Цей принцип роботи робить технологію особливо корисною для чистих масел та інших в’язких рідин, але однакові внутрішні зазори, які роблять можливим точне переміщення, також створюють важливі обмеження. В’язкість, забруднення, залучене повітря, знос, швидкість потоку та падіння тиску можуть впливати на реальні-продуктивність.
У наступному посібнику пояснюється принцип роботи витратоміра з овальним редуктором від руху шестерень до електричного виходу, а потім показано, як цей принцип впливає на точність, придатність застосування, установку та вибір лічильника.
Що таке овальний зубчастий витратомір?
Витратомір із овальною зубчастою передачею — це об’ємний прилад, що містить два овальні ротори всередині ретельно обробленої камери. Коли рідина надходить, перепад тиску в лічильнику змушує ротори обертатися. Кишені, утворені між роторами та стінкою камери, несуть дискретні об’єми від входу до випуску.
Залежно від механічної конструкції, ротори можуть взаємодіяти безпосередньо або використовувати окрему систему синхронізації. Основний принцип вимірювання той самий: кожен повний рух відповідає передбачуваному зміщеному об’єму.
Ви можете побачити цей тип інструменту на сайтіредукторний діапазон витратоміріві специфічнийКонфігурація витратоміра з овальною шестернею.
Базовий механізм також задокументовано в OMEGAТехнічна інструкція до об'ємного вимірювача, який описує овальні ротори, що передають точний об’єм через вимірювальну камеру під час обертання.
Як працює витратомір з овальною шестернею?
1. Рідина надходить у вимірювальну камеру
Технологічна рідина надходить у вхідний отвір лічильника та створює різницю тиску між верхньою та нижньою сторонами роторів. Цей тиск створює механічну силу, яка повертає шестерні. Тому для вимірювальних елементів зазвичай не потрібен зовнішній двигун.
2. Визначений том ізольований
Коли один ротор відходить від стінки камери, між поверхнею ротора та корпусом відкривається кишеня. Рідина заповнює цей простір. Точні внутрішні зазори обмежують неконтрольований витік від входу до випуску, тому більша частина рідини слідує призначеному шляху витіснення.
Це ключова відмінність між вимірюванням позитивного об’єму та інференціальними технологіями: лічильник постійно обробляє фізично визначений об’єм замість того, щоб спочатку вимірювати швидкість і перетворювати це значення в об’ємний потік.
3. Ротори передають рідину
Два ротори продовжують обертатися в синхронізованій послідовності. Рідина, захоплена зовні кожного ротора, переноситься до вихідного отвору, тоді як інша камера заповнюється на вході.
Одним з важливих моментів є те, що точна кількість подій переміщення за один оберт залежить від геометрії лічильника. Тому він повинен виходити з даних конструкції та калібрування виробника, а не з загального припущення щодо всіх лічильників з овальним зубчатим колесом.
4. Виміряний об’єм виходить із лічильника
Коли заповнена камера досягає нижньої сторони, рідина з неї витікає. Інша камера вже заповнюється, тому повторне обертання шестерні забезпечує майже безперервну передачу дискретних об’ємів рідини.
5. Обертання стає придатним сигналом потоку
Механічний рух може керувати локальним реєстратором або виявлятися електронним способом. Електронні лічильники можуть використовувати магнітні,-ефект Холла чи інші датчики для генерування імпульсів, що відповідають руху ротора.
Імпульсний сигнал може бути надісланий на дисплей, ПЛК, контролер партії абосуматор витрати. Приймаюча електроніка використовує коефіцієнт вимірювання для перетворення цих імпульсів у накопичений об’єм і миттєву швидкість потоку.
Як розраховуються загальний об’єм і швидкість потоку?
Основний зв'язок простий:
Загальний об’єм=витіснений об’єм на цикл вимірювання × кількість циклів
Швидкість потоку додає часову складову:
Швидкість потоку=виміряний об’єм ÷ час, що минув
Електронні лічильники з овальною шестернею зазвичай виражають цей зв’язок через коефіцієнт K- або коефіцієнт вимірювання, який часто визначається як певна кількість імпульсів на одиницю об’єму. Контролер, який підраховує ці імпульси, може підсумувати рідину, а частота імпульсів вказує, як швидко цей об’єм проходить через лічильник.
Коефіцієнт K- не слід розглядати як довільне універсальне число. Це стосується конкретного лічильника та його калібрування. Для систем вимірювання, де точність має значення, використовуйте коефіцієнт, наданий або встановлений під час калібрування, а не обчислюйте його лише за номінальними розмірами передач.
Керівництво NIST щодокалібрування витратомірів рідиниілюструє, чому коефіцієнт лічильника та його невизначеність є частиною повного результату вимірювання. Додатковий вміст сайту на цю тему див. у посібникуметоди калібрування витратомірів рідини та простежуваність.
Чому в'язкість має значення?
В’язкість впливає на вимірювання овальної шестерні двома різними способами, і розгляд лише одного з них може призвести до неправильного вибору вимірювача.
По-перше, деяка кількість рідини може проходити через невеликі проміжки між рухомими та нерухомими компонентами, не будучи повністю представленою передбачуваним циклом переміщення. Це зазвичай описується як внутрішній витік або ковзання. З дуже рідкою рідиною витік через ці зазори може стати більш значним, особливо при низькому потоці.
Зі збільшенням в’язкості потік через зазори, як правило, більш обмежений. Це одна з причин, чому об’ємні вимірювачі можуть добре працювати з в’язкими маслами та подібними рідинами.
Однак висока в'язкість також підвищує опір руху. Для обертання роторів може знадобитися більший перепад тиску, і падіння тиску на лічильнику може зрости. При досить високій в'язкості максимальний потік, який можна використовувати, може бути зменшений.
Керівництво KOBOLD щодооб'ємні витратоміри, наприклад, спеціально зазначає, що рідини з високою в’язкістю можуть вимагати зменшення максимального потоку, щоб підтримувати падіння тиску в прийнятному діапазоні.
Практичний урок полягає в тому, що в’язкість ніколи не слід оцінювати окремо. Перевірте його разом зі швидкістю потоку, наявним перепадом тиску, температурою процесу та розміром лічильника.
Точність, повторюваність і внутрішнє ковзання – це не одне й те саме
Специфікації витратомірів часто використовують кілька термінів, які легко вважати взаємозамінними.
Точністьописує, наскільки близько вказаний результат узгоджується з еталонним або прийнятим значенням за певних умов.
Повторюваністьописує, наскільки стабільно прилад дає однаковий результат, коли вимірювання повторюється за тих самих умов.
Лічильник може мати високу повторюваність і все одно мати систематичну похибку вимірювання. Калібрування може виявити та виправити частину цієї систематичної різниці, але воно не усуває механічні проблеми, невідповідні робочі умови чи зміну властивостей процесу.
Для лічильника з овальними шестернями на особливу увагу заслуговують кілька факторів.
Низький потік
При низькому потоці витік через внутрішні зазори стає більшим відносно загальної кількості, що проходить через лічильник. Навіть якщо абсолютне ковзання змінюється дуже мало, його відсоток від виміряної пропускної здатності може збільшитися. Це допомагає пояснити, чому нижня межа робочого діапазону заслуговує на пильну увагу.
Застосування, зосереджені на малих кількостях, тому повинні бути узгоджені з розміром лічильника для фактичного робочого діапазону, а не просто з’єднанням труби. Сторінки сайту назубчасті лічильники для низьких витратнадати додатковий контекст для цього типу програми.
Температура
Температура впливає на матеріали лічильника, але також змінює рідину. Масло може бути значно більш в'язким під час холодного запуску, ніж після того, як процес досягне робочої температури. Тому лічильник може відчувати різне падіння тиску та поведінку ковзання в різних точках одного виробничого циклу.
Носити
Знос поверхонь ротора, підшипників або вимірювальної камери може змінити внутрішні зазори. Більші зазори можуть змінити характеристики витоку та, зрештою, змінити продуктивність лічильника. Ось чому історія калібрування може бути корисною: поступова зміна коефіцієнта лічильника може вказувати не лише на проблему з електронікою.
Захоплене повітря
Овальний зубчастий лічильник вимірює об'єм, що займає його вимірювальну камеру. Якщо частина цієї камери містить газ замість передбачуваної рідини, ротор усе ще може рухатися, а лічильник усе ще може реєструвати витіснений об’єм. Таким чином, показаний результат може більше не відображати об’єм рідини, який оператор збирався виміряти.
Де добре працюють витратоміри з овальною шестернею?
Найпотужніші застосування, як правило, стосуються чистих рідин, де корисно пряме об’ємне вимірювання. Типові приклади включають мастило, гідравлічне масло, паливо, смолу, клей, сироп, харчове масло та сумісні технологічні хімікати.
Точної назви рідини недостатньо для схвалення заявки. Його в'язкість при робочій температурі, чистота, хімічна сумісність, тиск, очікуваний діапазон витрати та допустимі втрати тиску все ще повинні бути перевірені.
Технологія овальних передач також актуальна для дозування та систем-контролю процесів, оскільки багаторазове об’ємне переміщення створює сигнал, який можна підсумувати або підрахувати. Більше прикладів,-орієнтованих на застосування, доступно в розділах сайтувимірювання потоку в передачах для контролю процесуізастосування промислових витратомірів.
Коли вимірювач овальної передачі є поганим вибором?
- Рідини, що містять-частинки:тверді речовини можуть пошкодити близькі внутрішні поверхні або обмежити рух ротора.
- Процеси зі значним вилученням газу:газ, що займає частину вимірювальної камери, може спотворити очікуваний результат об’єму рідини-.
- Системи з дуже обмеженим доступним перепадом тиску:механічне зміщення створює втрату тиску, особливо при збільшенні в'язкості та потоку.
- Хімічно несумісні рідини:корпус, ротори, ущільнення, підшипники та інші змочені компоненти повинні бути сумісні з технологічним середовищем.
- Застосування, що вимагають прямого масового потоку:овальний зубчастий лічильник принципово вимірює об’єм, а не масу.
Овальний механізм проти інших технологій витратомірів
| технології | Вимірювальна характеристика | Типова причина розглянути це |
|---|---|---|
| Шестерня овальної форми | Вимірювання обсягу об'єму | Очищення в’язких рідин, дозування та низький{0}}потік |
| Турбіна | Вимірювання ротора-пов’язаного зі швидкістю | Чисті, відносно вільно{0}}текучі рідини, де умови тиску та потоку відповідають лічильнику |
| Електромагнітний | Вимірювання швидкості на основі електромагнітної індукції | Провідні рідини, включаючи багато води та хімічні процеси |
| Коріоліс | Пряме вимірювання масової витрати | Процеси, що вимагають масової витрати, інформації про густину або високої можливості вимірювання в змінних умовах рідини |
Це загальні відмінності, а не універсальні правила вибору. Читачі, які порівнюють технології, можуть переглядати сайтитурбінні витратоміри, електромагнітні витратоміриі керівництво доПринцип роботи коріолісового витратоміраперед вибором методу вимірювання.
Як вибрати витратомір з овальною шестернею
Не починайте лише з діаметра труби. Почніть з процесу.
- Визначте рідину.Запишіть фактичне середовище та, якщо необхідно, його склад або концентрацію.
- Визначити в'язкість при робочій температурі.Якщо температура суттєво змінюється, укажіть діапазон в’язкості, а не значення кімнатної-температури.
- Визначте мінімальний, нормальний і максимальний потік.Вибір розміру в межах реального робочого діапазону допомагає уникнути низького-потоку або надмірної швидкості ротора.
- Перевірте тиск і наявний перепад тиску.Лічильник повинен відповідати номінальному тиску системи без створення неприйнятних втрат у процесі.
- Підтвердьте температурні обмеження.Перевірте як механічні матеріали, так і електроніку.
- Перевірте сумісність-матеріалу, що змочується.Включно з корпусом, роторами, ущільненнями та іншими компонентами, які піддаються впливу рідини.
- Виберіть необхідний вихід.Вирішіть, чи потрібна системі локальна індикація, імпульсний вихід, аналогова передача, підсумовування чи інтеграція з контролером.
- Визначте необхідну продуктивність вимірювання.Відокремте фактичні вимоги до точності від повторюваності чи простого{0}}моніторингу процесу.
Якщо умови застосування нестабільні, визначте найгірший достовірний варіант експлуатації, а не вибирайте лічильник лише з нормальних умов.
Практика встановлення та введення в експлуатацію
Не допускайте потрапляння забруднень у вимірювальну камеру. У разі наявності сторонніх речовин зазвичай рекомендується встановити відповідний сітчастий фільтр. Документація OMEGA щодо овальної шестерні також попереджає, що бруд може пошкодити механізм, і рекомендує повільно наповнювати лічильник, а не піддавати його раптовому продуванню повітрям.
Під час вимірювання глюкометр повинен залишатися повним рідини. Якщо повітря може потрапити в процес, зверніть увагу на джерело, а не розглядайте нестабільні показання лише як проблему електроніки.
Дотримуйтеся напряму потоку та робочих обмежень, указаних виробником. Уникайте безперервної роботи вище діапазону номінального потоку та враховуйте пульсацію насоса, якщо обладнання, що стоїть перед потоком, створює сильно змінний потік.
Після встановлення перевірте сигнальний ланцюжок, а також сам лічильник: вихід датчика, масштабування імпульсу, K-фактор, конфігурація дисплея та налаштування ПЛК або суматора мають відображати однакові технічні одиниці.
Поширені проблеми та що слід перевірити в першу чергу
| Симптом | Ймовірні причини | Перші перевірки |
|---|---|---|
| Читання нижче очікуваного | Внутрішнє ковзання, знос, неправильний K-фактор або робота нижче прийнятного діапазону | Перевірте діапазон витрати, в'язкість, коефіцієнт калібрування та історію обслуговування |
| Читання нестійке | Захоплене повітря, пульсуючий потік або нестабільні умови процесу | Огляньте лінію рідини та порівняйте нестабільність із роботою насоса |
| Ротори зупиняються або потік стає обмеженим | Забруднення, надмірна в'язкість або внутрішні пошкодження | Перевірте сітчастий фільтр, перепад тиску та свободу руху ротора відповідно до інструкцій з технічного обслуговування |
| Підвищується перепад тиску | Заблокований сітчастий фільтр, забруднення, висока в’язкість або надмірний потік | Порівняйте поточну температуру, в'язкість і потік з нормальними робочими умовами |
| Відображена гучність постійно неправильна | Неправильний масштаб, K-фактор або зсув калібрування | Перевірте конфігурацію імпульсу перед зміною механічного лічильника |
Якщо потрібне калібрування, використовуйте задокументований еталонний метод і зберігайте результати, щоб можна було порівнювати зміни з часом. Стаття сайту прояк відкалібрувати витратомірзабезпечує додатковий фон.
Часті запитання
Чи є витратомір із овальним зубчатим колесом об’ємним вимірювачем?
так Він вимірює рідину шляхом багаторазової ізоляції та перенесення певних об’ємів через вимірювальну камеру, що є фундаментальним принципом позитивного об’єму.
Чи вимірює масову витрату лічильник з овальним зубчатим колесом?
Ні. Його основною вимірюваною величиною є об’єм. Для масового потоку потрібна інформація про густину або технологія, призначена для безпосереднього вимірювання маси.
Чому для оливи часто використовуються лічильники з овальними шестернями?
Багато олив є чистими та відносно в’язкими, умови, які підходять для вимірювання позитивного об’єму. Остаточний вибір залежить від діапазону потоку, в'язкості при температурі процесу, перепаду тиску, матеріалів і необхідної точності.
Чи впливає в'язкість на точність?
Це може вплинути на продуктивність, оскільки в'язкість впливає на внутрішнє ковзання та втрату тиску. Розріджена рідина може витікати легше через внутрішні зазори, тоді як рідина з високою в’язкістю може потребувати більшого перепаду тиску для переміщення роторів.
Чи потрібні лічильнику з овальним зубчатим колесом довгі прямі труби?
Його вимірювання не залежить від розробки профілю швидкості, як це роблять багато -лічильників швидкості, тому вимоги-до прямолінійного ходу часто менш вимогливі. Слід дотримуватися інструкцій зі встановлення для конкретної моделі.
Чому ситечко важливе?
Лічильник містить рухомі елементи та близькі зазори. Сторонній матеріал може обмежити обертання, прискорити знос або змінити ефективність вимірювання.
Яку інформацію необхідно надати перед вибором лічильника?
Надайте рідину, в’язкість при робочій температурі, мінімальний і максимальний потік, тиск, температуру, вимоги до з’єднання, вимоги до змоченого-матеріалу, бажану продуктивність і цільову ефективність-вимірювання.
Висновок
Принцип роботи витратоміра з овальною шестернею заснований на прямому об'ємному переміщенні. Ротори неодноразово виділяють відомі об’єми рідини, переміщують їх через вимірювальну камеру та перетворюють їх обертання в механічну індикацію або електронний сигнал.
Цей механізм пояснює як сильні сторони, так і обмеження технології. Чисті в’язкі рідини можуть добре підходити для вимірювання овальних передач, тоді як забруднення, втягнуте повітря, надмірна втрата тиску, невідповідні матеріали та робота за межами призначеного діапазону потоку можуть знизити продуктивність.
Для вибору зосередьтеся на повному робочому стані, а не на одній специфікації. Властивості рідини, в’язкість, діапазон потоку, температура, тиск, матеріали, продуктивність і вимоги до вимірювання слід оцінювати разом. Коли ці фактори відповідають принципу позитивного об’єму, лічильник із овальною шестернею може стати практичним рішенням для вимірювання об’єму, дозування та моніторингу процесу.
