Выбор расходомера

Данная статья посвящена основным вопросам, на которые необходимо обратить внимание, если Вы решили использовать для измерения расхода жидкостей объемные проточные расходомеры Дарконт. Расходомеры Дарконт отличаются модульной конструкцией, когда Потребитель, зная основные параметры (см. ниже) может сам подобрать те опции и материалы, которые ему нужны и оценить стоимость расходомера самостоятельно.  Как грамотно выбрать то, что Вам нужно и не ошибиться при заказе продукции, чтобы при получении заказа не выяснилось, что выбрано не совсем то, или совсем не то?

1.  Определение номинала расходомера (его пропускной способности).

Диапазон потоков, который может быть измерен расходомером, должен перекрывать диапазон, который Вам необходимо измерить (максимальный – минимальный поток). Например, вам необходимо измерять расход жидкости от 300 до 2200 л/час или 5-36,66 л/мин.
Важно: Для увеличения срока службы расходомеров на овальных шестернях и на вращающейся шайбе желательно, чтобы максимальный рабочий поток (в долговременном режиме) не превышал 0,8-0,85 от Qmax  расходомера.   Кратковременно допустимо 10% превышение максимального потока через расходомер (по его паспортным данным).
Ориентируясь на данные расходомеров, сведенные в таблицу http://darkont.ru/index.php/support/helpmatrials/2009-07-13-07-49-53 и значения расходов для серий DP и ТР, мы видим, что необходимым условиям отвечают:
         ОМ015 – расходомер на овальных шестернях, (1-40л/мин),
         MG015 – расходомер на овальных шестернях с усиленным корпусом, (1-40л/мин),
         МР025 – расходомер на вращающейся шайбе, (2-50л/мин),
а также лопастной расходомер DP490 (15-380000 л/мин), и турбинный ТР012 (220-2200л/час).

2.  Точность измерения.

Большинство расходомеров Дарконт имеют точность не ниже ±1%, для больших проходных диаметров от ±0,5% до ±0,2  . Опционально с помощью т.н. функции «линеаризации» электронного сумматора FRT12 эту точность можно улучшить - например для расходомеров малой серии ЕМ 6-8 или ОМ4-8 с ±1% до ± 0,2%. Расходомеры серии DP имеют точность измерений ±1,5%.
   
3. Вязкость жидкости.

Вязкость измеряемой жидкости может быть очень высокой. Этот фактор будет ограничивать максимальный допустимый поток через расходомер. Это вызвано тем, что жидкости с высокой вязкостью создают значительную нагрузку на элементы внутренней конструкции расходомера при больших потоках. Более подробно об этом написано в статье по измерению высоковязких жидкостей   http://darkont.ru/index.php/support/staty/keishi .
Как видно из этой статьи, ограничивать поток необходимо при вязкости выше 1000 Ср (сантипуаз), причем тем сильнее, чем выше это значение. Например, при вязкости жидкости 3000 Ср, максимальный поток должен быть снижен практически в три раза. Для диапазона расходов из примера из п.1-1 это означает, что ряд расходомеров, которые пригодны для нас,  будет выглядеть иначе:

        ОМ025 (10-150л/мин);
        MG025;
        OM015, MG015 (1-40 л/мин) со спецобработкой зубьев “keishi” для высоковязких жидкостей;
        МР025;

Расходомеры серии DP, TP  не рекомендованы для измерения вязких и высоковязких жидкостей (свыше 10 cSt),  т.е. их применять в данном случае нельзя.

Для турбинных расходомеров граничные значения диапазонов измеряемых  расходов сильно зависят от вязкости жидкости. Для жидкостей, обладающих низкой смазывающей способностью, максимальные значения расхода для турбинных расходомеров должны быть уменьшены на ~25%.
ДАННЫЕ ОГРАНИЧЕНИЯ ЯВЛЯЮТСЯ КОНСТРУКТИВНОЙ ОСОБЕННОСТЬЮ ЭТОГО ТИПА РАСХОДОМЕРОВ И СПРАВЕДЛИВЫ ДЛЯ ТУРБИННЫХ РАСХОДОМЕРОВ ВСЕХ ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ.

4.  Определение материалов расходомера.

При измерении расхода жидкостей необходимо учитывать их совместимость с материалами, из которых изготовлены корпус, подвижные элементы и уплотнители. С этой целью нужно найти жидкость, которую Вы планируете измерять в таблице химической совместимости: http://darkont.ru/index.php/support/helpmatrials/material-flowmeters , а если ее там не оказалось – позвонить нам для консультации, в крайнем случае  мы запросим требуемую информацию у Изготовителя. Эти данные вам понадобятся при определении материалов для комплектации расходомера и определения его цены по прайс–листу. Практическая деятельность компании свидетельствует о полном удовлетворении Клиента в отношении выбора требуемых материалов для расходомера. Кроме того, в линейке расходомеры серии МР серии доступны две модели в исполнении из сверхкислотоустойчивого пластика (UPVC- непластифицированный поливинилхлорид).

5. Рабочая температура.

Если Вы измеряете потоки жидкостей с температурами, кратковременно превышающими 120 (200 для МР серии) градусов Цельсия, или температура рабочей среды постоянно колеблется в диапазоне 80-120 (80-150) градусов, то этот фактор необходимо учитывать для правильной комплектации расходомера. При работе с такими температурами рабочей среды необходимо применение специального охлаждающего радиатора (оребрения) электронных компонентов расходомеров.

6. Давление.
Необходимо, чтобы рабочее давление жидкости  не превышало максимальное граничное давление для данного типа расходомеров. Данные по ним приведены на страницах спецификаций расходомеров на нашем сайте.

7. Температура окружающей среды.

Электронные компоненты датчиков расходомеров (герконы, датчики Холла) рассчитаны на работу в температурном диапазоне -40°С ~ +60°С.
Важно: при использовании геркона в качестве источника выходного сигнала, необходимо учитывать, что он может выйти из строя при градиенте (изменении) температур большем, чем 10°С/мин.

8. Технологические соединения

Расходомер может быть включен в линию, как с помощью резьбового соединения- BSP  (аналог российской трубной) или NPT,  так и с помощью фланцев (DIN, ANSI) или гигиенической муфты с тремя защелками. Также возможно изготовление соединения по заказу Покупателя.

9.  Выходные сигналы расходомера.

Выходные сигналы расходомеров Дарконт - импульсные, получаемые от различных электронных датчиков расходомеров (геркон, датчик Холла, датчик типа НАМУР, катушка)

10. Регистрирующие приборы.

Здесь все просто – Вы можете выбрать один из 2-х видов механических сумматоров (3+6 разрядов или 4+8 разрядов), устанавливаемых непосредственно на расходомере, или один из электронных приборов Дарконт с различным набором функций. Для них возможно исполнение на корпусе расходомера, на любой поверхности или трубе (выносной) с подключением к расходомеру через кабель, или вариант для установки в стандартном корпусе DIN (например,  для щитов управления).

11. Ценовой фактор.

Сравниваем все подходящие по параметрам модели и оцениваем их стоимость. Определяем важность второстепенных опций для решения поставленной задачи. Например, это может быть невозможность установки расходомера на прямолинейном участке (для турбинного и лопастного типов расходомеров).

12. Дополнительные требования.

Если у Вас есть какие – либо требования по дополнительным  опциям расходомера, мы можем их обсудить,  и при возможности исполнения – изготовить.

Пример 1:
Задача: Измерить в технологической линии объемный расход присадки с плотностью 800-900кг/м3, вязкостью 10000-50000 сР, расход 5-50кг/час, температура среды 90-120 град. Цельсия, температура окружающей среды +5 – +20 градусов Цельсия,  точность измерения не хуже ±0,5%, давление в трубопроводе 6 Бар, фланцевого исполнения, необходим выносной электронный выносной сумматор с индикацией показаний в корпусе DIN  и с выходным аналоговым сигналом, а также с сигналами тревоги при большом и малом потоке.

Исходя из поставленной задачи,  нам необходим комплект из расходомера с импульсным выходом и электронного сумматора RT12, имеющего все необходимые функции (сигналы тревоги и аналоговый выход).
1.  Пересчитываем поток в объемный из массового, через плотность.

2. Точность измерений для таких высоковязких жидкостей даже без применения линеаризации соответствует требованиям Заказчика. Существует обратная зависимость – чем более высоковязкую жидкость мы измеряем, тем меньше влияние факторов, ухудшающих точность измерения и, следовательно, лучше точность.

3.  Высоковязкая жидкость - сразу отказываемся от использования турбинных и лопастных моделей. После пересчета расхода в соответствии с методикой для измерения высоковязких жидкостей, видим (пересчитав объем через плотность), что необходим расходомер с рабочим диапазоном:
для расходомеров серий ОМ и MG                                                                           - 41,5-520 л/час
для расходомеров серий ОМ и MG со спецобработкой зубьев шестерен    - 22,0-250 л/час
для расходомеров серии МР -                                                                                   - 11,0-125 л/час.

4. Жидкость химически агрессивна, с алюминием несовместима, следовательно, выбираем стальное исполнение. Уплотнение – витон, покрытый тефлоном – инертно по отношению к данной жидкости.

5. Рабочая температура требует применения т.н. ребер охлаждения для бесперебойной работы электронных компонентов расходомера. (см. прайс-лист на расходомеры серии ОМ с импульсными выходами)

6. Давление в системе превышает минимальное необходимое для работы всех отобранных типов расходомеров, в то же время давление не настолько высоко, чтобы было необходимо использовать корпус из нержавеющей стали для высокого давления.

7. Температура окружающей среды находится в допустимом диапазоне.

8. Требуются фланцы DIN (по согласованию с Заказчиком).

9. Выходные сигналы требуемого типа (аналоговые 4~20мА) можно получить только с сумматора FRT12. Для его питания необходимо нормированное питание 8-24VDC.

10. См.п.9. Также данный сумматор имеет сигналы тревоги по слишком малому и слишком большому расходу (задается при программировании).

ВЫБОР:
По диапазону и материалам подбираем расходомер – это может быть:
1. ЕМ008S513.219 (15-550л/час) стандартные шестерни.
2. OM008S513.219 (15-550л/час) стандартные шестерни.
3. ОМ008S713.219 (15-550л/час) шестерни со спецобработкой «keishi» зубьев,
Варианты 1 и 2 не подходят – максимальный долговременный расход 520 л/час составляет 94% от паспортного для данного типа расходомеров (Заказчик уточняет время работы при максимальном расходе – если оно незначительно, то применение  вариантов 1 и 2 возможно).
Для варианта 3 рабочий диапазон укладывается в диапазон измерений с гарантированной точностью данного расходомера.
Таким образом, мы выбрали расходомер OM008S713.219SB – расходомер на овальных шестернях со спецобработкой зубьев, стальными корпусом и шестернями, керамическими подшипниками, уплотнение – витон, покрытый тефлоном, с импульсным выход и 3 метровым кабелем. Специальные требования (обозначаются аббревиатурой SB) - фланцы DIN для данного размера расходомера (в стандартном исполнении они изготавливаются только с резьбовым соединением).
Сумматор, согласно требованиям Заказчика – сумматор расхода FRT12 в корпусе DIN. 

По прайс–листу на сайте находим необходимые опции, (по согласованию с Изготовителем стоимость фланцев составляет 10300 руб.).
Стоимость комплекта OM008S713.219SB(DIN flanged)+RT12OD2PM  составляет 54350,0 руб. без НДС.

Пример 2:

Задача: Организовать приемку с помощью расходомеров дизельного топлива (ДТ) с бензовоза марки МАЗ АТЗ -56142-08 (11м3, комплектуется насосом 1СВН-80А (производительность до 500л/мин). Температура воздуха   -20+40°С.  Необходима установка приемного контрольного расходомера Получателя для передачи данных через систему GPS- мониторинга на диспетчерский пульт, точность –не хуже ±0,5%, технологическое соединение – резьбовое.
Решение: Т.к. нет необходимости в регистрирующем приборе (сумматоре) и считывании показаний на месте (т.е. расходомер должен работать в режиме «черного ящика»), то достаточно исполнение расходомера с импульсными выходными сигналами и подключении его к системе GPS-мониторинга. В качестве такой системы Инсталлятором был выбран базовый комплект системы «Автограф».
1. По потоку выбираем расходомер. Это может быть ОМ50Е расходомер на овальных шестернях (с расширенным диапазоном 35-580 л/мин.) или TP150 – турбинный (55-550 л/мин). Максимальный поток в 500 л/мин  составляет около 86% от максимального потока по паспорту расходомера на овальных шестернях. Так как работа при таких потоках кратковременна – только при сливе (около 20 мин.), эта производительность  не является ограничивающим фактором.
Расходомеры серии DP имеют худшую точность, а расходомеры серии МР не обеспечивают измерение в указанном диапазоне потоков.
2. Точность для ОМ050 – не хуже ±0,5%, для турбинного расходомера – не хуже ±0,5% (для соотношения максимальный:  минимальный поток не более чем 10:1.)
3. Вязкость ДТ в данном диапазоне температур около 3-8 cSt,  что не требует коррекции диапазона и позволяет применять оба типа расходомеров.
4. ДТ совместимо с алюминием. Таким образом,  для расходомеров на овальных шестернях допустимо исполнение из алюминиевых комплектующих, что значительно удешевляет стоимость расходомера.
5. Температура жидкости не требует применения дополнительных опций.
6. Давление в системе меньше максимально допустимого для обоих типов расходомеров.
7. Температура окружающей среды находится в допустимом диапазоне.
8. Резьбовое соединение – базовое для обоих типов расходомеров.
9, 10. Необходимости в сумматоре нет, но для долгого времени службы расходомера необходимо его подключать через конвертор 24/12 VDC ~1.5A например, УПН -01 или ПН-12-1,5 компании «Бастион»
11. Стоимость расходомеров               OM50EA441.219    – 74600,0  руб. без НДС
                                                                       TP050S1T1-111JB - 59400,0  руб. без НДС

Дополнительные факторы: Для работы турбинного расходомера требуется нормализация потока т.е.  прямолинейные участки ~10D (150 см) до расходомера и не менее 5D (75 см) после. Данное условие делает применение турбинных расходомеров проблематичным при ограничении пространства. Также применение турбинных расходомеров не исключает возможность слива топлива через него при застопоренной турбине. Расходомеры на овальных шестернях изготовлены с минимальными зазорами и  утечка, даже при условии заклинивания шестерней практически отсутствует.
Используя вышеуказанную методику и подробный прайс-лист, Вы сможете по основным параметрам определить модель и стоимость необходимого Вам проточного расходомера жидкости.