Измерение расхода пара: вихревые и ультразвуковые расходомеры
Справочная информация - Измерение расхода пара
20.12.13 09:15

Измерение расхода пара при помощи ультразвуковых расходомеров

Несмотря на анонсирование производителями серийно выпускаемых типов ультразвуковых расходомеров как приборов, которые могут применяться для измерения расхода пара, в этой сфере, в отличие от измерения расходов газов и жидкостей, успешного применения они пока что не нашли. Дело в том, что устройства реализуют доплеровский принцип измерений, который основывается на изменении частоты ультразвукового луча. Но при измерениях сухого насыщенного или перегретого пара этот принцип не может быть применен, так как поток не имеет неоднородностей, от которых луч может отражаться. А измерения влажного пара так же неэффективны из-за больших занижений показателей, происходящих вследствие различия между скоростями жидкой и газовой фаз. Подобные же расходомеры импульсного типа неприемлемы при измерении влажного пара из-за обратной проблемы – преломления, рассеивания и отражения лучей от капель воды.

Измерение расхода пара при помощи вихревых расходомеров

Точность измерения расхода пара вихревыми расходомерами различных производителей неодинакова. Зависит это как от программного обеспечения, так и от конструкции первичного преобразователя расхода, электронной схемы и принципа детектирования вихрей. Принципиально и то, как на чувствительный элемент влияет наличие конденсата. Серьезную проблему для некоторых конструкций представляет и одновременное существование в трубопроводе жидкой и газовой фаз. Датчики давления, установленные вровень со стенкой трубы, не могут нормально функционировать из-за концентрации воды вдоль стенок трубопровода. А в иных конструкциях конденсат может затопить сенсор и тем самым совсем заблокировать измерение расхода. Но для некоторых расходомеров такие процессы сосем не влияют на показания.

К тому же при набегании на тело обтекания двухфазного потока формируется спектр вихревых частот, которые связаны со скоростями как газовой, так и жидкой (струйной или пленочной пристеночной области и капельной формы ядра потока) фаз влажного насыщенного пара. Амплитуды вихревого сигнала жидкости могут достигать достаточно значительных показателей, поэтому, если в электронной схеме не предусматривается спектральный анализ и цифровая фильтрация сигнала, а так же нет алгоритма, выделяющего «истинный» сигнал газовой фазы (что встречается в упрощенных моделях), происходит значительно занижение получаемых показателей. У лучших моделей вихревых расходомеров имеются системы цифровой обработки сигнала – DSP и спектральной обработки сигнала – SSP (основывающиеся на быстрые преобразования Фурье), позволяющие не только выделять «истинный» вихревой сигнал и повышать отношением между сигналом и шумом, но и устраняющие влияние на показатели электрических помех и вибраций трубопровода.

Вихревые расходомеры предназначаются для измерений расхода в однофазных средах, но при этом вполне могут быть использованы и в средах с двумя фазами, таких как пар, содержащий капли воды с некоторой деградацией метрологических характеристик. Экспериментальные исследования, проведенные EMCO и Spirax Sarco, подтвердили, что влажный насыщенный пар, степень сухости которого больше 0,9, может считаться гомогенным, поэтому показания тепловой мощности и массового расхода, благодаря «запасу прочности» точности расходомеров VLM и PhD (±0,8–1,0 %), находятся в пределах нормированных погрешностей.
Если же степень сухости составляет 0,7–0,9, то относительная погрешность при измерении массового расхода такими расходомерами возрастает до 10 и более процентов.

Для предотвращения блокировки чувствительных элементов вихревых расходомеров некоторые производители дают рекомендации по установке оси чувствительного элемента параллельно поверхности разделения пара и конденсата.

 

Счетчики для расходомеров

ES-759 - вычислитель для систем отопления/охлаждения

Счетчик для систем отопления/охлажденияES-759 - специальная модификация вычислителя расхода SUPERtrol II. Данная модификация оснащена функцией быстрого доступа к результатам измерений расхода на отопление и охлаждение. Доступ к результатам измерений расхода на отопление выполняется при нажатии кнопки TOTAL. Для доступа к результатам измерений расхода на охлаждение нужно нажать копку GRAND.

Читать полностью...