Тахометрические (крыльчатые, турбинные) счетчики для учета расхода воды применяют не только в быту и сфере ЖКХ. Они достаточно широко используются в промышленности в составе узлов технического и, существенно реже, коммерческого учета потребления энергоносителей. Их главные достоинства – низкая цена и простота обслуживания. Кроме того, механические счетчики для своей работы не требуют электропитания. К недостаткам механических счетчиков можно отнести невысокую точность измерения, малый срок службы даже при нормальных условиях эксплуатации, невозможность отображения мгновенных значений расхода и отсутствие стандартных выходных сигналов. Как правило, большинство счетчиков данного типа либо вообще не имеют никаких выходных сигналов, либо имеют выходной сигнал типа «замкнуто / разомкнуто». Цена или вес импульса, устанавливаются на заводе-изготовителе и не могут быть изменены. В лучшем случае счетчик может иметь два импульсных выхода: один из них является низкочастотным (с большой ценой импульса), другой высокочастотным (с малой ценой импульса). Цена импульса (м3/имп или л/имп) определяет какой объем вещества должен пройти через счетчик, чтобы он выработал один импульс на своем выходе. Представленные на рынке механические счетчики с радиовыходом, интерфейсом RS485 и т.п. скорее экзотика не нашедшая широкого распространения в промышленности.
Принцип действия расходомера данного типа основан на вращении потоком протекающей по трубе воды пластикового крыльчатого колеса (крыльчатки) счетчика. Крыльчатка неподвижно насажена на немагнитную ось, вращающуюся в паре сапфировых подшипников скольжения. Вращение крыльчатки передается механическому счетному устройство, которое и регистрирует расход воды нарастающим итогом.
Тахометрические счетчики воды бывают одноструйными и многоструйными. Многоструйные счетчики отличаются от одноструйных тем, что поток воды перед попаданием на лопасть крыльчатки разделяется на несколько струй (потоков). Общий поток жидкости становиться более равномерным и упорядоченным. За счет этого уменьшается погрешность измерения счетчика. Но многоструйные счетчики имеют большие размеры и цену по сравнению с одноструйными.
Счетчик, счетное устройство которого не изолировано от протекающего через него потока воды называется мокрым. Счетчики мокрого типа нельзя использовать для учета воды загрязненной взвешенными механическими частицами, так как это приводит к повреждению счетного механизма. В счетчиках сухого типа счетный механизм отделен от потока воды перегородкой из немагнитного материала. Передача показаний расхода на счетный механизм осуществляется с помощью магнитов. Подобная конструкция делает счетчик сухого типа пригодным для учета загрязненной воды. Счетный механизм счетчика сухого типа можно извлекать из корпуса без остановки и опорожнения трубопровода, на котором он установлен.
Счетчики воды классифицируют по четырем классам точности: А, В, С, D. Самые простые водосчетчики - класса А, самые высокоточные - класса D. Трубы, на которые устанавливаются счетчики, могут иметь одинаковый наружный диаметр, но различные внутренние диаметры из-за разной толщины стенки трубы. Для упрощения расчетов и унификации запорной арматуры было введено понятие условного прохода. Тахометрические счетчики выпускаются с условным проходом (DN, Ду) от 15 до 300.
Не смотря на то, что тахометрические датчики не имеют, в привычном смысле, шкалы измерения, у них все же есть определенные ограничения по минимальному и максимальному расходам. Это связано с тем, что скорость потока через датчик должна быть достаточной, чтобы придать вращение крыльчатке (минимальный предел измерения), но при этом не быть сильно большой, чтобы не вывести крыльчатку из строя (максимальный предел измерения). Если скорость потока в трубопроводе, на который планируют установить счетчик, не соответствует требуемой, то устраивают местное сужение или расширение трубопровода. При местном сужении трубопровода скорость потока через счетчик увеличивается, при местном расширении - уменьшается. Перед тахометрическими счетчиками (по ходу потока) устанавливают сетчатый фильтр чтобы избежать попадания на крыльчатку инородных тел: окалины, ржавчины, тины и т.п. Тахометрические счетчики могут монтироваться как на горизонтальных, так и на вертикальных участках трубопроводов, при соблюдении заявленных изготовителем условий.
Довольно часто корпус водосчетчика (особенно с малыми DN) окрашивают в красный или синий цвет, что соответствует области применения данного водосчетчика: для измерения расхода горячей или холодной воды соответственно. Назначение счетчика можно определить и по его маркировке. Счетчики типа ВСХ предназначены для измерения расхода холодной воды, ВСГ - горячей.
Для измерения малых расходов применяют крыльчатые счетчики. Турбинные счетчики используются для измерения больших расходов. Конструкции крыльчатого и турбинного счетчиков идентичны - отличие лишь в конструктивном исполнении крыльчатки и ее ориентации относительно потока жидкости через счетчик. Если в крыльчатом водосчетчике ось вращения крыльчатки перпендикулярна направлению потока, то в турбинном направление оси вращения крыльчатки совпадает с направлением потока. Для более "мягкого" входа потока на лопатки крыльчатки турбинного водосчетчика перед ней устанавливается обтекатель как в авиационном двигателе. Кроме того, сами лопатки имеют более изогнутую и плавную форму.
Турбинные тахометрические счетчики используются и для измерения расхода природного и технических газов - азота, аргона и т.п. В корпусе такого счетчика могут быть предусмотрены места для крепления датчика температуры и давления. В случае установки этих датчиков появляется возможность привести показания расхода счетчика к нормальным условиям и организовать полноценный узел учета. Нормальными условиями (н.у. или STP) называют стандартные физические условия окружающей среды, с которыми сопоставляют свойства измеряемого вещества. Атмосферное давление при нормальных условиях принимается равным 760 мм.рт.ст, температура окружающей среды 0°С. В России в газовом хозяйстве для расчета расхода газа используют атмосферные условия по ГОСТ 2939-63: атмосферное давление 760 мм.рт.ст., температура 20°С, влажность 0%. Датчики расхода газа импортного производства довольно часто осуществляют приведение измеренного объема газа к стандартным условиям (SATP): давлению750,06 мм.рт.ст. и температуре 25°С.
Необходимость приведения измеренного значения объемного расхода газа к нормальным условиям обусловлена тем, что объем газа существенно меняется при изменении давления и температуры этого газа. Если не осуществлять коррекцию то может возникнуть парадоксальная ситуация, когда потребитель получит больший объем газа, чем было отпущено ему поставщиком, например, из-за нагрева газа в процессе транспортировки (из холодной Сибири в теплую Францию). Ведь еще из школьного курса физики известно, что объем газа увеличивается при увеличении температуры этого газа. Формулы приведения объема газа в рабочих условиях к нормальным и атмосферным условиям приведены ниже:
V 20°С и 760 мм рт. ст. — объем газа при 20 °С и 760 мм рт.ст., м³;
V 0°С и 760 мм рт. ст. — объем газа при 0 °С и 760 мм рт.ст., м³;
Vр — объем газа в рабочих условиях, м³;
Р — абсолютное давление газа в рабочих условиях, мм рт.ст.;
Т — абсолютная температура газа в рабочих условиях, °К.
Пересчет объемов газа, приведенных к 0 °С и760 ммрт. ст., а также к 20 °С и760 мм рт.ст., в объемы при рабочих условиях производиться по формулам:
В связи с тем, что жидкости практически не сжимаются и не расширяются, то и их объем не зависит от температуры и давления. Поэтому формулы приведения объема для жидкостей не применяются.
Если величина расхода жидкости меняется в значительных пределах, то для расширения измерительного диапазона тахометрических водосчетчиков применяют комбинированные приборы – объединенные в одном корпусе счетчики на малый и большой расходы. Переключение с одного счетчика на другой происходит автоматически, с помощью специального клапана, срабатывающего при достижении расходом определенного порогового значения. Для определения потребленного объема жидкости необходимо просуммировать показания двух счетных механизмов обоих водосчетчиков.
Сигнализаторы уровня жидкости
5-02-2019, 11:53, Статьи по КИПиА
Измерение расхода с помощью напорных устройств. Трубка Пито - Прандтля и Annubar
19-01-2019, 22:33, Статьи по КИПиА
Визуальные индикаторы потока, смотровые фонари и поплавковые ротаметры
16-01-2019, 12:44, Статьи по КИПиА
Размножители (разветвители) аналоговых сигналов
16-01-2019, 10:01, Статьи по КИПиА
Датчик расхода жидкости DYMETIC-1204M
28-11-2018, 14:49, Датчики расходаКомментарии
