Díky tomuto principu fungování je tato technologie zvláště užitečná pro čisté oleje a jiné viskózní kapaliny, ale stejné vnitřní vůle, které umožňují přesné přemístění, také vytvářejí důležité limity. Viskozita, znečištění, strhávaný vzduch, opotřebení, průtok a tlaková ztráta, to vše může ovlivnit skutečný-výkon.
Následující průvodce vysvětluje princip fungování průtokoměru s oválným ozubením od pohybu ozubených kol až po elektrický výstup, poté ukazuje, jak tento princip ovlivňuje přesnost, vhodnost použití, instalaci a výběr měřiče.
Co je průtokoměr s oválným převodem?
Průtokoměr s oválným ozubením je objemový přístroj obsahující dva oválné rotory uvnitř těsně opracované komory. Jak kapalina vstupuje, rozdílový tlak na měřiči způsobuje otáčení rotorů. Kapsy vytvořené mezi rotory a stěnou komory přenášejí diskrétní objemy od vstupu k výstupu.
V závislosti na mechanické konstrukci mohou rotory interagovat přímo nebo používat samostatné synchronizační uspořádání. Základní princip měření je stejný: každý úplný pohyb odpovídá předvídatelnému posunutému objemu.
Tento typ nástroje můžete vidět na weburozsah převodového průtokoměrua konkrétníkonfigurace průtokoměru s oválným ozubením.
Základní mechanismus je také dokumentován v OMEGATechnická příručka objemového měřiče, který popisuje oválné rotory přenášející přesný objem přes měřicí komoru během otáčení.
Jak funguje průtokoměr s oválným převodem?
1. Kapalina vstupuje do měřicí komory
Procesní kapalina vstupuje do vstupu měřiče a vytváří tlakový rozdíl mezi vstupní a výstupní stranou rotorů. Tento tlak poskytuje mechanickou sílu, která otáčí ozubenými koly. Měřicí prvky proto běžně nepotřebují externí motor.
2. Definovaný objem je izolován
Když se jeden rotor vzdaluje od stěny komory, otevře se kapsa mezi povrchem rotoru a skříní. Ten prostor vyplňuje kapalina. Přesné vnitřní vůle omezují nekontrolované úniky ze vstupu do výstupu, takže většina kapaliny sleduje zamýšlenou dráhu výtlaku.
Toto je klíčový rozdíl mezi měřením pozitivního posunu a inferenčními technologiemi: měřič opakovaně zpracovává fyzikálně definovaný objem namísto prvního měření rychlosti a převádění této hodnoty na objemový průtok.
3. Rotory přenášejí kapalinu
Oba rotory se dále otáčí v synchronizovaném pořadí. Kapalina zachycená kolem vnějšku každého rotoru je unášena směrem k výstupu, zatímco další komora se plní na vstupu.
Jedním důležitým bodem je, že přesný počet událostí posunutí na otáčku závisí na geometrii měřiče. Mělo by tedy vycházet z konstrukčních a kalibračních údajů výrobce spíše než z obecného předpokladu o všech měřičích s oválným ozubením.
4. Naměřený objem opustí glukometr
Když naplněná komora dosáhne spodní stranu, její kapalina je vypuštěna. Další komora se již plní, takže opakované otáčení ozubeného kola vytváří téměř nepřetržitý přenos jednotlivých objemů kapaliny.
5. Rotace se stává použitelným signálem toku
Mechanický pohyb může řídit lokální registr nebo být detekován elektronicky. Elektronické měřiče mohou používat magnetický, Hallův{1}}efekt nebo jiná snímací uspořádání ke generování impulsů odpovídajících pohybu rotoru.
Pulzní signál lze odeslat na displej, PLC, dávkový regulátor neboprůtokový totalizátor. Přijímací elektronika používá faktor měřiče k převodu těchto impulzů na akumulovaný objem a okamžitý průtok.
Jak se vypočítá celkový objem a průtok?
Základní vztah je jednoduchý:
Celkový objem=vytlačený objem na měřicí cyklus × počet cyklů
Průtok přidává časovou složku:
Průtok=měřený objem ÷ uplynulý čas
Elektronické měřiče s oválným ozubením běžně vyjadřují tento vztah prostřednictvím K-faktoru nebo měřiče, často definovaného jako určitý počet impulsů na technickou jednotku objemu. Ovladač počítající tyto pulsy může sčítat kapalinu, zatímco frekvence pulsů udává, jak rychle tento objem prochází měřidlem.
K-faktor by neměl být považován za libovolné univerzální číslo. Patří ke konkrétnímu měřidlu a jeho kalibraci. U měřicích systémů, kde záleží na přesnosti, použijte součinitel dodaný nebo stanovený během kalibrace, spíše než výpočet ze samotných jmenovitých rozměrů ozubených kol.
Pokyny NISTkalibrace průtokoměru kapalinyilustruje, proč je faktor měřiče a jeho nejistota součástí kompletního výsledku měření. Další obsah webu na toto téma naleznete v průvodcimetody kalibrace průtokoměru kapalin a návaznost.
Proč záleží na viskozitě?
Viskozita ovlivňuje měření oválného kola dvěma různými způsoby a pohled pouze na jeden z nich může vést ke špatnému výběru měřidla.
Za prvé, určitá kapalina může procházet malými mezerami mezi pohyblivými a stacionárními součástmi, aniž by byla plně reprezentována zamýšleným cyklem přemísťování. To se obecně popisuje jako vnitřní netěsnost nebo prokluz. U velmi řídké kapaliny může být únik přes tyto vůle výraznější, zejména při nízkém průtoku.
Se zvyšující se viskozitou je průtok skrz vůle obecně omezenější. To je jeden z důvodů, proč mohou objemové měřiče dobře fungovat s viskózními oleji a podobnými kapalinami.
Vysoká viskozita však také zvyšuje odolnost proti pohybu. K otáčení rotorů může být zapotřebí větší rozdílový tlak a pokles tlaku na měřidle může stoupat. Při dostatečně vysoké viskozitě může být nutné snížit využitelný maximální průtok.
Návod KOBOLD naobjemové průtokoměrynapříklad konkrétně uvádí, že vysoce viskózní tekutiny mohou vyžadovat snížený maximální průtok, aby se tlaková ztráta udržela v přijatelném rozsahu.
Praktickou lekcí je, že viskozita by se nikdy neměla hodnotit samostatně. Zkontrolujte jej společně s průtokem, dostupným diferenčním tlakem, procesní teplotou a velikostí měřiče.
Přesnost, opakovatelnost a vnitřní skluz nejsou totéž
Specifikace průtokoměru často používají několik termínů, které lze snadno považovat za vzájemně zaměnitelné.
Přesnostpopisuje, jak blízko indikovaný výsledek souhlasí s referenční nebo přijatou hodnotou za specifikovaných podmínek.
Opakovatelnostpopisuje, jak konzistentně přístroj produkuje stejný výsledek, když se měření opakuje za stejných podmínek.
Měřič může být vysoce opakovatelný a přesto může mít systematickou chybu měření. Kalibrace může identifikovat a opravit část tohoto systematického rozdílu, ale neodstraňuje mechanické problémy, nevhodné provozní podmínky nebo měnící se vlastnosti procesu.
U měřiče s oválným ozubením si zvláštní pozornost zaslouží několik faktorů.
Nízký průtok
Při nízkém průtoku se únik vnitřními vůlemi zvětšuje v poměru k celkovému množství procházejícím měřidlem. I když se absolutní skluz mění velmi málo, jeho procento naměřené propustnosti se může zvýšit. To pomáhá vysvětlit, proč si spodní hranice provozního rozsahu zaslouží pečlivou pozornost.
Aplikace zaměřené na malá množství by proto měly být přizpůsobeny měřidlu dimenzovanému pro skutečný provozní rozsah spíše než pouze připojení potrubí. Stránky webu napřevodové měřiče pro nízké průtokyposkytnout další kontext pro tento typ aplikace.
Teplota
Teplota ovlivňuje materiály měřiče, ale také mění kapalinu. Olej může být při studeném startu podstatně viskóznější než po dosažení provozní teploty procesu. Měřidlo proto může v různých bodech stejného výrobního cyklu zaznamenat různé poklesy tlaku a skluz.
Nosit
Opotřebení povrchů rotoru, ložisek nebo měřicí komory může změnit vnitřní vůle. Větší vůle mohou změnit charakteristiky úniku a případně posunout výkon měřiče. Proto může být historie kalibrace užitečná: postupná změna faktoru měřiče může indikovat více než jen problém s elektronikou.
Strhávaný vzduch
Měřič s oválným ozubením měří objem zabírající jeho měřicí komoru. Pokud část této komory obsahuje plyn místo zamýšlené kapaliny, rotor se může stále pohybovat a měřič může stále registrovat vytlačený objem. Zobrazený výsledek proto již nemusí představovat objem kapaliny, který obsluha zamýšlela měřit.
Kde dobře fungují průtokoměry s oválným ozubením?
Nejsilnější aplikace obecně zahrnují čisté kapaliny, kde je užitečné přímé objemové měření. Typické příklady zahrnují mazací olej, hydraulický olej, palivo, pryskyřici, lepidlo, sirup, jedlý olej a kompatibilní provozní chemikálie.
Přesný název tekutiny ke schválení žádosti nestačí. Jeho viskozita při provozní teplotě, čistota, chemická kompatibilita, tlak, očekávaný rozsah průtoku a přípustná tlaková ztráta musí být stále kontrolovány.
Technologie oválných ozubených kol je také relevantní pro dávkovací a procesní-systémy řízení, protože opakované objemové přemisťování vytváří signál, který lze sčítat nebo počítat. Další příklady-orientované na aplikace jsou k dispozici v sekcích webu naměření průtoku ozubených kol pro řízení procesuaaplikace průmyslových převodových průtokoměrů.
Kdy je oválný převodový měřič špatnou volbou?
- Abrazivní kapaliny nebo kapaliny obsahující-částice:pevné částice mohou poškodit blízké vnitřní povrchy nebo omezit pohyb rotoru.
- Procesy s významným strhávaným plynem:plyn zabírající část měřicí komory může zkreslit zamýšlený výsledek{0}}objemu kapaliny.
- Systémy s velmi omezeným dostupným diferenčním tlakem:mechanické přemístění způsobuje ztrátu tlaku, zvláště když se zvyšuje viskozita a průtok.
- Chemicky nekompatibilní kapaliny:těleso, rotory, těsnění, ložiska a další smáčené součásti musí být kompatibilní s procesním médiem.
- Aplikace vyžadující přímý průtok hmoty:měřič s oválným ozubením v zásadě měří spíše objem než hmotnost.
Oválný převod vs jiné technologie průtokoměrů
| Technologie | Měřicí charakteristika | Typický důvod, proč to zvážit |
|---|---|---|
| Oválná výstroj | Měření objemu kladného výtlaku | Čisté viskózní kapaliny, dávkování a aplikace s nízkým{0}}průtokem |
| Turbína | Měření rotoru-v souvislosti s rychlostí | Čisté, relativně volně-tekoucí kapaliny tam, kde tlak a podmínky průtoku vyhovují měřidlu |
| Elektromagnetické | Měření rychlosti na základě elektromagnetické indukce | Vodivé kapaliny, včetně mnoha vodních a chemických procesů |
| Coriolis | Přímé měření hmotnostního průtoku | Procesy vyžadující hmotnostní průtok, informace o hustotě nebo vysokou schopnost měření v měnících se podmínkách kapaliny |
Toto jsou obecné rozdíly, nikoli univerzální pravidla výběru. Čtenáři porovnávající technologie si mohou stránky prohlédnoutturbínové průtokoměry, elektromagnetické průtokoměrya průvodcemPrincip činnosti Coriolisova průtokoměrupřed výběrem metody měření.
Jak vybrat průtokoměr s oválným převodem
Nezačínejte pouze průměrem potrubí. Začněte s procesem.
- Identifikujte kapalinu.Zaznamenejte skutečné médium a případně jeho složení nebo koncentraci.
- Stanovte viskozitu při provozní teplotě.Pokud se teplota podstatně změní, uveďte rozsah viskozity, nikoli hodnotu jedné pokojové{0}}teploty.
- Definujte minimální, normální a maximální průtok.Dimenzování kolem skutečného provozního rozsahu pomáhá vyhnout se nízkému-průtokovému výkonu nebo nadměrné rychlosti rotoru.
- Zkontrolujte tlak a dostupný diferenční tlak.Měřidlo musí splňovat jmenovitý tlak systému, aniž by došlo k nepřijatelným ztrátám procesu.
- Potvrďte teplotní limity.Zkontrolujte mechanické materiály i elektroniku.
- Zkontrolujte kompatibilitu navlhčeného-materiálu.Zahrňte tělo, rotory, těsnění a další součásti vystavené kapalině.
- Vyberte požadovaný výstup.Rozhodněte se, zda systém potřebuje místní indikaci, pulzní výstup, analogový přenos, sčítání nebo integraci s ovladačem.
- Definujte požadovaný výkon měření.Oddělte skutečné požadavky na přesnost od potřeb opakovatelnosti nebo jednoduchého{0}}monitorování procesů.
Pokud podmínky aplikace nejsou stabilní, definujte nejhorší věrohodný provozní případ, než abyste vybírali měřidlo pouze z normálních podmínek.
Instalace a uvedení do provozu
Udržujte nečistoty mimo měřicí komoru. Pokud mohou být přítomny cizí látky, obvykle se doporučuje použít vhodný předřazený filtr. Dokumentace oválného převodu OMEGA také varuje, že nečistoty mohou poškodit mechanismus, a doporučuje pomalé plnění glukometru místo toho, aby byl náhle vypuštěn vzduchem.
Měřič by měl zůstat během měření plný kapaliny. Tam, kde do procesu může vstoupit vzduch, řešte zdroj, spíše než zacházet s nestabilními údaji pouze jako s elektronickým problémem.
Dodržujte směr průtoku a provozní limity uvedené výrobcem. Vyhněte se nepřetržitému běhu nad jmenovitým rozsahem průtoku a zvažte pulzaci čerpadla tam, kde předřazené zařízení produkuje silně kolísající průtok.
Po instalaci ověřte signálový řetězec i samotný měřič: výstup čidla, škálování pulzů, K-faktor, konfigurace displeje a nastavení PLC nebo počítadla by všechny měly představovat stejné technické jednotky.
Běžné problémy a co zkontrolovat jako první
| Příznak | Pravděpodobné příčiny | První kontroly |
|---|---|---|
| Čtení je nižší, než se očekávalo | Vnitřní prokluz, opotřebení, nesprávný K-faktor nebo provoz pod vhodným rozsahem | Zkontrolujte rozsah průtoku, viskozitu, kalibrační faktor a servisní historii |
| Čtení je nestabilní | Unášený vzduch, pulzující proudění nebo nestabilní podmínky procesu | Zkontrolujte vedení kapaliny a porovnejte nestabilitu s provozem čerpadla |
| Rotory se zastaví nebo se omezí průtok | Znečištění, nadměrná viskozita nebo vnitřní poškození | Zkontrolujte sítko, tlakovou ztrátu a volnost pohybu rotoru podle pokynů pro údržbu |
| Pokles tlaku se zvyšuje | Ucpané sítko, znečištění, vyšší viskozita nebo nadměrný průtok | Porovnejte aktuální teplotu, viskozitu a průtok s normálními provozními podmínkami |
| Zobrazená hlasitost je trvale nesprávná | Nesprávné měřítko, K-faktor nebo posun kalibrace | Před výměnou mechanického měřiče ověřte konfiguraci pulzu |
Je-li vyžadována kalibrace, použijte zdokumentovanou referenční metodu a výsledky si uchovejte, aby bylo možné srovnávat změny v průběhu času. Článek na webujak kalibrovat průtokoměrposkytuje další pozadí.
Často kladené otázky
Je průtokoměr s oválným ozubením objemovým měřičem?
Ano. Měří kapalinu opakovaným izolováním a přenosem definovaných objemů přes měřicí komoru, což je základní objemový princip.
Měří měřič s oválným ozubením hmotnostní průtok?
Ne. Jeho primární měřenou veličinou je objem. Hmotnostní tok vyžaduje informace o hustotě nebo technologii navrženou k přímému měření hmotnosti.
Proč se pro olej často používají měřiče s oválným ozubením?
Mnoho olejů je čistých a relativně viskózních, což jsou podmínky, které mohou vyhovovat měření pozitivního posunu. Konečná volba stále závisí na rozsahu průtoku, viskozitě při procesní teplotě, tlakové ztrátě, materiálech a požadované přesnosti.
Ovlivňuje viskozita přesnost?
Může to ovlivnit výkon, protože viskozita ovlivňuje vnitřní skluz a ztrátu tlaku. Řídká kapalina může snadněji unikat vnitřními vůlemi, zatímco vysoce viskózní kapalina může vyžadovat větší rozdílový tlak k pohybu rotorů.
Potřebuje měřidlo s oválným ozubením dlouhé přímé potrubí?
Jeho měření nezávisí na vytvoření rychlostního profilu, jako to dělají mnohé měřiče založené na rychlosti-, takže požadavky na přímý-běh jsou často méně náročné. Přesto je třeba dodržovat pokyny k instalaci pro konkrétní model.
Proč je sítko důležité?
Měřič obsahuje pohyblivé prvky a úzké vůle. Cizí materiál může omezit rotaci, urychlit opotřebení nebo změnit výkon měření.
Jaké informace by měly být poskytnuty před výběrem měřiče?
Uveďte kapalinu, viskozitu při provozní teplotě, minimální a maximální průtok, tlak, teplotu, požadavky na připojení, požadavky na smáčený -materiál, požadovaný výkon a cíl měření-.
Závěr
Princip činnosti průtokoměru s oválným ozubením je založen na přímém objemovém výtlaku. Rotory opakovaně izolují známé objemy kapalin, pohybují je měřicí komorou a převádějí jejich rotaci na mechanickou indikaci nebo elektronický signál.
Tento mechanismus vysvětluje jak silné stránky, tak limity technologie. Čisté viskózní kapaliny se mohou dobře hodit pro měření oválných převodů, zatímco kontaminace, strhávaný vzduch, nadměrná tlaková ztráta, nevhodné materiály a provoz mimo zamýšlený rozsah průtoku mohou snížit výkon.
Při výběru se zaměřte spíše na kompletní provozní stav než na jedinou specifikaci. Vlastnosti kapalin, viskozita, rozsah průtoku, teplota, tlak, materiály, výkon a požadavky na měření by měly být hodnoceny společně. Když se tyto faktory shodují s principem objemového průtoku, může měřidlo s oválným ozubením poskytnout praktické řešení pro objemové měření, dávkování a monitorování procesu.
