Dėl šio veikimo principo ši technologija ypač naudinga švarioms alyvoms ir kitiems klampiems skysčiams, tačiau tie patys vidiniai tarpai, leidžiantys tiksliai išstumti, taip pat sukuria svarbias ribas. Klampumas, užterštumas, įtrauktas oras, susidėvėjimas, srautas ir slėgio kritimas gali turėti įtakos našumui realiame pasaulyje.
Šiame vadove paaiškinamas ovalios pavaros srauto matuoklio veikimo principas nuo krumpliaračių judėjimo iki elektros išvesties, tada parodoma, kaip šis principas veikia tikslumą, tinkamumą naudoti, montavimą ir skaitiklio pasirinkimą.
Kas yra ovalios pavaros srauto matuoklis?
Ovalinis krumpliaračio srauto matuoklis yra teigiamo poslinkio prietaisas, kuriame yra du ovalūs rotoriai, esantys glaudžiai apdirbtoje kameroje. Kai skystis patenka, slėgio skirtumas skaitiklyje sukelia rotorių sukimąsi. Tarp rotorių ir kameros sienelės suformuotos kišenės perneša atskirus tūrius nuo įėjimo iki išleidimo angos.
Priklausomai nuo mechaninės konstrukcijos, rotoriai gali sąveikauti tiesiogiai arba naudoti atskirą sinchronizavimo tvarką. Esminis matavimo principas yra tas pats: kiekvienas pilnas judesys atitinka nuspėjamą išstumtą tūrį.
Šio tipo instrumentus galite pamatyti svetainėjepavarų srauto matuoklio diapazonasir konkretusovalios pavaros srauto matuoklio konfigūracija.
Pagrindinis mechanizmas taip pat aprašytas OMEGAteigiamo poslinkio matuoklio techninis vadovas, kuriame aprašomi ovalūs rotoriai, sukimosi metu perduodantys tikslų tūrį per matavimo kamerą.
Kaip veikia Ovalios pavaros srauto matuoklis?
1. Skystis patenka į matavimo kamerą
Proceso skystis patenka į skaitiklio įleidimo angą ir sukuria slėgio skirtumą tarp rotorių prieš ir pasroviui. Šis slėgis suteikia mechaninę jėgą, kuri suka pavaras. Todėl matavimo elementams paprastai nereikia išorinio variklio.
2. Išskirtas nustatytas tomas
Kai vienas rotorius tolsta nuo kameros sienelės, tarp rotoriaus paviršiaus ir korpuso atsidaro kišenė. Skystis užpildo tą erdvę. Tikslūs vidiniai tarpai riboja nekontroliuojamą nuotėkį nuo įleidimo iki išleidimo angos, todėl didžioji skysčio dalis eina numatytu išstūmimo keliu.
Tai yra pagrindinis skirtumas tarp teigiamo poslinkio matavimo ir išvadinių technologijų: skaitiklis pakartotinai apdoroja fiziškai apibrėžtą tūrį, o ne pirmiausia išmatuoja greitį ir paverčia tą vertę tūriniu srautu.
3. Rotoriai perneša skystį
Du rotoriai toliau sukasi sinchronizuota seka. Skystis, įstrigęs aplink kiekvieno rotoriaus išorę, nukreipiamas link išleidimo angos, o kita kamera užpildoma įleidimo angoje.
Vienas svarbus dalykas yra tai, kad tikslus poslinkio įvykių skaičius per apsisukimą priklauso nuo skaitiklio geometrijos. Todėl jis turėtų būti gaunamas iš gamintojo projektavimo ir kalibravimo duomenų, o ne iš bendros prielaidos apie visus ovalios pavaros matuoklius.
4. Išmatuotas tūris palieka matuoklį
Kai užpildyta kamera pasiekia pasroviui esančią pusę, jos skystis išleidžiamas. Kita kamera jau užpildoma, todėl pakartotinis krumpliaračio sukimas sukuria beveik nuolatinį atskirų skysčio tūrių perdavimą.
5. Sukimasis tampa tinkamu srauto signalu
Mechaninis judėjimas gali valdyti vietinį registrą arba būti aptiktas elektroniniu būdu. Elektroniniai skaitikliai gali naudoti magnetinius, Hall{1}}efekto ar kitus jutimo būdus, kad generuotų impulsus, atitinkančius rotoriaus judėjimą.
Impulsinis signalas gali būti siunčiamas į ekraną, PLC, partijos valdiklį arbasrauto sumatorius. Priimančioji elektronika naudoja skaitiklio koeficientą, kad konvertuotų tuos impulsus į sukauptą tūrį ir momentinį srautą.
Kaip apskaičiuojamas bendras tūris ir srauto greitis?
Pagrindinis ryšys yra paprastas:
Bendras tūris=perkeltas tūris per matavimo ciklą × ciklų skaičius
Srauto greitis prideda laiko komponentą:
Srauto greitis=išmatuotas tūris ÷ praėjęs laikas
Elektroniniai ovalūs pavarų matuokliai paprastai išreiškia šį ryšį per K-koeficientą arba skaitiklio koeficientą, dažnai apibrėžiamą kaip tam tikrą impulsų skaičių inžineriniam tūrio vienetui. Šiuos impulsus skaičiuojantis valdiklis gali susumuoti skystį, o impulsų dažnis rodo, kaip greitai tas tūris praeina per skaitiklį.
K-koeficientas neturėtų būti traktuojamas kaip savavališkas universalus skaičius. Jis priklauso konkrečiam matuokliui ir jo kalibravimui. Matavimo sistemoms, kuriose svarbus tikslumas, naudokite kalibravimo metu pateiktą arba nustatytą koeficientą, o ne skaičiuodami vien tik pagal vardinius pavaros matmenis.
NIST gairėsskysčio srauto matuoklio kalibravimasiliustruoja, kodėl skaitiklio koeficientas ir jo neapibrėžtis yra viso matavimo rezultato dalis. Daugiau svetainės turinio šia tema rasite vadoveskysčio srauto matuoklių kalibravimo metodai ir atsekamumas.
Kodėl klampumas yra svarbus?
Klampumas įtakoja ovalios pavaros matavimą dviem skirtingais būdais, o žiūrint tik į vieną iš jų, skaitiklis gali būti pasirinktas prastai.
Pirma, tam tikras skystis gali prasiskverbti per mažus tarpus tarp judančių ir stacionarių komponentų, tačiau jo visiškai neatspindi numatytas poslinkio ciklas. Paprastai tai apibūdinama kaip vidinis nuotėkis arba slydimas. Esant labai plonam skysčiui, nuotėkis per tuos tarpus gali tapti didesnis, ypač esant mažam srautui.
Didėjant klampumui, srautas per tarpus paprastai yra labiau ribotas. Tai yra viena iš priežasčių, kodėl teigiamo poslinkio matuokliai gali gerai veikti su klampiomis alyvomis ir panašiais skysčiais.
Tačiau didelis klampumas taip pat padidina atsparumą judėjimui. Norint pasukti rotorius, gali prireikti didesnio slėgio skirtumo, o slėgio kritimas skaitiklyje gali padidėti. Esant pakankamai dideliam klampumui, gali tekti sumažinti didžiausią naudojamą srautą.
KOBOLD nurodymaiteigiamo poslinkio srauto matuokliaiPavyzdžiui, ypač pažymi, kad labai klampiems skysčiams gali reikėti sumažinti maksimalų srautą, kad slėgio kritimas būtų priimtinas.
Praktinė pamoka yra ta, kad klampumas niekada neturėtų būti vertinamas vienas. Patikrinkite jį kartu su srauto greičiu, galimu slėgio skirtumu, proceso temperatūra ir skaitiklio dydžiu.
Tikslumas, pakartojamumas ir vidinis slydimas nėra tas pats dalykas
Srauto matuoklio specifikacijose dažnai vartojami keli terminai, kuriuos lengva traktuoti kaip keičiamus.
Tikslumasaprašo, kaip tiksliai nurodytas rezultatas atitinka pamatinę arba priimtą vertę nurodytomis sąlygomis.
Pakartojamumasaprašoma, kaip nuosekliai prietaisas duoda tą patį rezultatą, kai matavimas kartojamas tomis pačiomis sąlygomis.
Matuoklis gali būti labai pasikartojantis ir vis tiek turėti sistemingą matavimo paklaidą. Kalibravimas gali nustatyti ir ištaisyti dalį šio sistemingo skirtumo, tačiau nepašalina mechaninių problemų, netinkamų eksploatavimo sąlygų ar besikeičiančių proceso savybių.
Ovaliam pavarų matuokliui ypatingo dėmesio nusipelno keli veiksniai.
Mažas srautas
Esant mažam srautui, nuotėkis per vidinius tarpus tampa didesnis, palyginti su bendru kiekiu, praeinančiu per skaitiklį. Net jei absoliutus slydimas keičiasi labai mažai, jo procentinė dalis išmatuotame pralaidoje gali padidėti. Tai padeda paaiškinti, kodėl apatinė veikimo diapazono riba nusipelno ypatingo dėmesio.
Todėl naudojant mažus kiekius reikia derinti su skaitikliu, atitinkančiu faktinį veikimo diapazoną, o ne tik su vamzdžio jungtimi. Svetainės puslapiai įjungtipavarų matuokliai mažiems srautamspateikti papildomo konteksto tokio tipo programoms.
Temperatūra
Temperatūra veikia skaitiklio medžiagas, bet taip pat keičia skystį. Šalto užvedimo metu alyva gali būti daug klampesnė nei procesui pasiekus darbinę temperatūrą. Todėl skirtinguose to paties gamybos ciklo taškuose skaitiklis gali patirti skirtingą slėgio kritimą ir slydimą.
Nešioti
Rotoriaus paviršių, guolių arba matavimo kameros susidėvėjimas gali pakeisti vidinius tarpus. Didesni tarpai gali pakeisti nuotėkio charakteristikas ir galiausiai pakeisti skaitiklio veikimą. Štai kodėl kalibravimo istorija gali būti naudinga: laipsniškas skaitiklio koeficiento pokytis gali rodyti ne tik elektronikos problemą.
Įtrauktas Oras
Ovalinis pavarų matuoklis matuoja matavimo kameros tūrį. Jei dalyje tos kameros yra dujos, o ne numatytas skystis, rotorius vis tiek gali judėti, o skaitiklis vis tiek gali užregistruoti išstumtą tūrį. Todėl rodomas rezultatas gali nebeatitikti skysčio tūrio, kurį operatorius ketino išmatuoti.
Kur gerai veikia ovalios pavaros srauto matuokliai?
Stipriausias panaudojimas paprastai apima švarius skysčius, kur naudingas tiesioginis tūrio matavimas. Tipiški pavyzdžiai yra tepalinė alyva, hidraulinė alyva, kuras, derva, klijai, sirupas, maistinė alyva ir suderinamos proceso cheminės medžiagos.
Norint patvirtinti paraišką, neužtenka tikslaus skysčio pavadinimo. Dar reikia patikrinti jo klampumą darbinėje temperatūroje, švarumą, cheminį suderinamumą, slėgį, numatomą srauto diapazoną ir leistinus slėgio nuostolius.
Ovalios pavaros technologija taip pat svarbi partijų ir apdorojimo{0}}valdymo sistemoms, nes pasikartojantis tūrinis poslinkis sukuria signalą, kurį galima susumuoti arba suskaičiuoti. Daugiau su programomis-suorientuotų pavyzdžių rasite svetainės skyriuosekrumpliaračio srauto matavimas proceso valdymuiirpramoninės pavarų srauto matuoklio programos.
Kada ovalus pavarų matuoklis yra prastas pasirinkimas?
- Abrazyviniai ar{0}}dalelių turintys skysčiai:kietos medžiagos gali pažeisti artimus vidinius paviršius arba apriboti rotoriaus judėjimą.
- Procesai su daugybe įtrauktų dujų:dujos, užimančios dalį matavimo kameros, gali iškreipti numatomą skysčio{0}}tūrio rezultatą.
- Sistemos su labai ribotu slėgio skirtumu:mechaninis poslinkis sukuria slėgio nuostolius, ypač didėjant klampumui ir srautui.
- Chemiškai nesuderinami skysčiai:korpusas, rotoriai, sandarikliai, guoliai ir kiti sudrėkinti komponentai turi būti suderinami su proceso terpe.
- Taikymas, kuriam reikalingas tiesioginis masės srautas:ovalus pavarų matuoklis iš esmės matuoja tūrį, o ne masę.
Ovali pavara ir kitos srauto matuoklio technologijos
| Technologijos | Matavimo charakteristika | Tipiška priežastis tai apsvarstyti |
|---|---|---|
| Ovali pavara | Teigiamas poslinkio tūrio matavimas | Išvalykite klampus skysčius, dozavimo ir mažo{0}} srauto įrenginius |
| Turbina | Su greičiu{0}}susijęs rotoriaus matavimas | Švarūs, palyginti laisvai tekantys skysčiai, kurių slėgio ir srauto sąlygos atitinka skaitiklį |
| Elektromagnetinis | Greičio matavimas pagrįstas elektromagnetine indukcija | Laidūs skysčiai, įskaitant daugelį vandens ir cheminių procesų |
| Koriolis | Tiesioginis masės srauto matavimas | Procesai, kuriems reikalingas masės srautas, tankio informacija arba didelė matavimo galimybė besikeičiančiomis skysčio sąlygomis |
Tai bendri skirtumai, o ne universalios atrankos taisyklės. Skaitytojai, lyginantys technologijas, gali peržiūrėti svetainęturbininiai srauto matuokliai, elektromagnetiniai srauto matuokliaiir vadovas įCoriolis srauto matuoklio veikimo principasprieš pasirenkant matavimo metodą.
Kaip pasirinkti ovalų pavaros srauto matuoklį
Nepradėkite vien nuo vamzdžio skersmens. Pradėkite nuo proceso.
- Nustatykite skystį.Užrašykite tikrąją terpę ir, jei reikia, jos sudėtį arba koncentraciją.
- Nustatykite klampumą darbinėje temperatūroje.Jei temperatūra labai pasikeičia, nurodykite klampumo diapazoną, o ne vienos kambario{0}}temperatūros vertę.
- Apibrėžkite minimalų, normalų ir didžiausią srautą.Dydis, atitinkantis tikrąjį veikimo diapazoną, padeda išvengti prasto{0}}srauto našumo ar pernelyg didelio rotoriaus greičio.
- Patikrinkite slėgį ir galimą slėgio skirtumą.Skaitiklis turi atitikti sistemos slėgį, nesukeldamas nepriimtinų proceso nuostolių.
- Patvirtinkite temperatūros ribas.Patikrinkite mechanines medžiagas ir elektroniką.
- Patikrinkite sušlapusios{0}}medžiagos suderinamumą.Įtraukite korpusą, rotorius, sandariklius ir kitus skysčio paveiktus komponentus.
- Pasirinkite reikiamą išvestį.Nuspręskite, ar sistemai reikia vietinės indikacijos, impulsų išvesties, analoginio perdavimo, sumavimo ar integravimo su valdikliu.
- Apibrėžkite reikiamą matavimo našumą.Atskirkite tikrus tikslumo reikalavimus nuo pakartojamumo ar paprasto proceso{0}}stebėjimo poreikių.
Jei naudojimo sąlygos nėra stabilios, apibrėžkite blogiausią patikimą veikimo atvejį, o ne pasirinkite skaitiklį tik iš įprastų sąlygų.
Montavimo ir paleidimo praktika
Neleiskite teršalų patekti į matavimo kamerą. Kai gali būti pašalinių medžiagų, dažniausiai rekomenduojamas tinkamas prieš srovę esantis filtras. OMEGA ovalios pavaros dokumentacijoje taip pat įspėjama, kad nešvarumai gali sugadinti mechanizmą, ir rekomenduojama lėtai užpildyti matuoklį, o ne staigiai prapūsti orą.
Matavimo metu skaitiklis turi likti pilnas skysčio. Jei oras gali patekti į procesą, atkreipkite dėmesį į šaltinį, o ne vertinkite nestabilius rodmenis tik kaip elektroninę problemą.
Laikykitės gamintojo nurodytos srauto krypties ir veikimo ribų. Venkite nuolat veikti virš vardinio srauto diapazono ir atsižvelkite į siurblio pulsavimą, kai prieš srovę esanti įranga sukuria labai skirtingą srautą.
Įdiegę patikrinkite signalo grandinę ir patį matuoklį: jutiklio išvestis, impulsų mastelio keitimas, K-koeficientas, ekrano konfigūracija ir PLC arba sumatoriaus nustatymai turi atitikti tuos pačius inžinerinius vienetus.
Dažnos problemos ir ką pirmiausia reikia patikrinti
| Simptomas | Tikėtinos priežastys | Pirmieji patikrinimai |
|---|---|---|
| Skaitymas mažesnis nei tikėtasi | Vidinis slydimas, susidėvėjimas, netinkamas K-koeficientas arba veikimas žemiau tinkamo diapazono | Patikrinkite srauto diapazoną, klampumą, kalibravimo koeficientą ir aptarnavimo istoriją |
| Skaitymas nestabilus | Įtrauktas oras, pulsuojantis srautas arba nestabilios proceso sąlygos | Patikrinkite skysčio liniją ir palyginkite nestabilumą su siurblio veikimu |
| Rotoriai sustoja arba apribojamas srautas | Užteršimas, per didelis klampumas arba vidinė žala | Patikrinkite koštuvą, slėgio kritimą ir rotoriaus judėjimo laisvę pagal priežiūros instrukcijas |
| Slėgio kritimas didėja | Užblokuotas filtras, užteršimas, didesnis klampumas arba per didelis srautas | Palyginkite esamą temperatūrą, klampumą ir srautą su įprastomis darbo sąlygomis |
| Rodomas garsumas nuolat neteisingas | Neteisingas mastelio keitimas, K-faktorius arba kalibravimo poslinkis | Prieš keisdami mechaninį matuoklį, patikrinkite impulsų konfigūraciją |
Kai reikia kalibruoti, naudokite dokumentais pagrįstą pamatinį metodą ir išsaugokite rezultatus, kad būtų galima palyginti pokyčius laikui bėgant. Svetainės straipsnis apiekaip sukalibruoti srauto matuoklįsuteikia papildomo fono.
Dažnai užduodami klausimai
Ar ovalios pavaros srauto matuoklis yra teigiamo poslinkio matuoklis?
Taip. Jis matuoja skystį pakartotinai izoliuodamas ir perkeldamas nustatytus tūrius per matavimo kamerą, o tai yra pagrindinis teigiamo poslinkio principas.
Ar ovalus pavarų matuoklis matuoja masės srautą?
Ne. Jo pagrindinis matuojamas dydis yra tūris. Masės srautui reikalinga informacija apie tankį arba technologija, skirta tiesiogiai matuoti masę.
Kodėl alyvai dažnai naudojami ovalūs pavarų matuokliai?
Daugelis alyvų yra švarios ir gana klampios, o sąlygos gali būti tinkamos teigiamo poslinkio matavimui. Galutinis pasirinkimas vis tiek priklauso nuo srauto diapazono, klampos proceso temperatūroje, slėgio kritimo, medžiagų ir reikalingo tikslumo.
Ar klampumas turi įtakos tikslumui?
Tai gali turėti įtakos veikimui, nes klampumas turi įtakos vidiniam slydimui ir slėgio praradimui. Plonas skystis gali lengviau nutekėti per vidinius tarpus, o labai klampus skystis gali reikalauti didesnio slėgio skirtumo, kad judėtų rotoriai.
Ar ovaliam pavarų matuokliui reikia ilgų tiesių vamzdžių eigos?
Jo matavimas nepriklauso nuo greičio profilio kūrimo taip pat, kaip daro daugelis greičiu{0}}pagrįstų matuoklių, todėl tiesiosios eigos{1}}reikalavimai dažnai yra ne tokie griežti. Vis tiek reikia laikytis konkretaus modelio montavimo instrukcijų.
Kodėl sietelis yra svarbus?
Matuoklyje yra judančių elementų ir uždarų tarpų. Pašalinės medžiagos gali apriboti sukimąsi, pagreitinti nusidėvėjimą arba pakeisti matavimo efektyvumą.
Kokią informaciją reikia pateikti prieš pasirenkant skaitiklį?
Pateikite skystį, klampumą esant darbinei temperatūrai, mažiausią ir didžiausią srautą, slėgį, temperatūrą, prijungimo reikalavimus, sudrėkintos{0}}medžiagos reikalavimus, pageidaujamą išeigą ir matavimo{1}}našumo tikslą.
Išvada
Ovalinio krumpliaračio srauto matuoklio veikimo principas pagrįstas tiesioginiu tūriniu poslinkiu. Rotoriai pakartotinai izoliuoja žinomus skysčio tūrius, perkelia juos per matavimo kamerą ir paverčia jų sukimąsi mechaniniu indikatoriumi arba elektroniniu signalu.
Šis mechanizmas paaiškina ir technologijos stipriąsias puses, ir ribas. Švarūs klampūs skysčiai gali būti tinkami ovalios pavaros matavimui, o užterštumas, įtrauktas oras, per dideli slėgio nuostoliai, netinkamos medžiagos ir veikimas už numatyto srauto ribų gali sumažinti našumą.
Norėdami pasirinkti, sutelkite dėmesį į visą veikimo būklę, o ne į vieną specifikaciją. Skysčio savybės, klampumas, srauto diapazonas, temperatūra, slėgis, medžiagos, išeiga ir matavimo reikalavimai turėtų būti vertinami kartu. Kai šie veiksniai atitinka teigiamo poslinkio principą, ovalus pavarų matuoklis gali būti praktiškas tūrio matavimo, partijų ir proceso stebėjimo sprendimas.
