot, diferenciālais spiediens pāri skaitītājam liek rotoriem griezties. Kabatas, kas izveidotas starp rotoriem un kameras sienu, pārvadā atsevišķus tilpumus no ieejas līdz izejai.
Atkarībā no mehāniskās konstrukcijas rotori var mijiedarboties tieši vai izmantot atsevišķu sinhronizācijas izkārtojumu. Būtiskais mērīšanas princips ir vienāds: katra pilnīga kustība atbilst paredzamam pārvietotajam tilpumam.
Šāda veida instrumentus var redzēt vietnēpārnesumu plūsmas mērītāja diapazonsun konkrētsovāla zobrata plūsmas mērītāja konfigurācija.
Pamatmehānisms ir arī dokumentēts OMEGApozitīvā darba tilpuma mērītāja tehniskā rokasgrāmata, kas apraksta ovālus rotorus, kas rotācijas laikā pārnes precīzu tilpumu caur mērīšanas kameru.
Kā darbojas ovāla zobrata plūsmas mērītājs?
1. Šķidrums ieplūst mērīšanas kamerā
Procesa šķidrums nonāk skaitītāja ieplūdē un rada spiediena starpību starp rotoru augšpusi un lejpus. Šis spiediens nodrošina mehānisko spēku, kas pagriež pārnesumus. Tāpēc mērīšanas elementiem parasti nav nepieciešams ārējs motors.
2. Noteikts apjoms ir izolēts
Vienam rotoram attālinoties no kameras sienas, starp rotora virsmu un korpusu atveras kabata. Šķidrums aizpilda šo vietu. Precīzas iekšējās atstarpes ierobežo nekontrolētu noplūdi no ieplūdes līdz izplūdei, tāpēc lielākā daļa šķidruma seko paredzētajam pārvietošanās ceļam.
Šī ir galvenā atšķirība starp pozitīvās nobīdes mērījumiem un secināmajām tehnoloģijām: skaitītājs atkārtoti apstrādā fiziski noteiktu tilpumu, nevis vispirms mēra ātrumu un pārvērš šo vērtību tilpuma plūsmā.
3. Rotori pārnes šķidrumu
Abi rotori turpina griezties sinhronizētā secībā. Šķidrums, kas ieslodzīts ap katra rotora ārpusi, tiek novadīts uz izplūdes atveri, kamēr cita kamera piepildās pie ieplūdes atveres.
Viens svarīgs aspekts ir tas, ka precīzs pārvietošanās notikumu skaits vienā apgriezienā ir atkarīgs no skaitītāja ģeometrijas. Tāpēc tam vajadzētu iegūt no ražotāja konstrukcijas un kalibrēšanas datiem, nevis no vispārējiem pieņēmumiem par visiem ovālajiem zobratu skaitītājiem.
4. Izmērītais tilpums atstāj skaitītāju
Kad piepildīta kamera sasniedz lejupējo pusi, tās šķidrums tiek izvadīts. Cita kamera jau ir piepildīta, tāpēc atkārtota zobrata rotācija rada gandrīz nepārtrauktu atsevišķu šķidruma tilpumu pārnešanu.
5. Rotācija kļūst par izmantojamu plūsmas signālu
Mehāniska kustība var vadīt vietējo reģistru vai tikt noteikta elektroniski. Elektroniskie skaitītāji var izmantot magnētiskus, Hall{1}}efektu vai citus sensorus, lai radītu impulsus, kas atbilst rotora kustībai.
Impulsa signālu var nosūtīt uz displeju, PLC, partijas kontrolieri vaiplūsmas sumators. Uztvērēja elektronika izmanto skaitītāja koeficientu, lai pārvērstu šos impulsus uzkrātajā tilpumā un momentānā plūsmas ātrumā.
Kā tiek aprēķināts kopējais tilpums un plūsmas ātrums?
Pamatā esošās attiecības ir vienkāršas:
Kopējais tilpums=pārvietotais tilpums mērījumu ciklā × ciklu skaits
Plūsmas ātrums pievieno laika komponentu:
Plūsmas ātrums=izmērītais tilpums ÷ pagājušais laiks
Elektroniskie ovālie zobratu mērītāji parasti izsaka šo attiecību ar K-koeficientu vai skaitītāja koeficientu, ko bieži definē kā noteiktu impulsu skaitu uz inženierijas tilpuma vienību. Kontrolieris, kas skaita šos impulsus, var summēt šķidrumu, savukārt impulsu frekvence norāda, cik ātri šis tilpums iziet cauri skaitītājam.
Koeficientu K-nedrīkst uzskatīt par patvaļīgu universālu skaitli. Tas pieder pie konkrēta skaitītāja un tā kalibrēšanas. Mērījumu sistēmām, kur precizitātei ir nozīme, izmantojiet kalibrēšanas laikā piegādāto vai noteikto koeficientu, nevis aprēķinot to tikai no pārnesuma nominālajiem izmēriem.
NIST norādījumi paršķidruma plūsmas mērītāja kalibrēšanailustrē, kāpēc skaitītāja koeficients un tā nenoteiktība ir daļa no pilnīga mērījuma rezultāta. Plašāku vietnes saturu par šo tēmu skatiet rokasgrāmatāšķidruma plūsmas mērītāju kalibrēšanas metodes un izsekojamība.
Kāpēc viskozitātei ir nozīme?
Viskozitāte ietekmē ovāla zobrata mērījumus divos dažādos veidos, un, aplūkojot tikai vienu no tiem, var būt slikta skaitītāja izvēle.
Pirmkārt, daži šķidrumi var iziet cauri mazajiem attālumiem starp kustīgām un nekustīgām sastāvdaļām, to pilnībā neatspoguļojot paredzētajā pārvietošanas ciklā. To parasti raksturo kā iekšēju noplūdi vai slīdēšanu. Ja šķidrums ir ļoti plāns, noplūde caur šīm atstarpēm var kļūt nozīmīgāka, īpaši zemas plūsmas gadījumā.
Palielinoties viskozitātei, plūsma caur spraugām parasti ir ierobežotāka. Tas ir viens no iemesliem, kāpēc pozitīvā darba tilpuma mērītāji var labi darboties ar viskozām eļļām un līdzīgiem šķidrumiem.
Tomēr augsta viskozitāte palielina arī kustību pretestību. Lai pagrieztu rotorus, var būt nepieciešams lielāks diferenciālais spiediens, un spiediena kritums skaitītājā var palielināties. Pie pietiekami augstas viskozitātes var būt jāsamazina izmantojamā maksimālā plūsma.
KOBOLD norādījumi parpozitīva darba tilpuma plūsmas mērītāji, piemēram, īpaši norāda, ka ļoti viskoziem šķidrumiem var būt nepieciešama samazināta maksimālā plūsma, lai spiediena kritums būtu pieņemamā diapazonā.
Praktiskā mācība ir tāda, ka viskozitāti nekad nevajadzētu novērtēt atsevišķi. Pārbaudiet to kopā ar plūsmas ātrumu, pieejamo diferenciālo spiedienu, procesa temperatūru un skaitītāja izmēru.
Precizitāte, atkārtojamība un iekšējā slīdēšana nav viens un tas pats
Plūsmas mērītāja specifikācijās bieži tiek izmantoti vairāki termini, kurus ir viegli uzskatīt par savstarpēji aizstājamiem.
Precizitāteapraksta, cik precīzi norādītais rezultāts sakrīt ar atsauces vai pieņemto vērtību noteiktos apstākļos.
Atkārtojamībaapraksta, cik konsekventi instruments rada vienu un to pašu rezultātu, ja mērījumu atkārto tādos pašos apstākļos.
Mērītājs var būt ļoti atkārtojams, un tajā joprojām var būt sistemātiska mērījumu kļūda. Kalibrēšana var identificēt un labot daļu no šīs sistemātiskās atšķirības, taču tā nenovērš mehāniskas problēmas, nepiemērotus darbības apstākļus vai mainīgas procesa īpašības.
Attiecībā uz ovālu pārnesumu skaitītāju vairāki faktori ir pelnījuši īpašu uzmanību.
Zema plūsma
Pie zemas plūsmas noplūde caur iekšējiem spraugām kļūst lielāka salīdzinājumā ar kopējo daudzumu, kas iet caur skaitītāju. Pat ja absolūtā slīdēšana mainās ļoti maz, tās procentuālā daļa no izmērītās caurlaides spējas var palielināties. Tas palīdz izskaidrot, kāpēc darbības diapazona apakšējā daļa ir pelnījusi rūpīgu uzmanību.
Tāpēc lietojumi, kas vērsti uz maziem daudzumiem, ir jāpielāgo skaitītājam, kas atbilst faktiskajam darbības diapazonam, nevis vienkārši cauruļu savienojumam. Vietnes lapas ir ieslēgtaspārnesumu mērītāji zemiem plūsmas ātrumiemnodrošināt papildu kontekstu šāda veida lietojumprogrammām.
Temperatūra
Temperatūra ietekmē skaitītāja materiālus, bet maina arī šķidrumu. Eļļa aukstās palaišanas laikā var būt ievērojami viskozāka nekā pēc tam, kad process ir sasniedzis darba temperatūru. Tāpēc skaitītājam var būt atšķirīgs spiediena kritums un slīdēšana dažādos punktos vienā ražošanas ciklā.
Valkāt
Rotoru virsmu, gultņu vai mērīšanas kameras nodilums var mainīt iekšējo atstarpi. Lielāki atstarpes var mainīt noplūdes raksturlielumus un galu galā mainīt skaitītāja veiktspēju. Tāpēc kalibrēšanas vēsture var būt noderīga: pakāpeniska skaitītāja koeficienta maiņa var liecināt vairāk par elektronikas problēmu.
Ievilktais gaiss
Ovāls pārnesumu mērītājs mēra tilpumu, kas aizņem tā mērīšanas kameru. Ja daļa no šīs kameras satur gāzi, nevis paredzēto šķidrumu, rotors joprojām var kustēties un skaitītājs joprojām var reģistrēt pārvietoto tilpumu. Tāpēc parādītais rezultāts var vairs neatspoguļot šķidruma tilpumu, ko operators bija plānojis izmērīt.
Kur labi darbojas ovālie zobratu plūsmas mērītāji?
Spēcīgākie pielietojumi parasti ir saistīti ar tīriem šķidrumiem, kur tiešā tilpuma mērīšana ir noderīga. Tipiski piemēri ir smēreļļa, hidrauliskā eļļa, degviela, sveķi, līmvielas, sīrups, pārtikas eļļa un saderīgas tehnoloģiskās ķīmiskās vielas.
Lai apstiprinātu pieteikumu, nepietiek ar precīzu šķidruma nosaukumu. Joprojām ir jāpārbauda tā viskozitāte darba temperatūrā, tīrība, ķīmiskā savietojamība, spiediens, paredzamais plūsmas diapazons un pieļaujamie spiediena zudumi.
Ovālo pārnesumu tehnoloģija attiecas arī uz partiju sadales un apstrādes{0}}vadības sistēmām, jo atkārtota tilpuma nobīde rada signālu, ko var summēt vai saskaitīt. Vairāk uz lietojumprogrammu -orientētu piemēru ir pieejami vietnes sadaļās parpārnesumu plūsmas mērīšana procesa kontroleiunrūpniecisko pārnesumu plūsmas mērītāju lietojumi.
Kad ovāls pārnesumu mērītājs ir slikta izvēle?
- Abrazīvie vai ar daļiņām{0}}pilni šķidrumi:cietas vielas var sabojāt tuvas iekšējās virsmas vai ierobežot rotora kustību.
- Procesi ar ievērojamu gāzu daudzumu:gāze, kas aizņem daļu mērīšanas kameras, var izkropļot paredzēto šķidruma{0}}tilpuma rezultātu.
- Sistēmas ar ļoti ierobežotu pieejamo diferenciālo spiedienu:mehāniskā nobīde rada spiediena zudumus, īpaši palielinoties viskozitātei un plūsmai.
- Ķīmiski nesaderīgi šķidrumi:korpusam, rotoriem, blīvēm, gultņiem un citām samitrinātām sastāvdaļām jābūt saderīgām ar procesa vidi.
- Lietojumprogrammas, kurām nepieciešama tieša masas plūsma:ovāls pārnesumu skaitītājs pamatā mēra tilpumu, nevis masu.
Oval zobrats salīdzinājumā ar citām plūsmas mērītāju tehnoloģijām
| Tehnoloģija | Mērīšanas raksturlielums | Tipisks iemesls to apsvērt |
|---|---|---|
| Ovāls zobrats | Pozitīva pārvietošanas tilpuma mērīšana | Tīri viskozi šķidrumi, dozēšanas un zemas -plūsmas aplikācijas |
| Turbīna | Ar ātrumu{0}}saistītais rotora mērījums | Tīri, salīdzinoši brīvi{0}}plūstoši šķidrumi, kur spiediens un plūsmas apstākļi ir piemēroti skaitītājam |
| Elektromagnētiskais | Ātruma mērīšana, pamatojoties uz elektromagnētisko indukciju | Vadītspējīgi šķidrumi, tostarp daudzi ūdens un ķīmiskie procesi |
| Koriolis | Tiešā masas plūsmas mērīšana | Procesi, kuriem nepieciešama masas plūsma, informācija par blīvumu vai augsta mērīšanas iespēja mainīgos šķidruma apstākļos |
Tās ir vispārīgas atšķirības, nevis universāli atlases noteikumi. Lasītāji, kas salīdzina tehnoloģijas, var pārskatīt vietniturbīnu plūsmas mērītāji, elektromagnētiskie plūsmas mērītājiun ceļvedis uzCoriolis plūsmas mērītāja darbības principspirms mērīšanas metodes izvēles.
Kā izvēlēties ovālu pārnesumu plūsmas mērītāju
Nesāciet tikai ar caurules diametru. Sāciet ar procesu.
- Identificējiet šķidrumu.Reģistrē faktisko barotni un attiecīgā gadījumā tās sastāvu vai koncentrāciju.
- Noteikt viskozitāti darba temperatūrā.Ja temperatūra būtiski mainās, norādiet viskozitātes diapazonu, nevis vienu telpas{0}}temperatūras vērtību.
- Definējiet minimālo, normālo un maksimālo plūsmu.Izmēru noteikšana reālajā darbības diapazonā palīdz izvairīties no sliktas zemas -plūsmas veiktspējas vai pārmērīga rotora ātruma.
- Pārbaudiet spiedienu un pieejamo diferenciālo spiedienu.Skaitītājam jāatbilst sistēmas spiediena nominālam, neradot nepieņemamus procesa zudumus.
- Apstipriniet temperatūras ierobežojumus.Pārbaudiet gan mehāniskos materiālus, gan elektroniku.
- Pārbaudiet samitrinātu{0}}materiālu saderību.Iekļauts korpuss, rotori, blīvslēgi un citas sastāvdaļas, kas pakļautas šķidrumam.
- Izvēlieties vajadzīgo izvadi.Izlemiet, vai sistēmai ir nepieciešama lokālā indikācija, impulsu izvade, analogā pārraide, summēšana vai integrācija ar kontrolieri.
- Definējiet nepieciešamo mērījumu veiktspēju.Atdaliet faktiskās precizitātes prasības no atkārtojamības vai vienkārša procesa{0}}uzraudzības vajadzībām.
Ja lietošanas apstākļi nav stabili, definējiet vissliktāko ticamo darbības gadījumu, nevis izvēlieties skaitītāju tikai no parastajiem apstākļiem.
Uzstādīšanas un nodošanas ekspluatācijā prakse
Neļaujiet piesārņotājiem nokļūt mērīšanas kamerā. Ja var būt svešķermeņi, parasti ieteicams izmantot piemērotu augšējo sietiņu. OMEGA ovālā zobrata dokumentācija arī brīdina, ka netīrumi var sabojāt mehānismu, un iesaka lēnām uzpildīt skaitītāju, nevis pakļaut to pēkšņai gaisa attīrīšanai.
Mērīšanas laikā skaitītājam jāpaliek pilnam ar šķidrumu. Ja procesā var iekļūt gaiss, pievērsiet uzmanību avotam, nevis uzskatiet nestabilus rādījumus tikai par elektronisku problēmu.
Ievērojiet ražotāja norādīto plūsmas virzienu un darbības ierobežojumus. Izvairieties no nepārtrauktas darbības virs nominālās plūsmas diapazona un apsveriet sūkņa pulsāciju, ja augšējais aprīkojums rada ļoti mainīgu plūsmu.
Pēc uzstādīšanas pārbaudiet signāla ķēdi, kā arī pašu skaitītāju: sensora izvadei, impulsa mērogošanai, K-koeficientam, displeja konfigurācijai un PLC vai summatora iestatījumiem ir jāatspoguļo vienas un tās pašas inženierijas vienības.
Biežākās problēmas un kas vispirms jāpārbauda
| Simptoms | Iespējamie cēloņi | Pirmās pārbaudes |
|---|---|---|
| Lasīšana ir zemāka nekā gaidīts | Iekšējā slīdēšana, nodilums, nepareizs K-faktors vai darbība zem piemērotā diapazona | Pārbaudiet plūsmas diapazonu, viskozitāti, kalibrēšanas koeficientu un apkopes vēsturi |
| Lasīšana ir nestabila | Ieslēgts gaiss, pulsējoša plūsma vai nestabili procesa apstākļi | Pārbaudiet šķidruma līniju un salīdziniet nestabilitāti ar sūkņa darbību |
| Rotori apstājas vai plūsma kļūst ierobežota | Piesārņojums, pārmērīga viskozitāte vai iekšējie bojājumi | Pārbaudiet sietiņu, spiediena kritumu un rotora kustības brīvību saskaņā ar apkopes instrukcijām |
| Spiediena kritums palielinās | Bloķēts sietiņš, piesārņojums, lielāka viskozitāte vai pārmērīga plūsma | Salīdziniet pašreizējo temperatūru, viskozitāti un plūsmu ar normāliem darbības apstākļiem |
| Parādītais skaļums pastāvīgi ir nepareizs | Nepareiza mērogošana, K-faktors vai kalibrēšanas nobīde | Pirms mehāniskā skaitītāja maiņas pārbaudiet impulsu konfigurāciju |
Ja ir nepieciešama kalibrēšana, izmantojiet dokumentētu atsauces metodi un saglabājiet rezultātus, lai izmaiņas varētu salīdzināt laika gaitā. Vietnes raksts parkā kalibrēt plūsmas mērītājunodrošina papildu fonu.
Bieži uzdotie jautājumi
Vai ovāla zobrata plūsmas mērītājs ir pozitīvas pārvietošanās mērītājs?
Jā. Tas mēra šķidrumu, atkārtoti izolējot un pārnesot noteiktus tilpumus caur mērīšanas kameru, kas ir pozitīvās pārvietošanas pamatprincips.
Vai ovāls pārnesumu mērītājs mēra masas plūsmu?
Nē. Tā primārais izmērītais lielums ir tilpums. Masas plūsmai ir nepieciešama informācija par blīvumu vai tehnoloģija, kas paredzēta masas tiešai mērīšanai.
Kāpēc eļļai bieži izmanto ovālos zobratu mērītājus?
Daudzas eļļas ir tīras un samērā viskozas, apstākļi, kas var būt piemēroti pozitīvā pārvietošanās mērījumiem. Galīgā izvēle joprojām ir atkarīga no plūsmas diapazona, viskozitātes procesa temperatūrā, spiediena krituma, materiāliem un nepieciešamās precizitātes.
Vai viskozitāte ietekmē precizitāti?
Tas var ietekmēt veiktspēju, jo viskozitāte ietekmē iekšējo slīdēšanu un spiediena zudumu. Plāns šķidrums var vieglāk izplūst caur iekšējām atstarpēm, savukārt ļoti viskozam šķidrumam var būt nepieciešams lielāks diferenciālais spiediens, lai pārvietotu rotorus.
Vai ovālajam pārnesumu skaitītājam ir vajadzīgas garas taisnas caurules?
Tā mērījumi nav atkarīgi no ātruma profila izveides tāpat kā daudzi ātruma{0}}mērītāji, tāpēc tiešās darbības prasības bieži vien ir mazāk stingras. Joprojām ir jāievēro konkrētā modeļa uzstādīšanas instrukcijas.
Kāpēc sietiņš ir svarīgs?
Skaitītājā ir kustīgi elementi un tuvu atstarpes. Svešmateriāls var ierobežot rotāciju, paātrināt nodilumu vai mainīt mērījumu veiktspēju.
Kāda informācija jāsniedz pirms skaitītāja izvēles?
Norādiet šķidrumu, viskozitāti pie darba temperatūras, minimālo un maksimālo plūsmu, spiedienu, temperatūru, savienojuma prasības, prasības attiecībā uz samitrinātu{0}}materiālu, vēlamo jaudu un mērījumu{1}}veiktspējas mērķi.
Secinājums
Ovālā zobrata plūsmas mērītāja darbības princips ir balstīts uz tiešu tilpuma nobīdi. Rotori atkārtoti izolē zināmos šķidruma tilpumus, pārvieto tos cauri mērīšanas kamerai un pārvērš to rotāciju mehāniskā rādījumā vai elektroniskā signālā.
Šis mehānisms izskaidro gan tehnoloģijas stiprās puses, gan ierobežojumus. Tīri viskozi šķidrumi var būt labi piemēroti ovāla zobrata mērīšanai, savukārt piesārņojums, iekļūts gaiss, pārmērīgs spiediena zudums, neatbilstoši materiāli un darbība ārpus paredzētā plūsmas diapazona var samazināt veiktspēju.
Lai izvēlētos, koncentrējieties uz visu darbības stāvokli, nevis uz vienu specifikāciju. Šķidruma īpašības, viskozitāte, plūsmas diapazons, temperatūra, spiediens, materiāli, izvades un mērījumu prasības jānovērtē kopā. Ja šie faktori atbilst pozitīvā nobīdes principam, ovāls pārnesumu skaitītājs var nodrošināt praktisku risinājumu tilpuma mērīšanai, partiju sadalei un procesa uzraudzībai.
