Zaradi tega načela delovanja je tehnologija še posebej uporabna za čista olja in druge viskozne tekočine, vendar enake notranje zračnosti, ki omogočajo natančen premik, ustvarjajo tudi pomembne omejitve. Viskoznost, kontaminacija, vsebovani zrak, obraba, stopnja pretoka in padec tlaka lahko vplivajo na dejansko-zmogljivost.
Naslednji vodnik pojasnjuje načelo delovanja merilnika pretoka z ovalnimi zobniki od gibanja zobnikov do električnega izhoda, nato pa prikazuje, kako to načelo vpliva na natančnost, primernost uporabe, namestitev in izbiro merilnika.
Kaj je ovalni merilnik pretoka?
Ovalni merilnik pretoka je instrument s pozitivnim odmikom, ki vsebuje dva ovalna rotorja v tesno obdelani komori. Ko tekočina vstopi, diferenčni tlak v merilniku povzroči vrtenje rotorjev. Žepi, oblikovani med rotorji in steno komore, prenašajo diskretne prostornine od vstopa do izhoda.
Odvisno od mehanske zasnove lahko rotorji medsebojno delujejo neposredno ali uporabljajo ločeno sinhronizacijo. Bistveno merilno načelo je enako: vsak popolni premik ustreza predvidljivemu premaknjenemu volumnu.
To vrsto instrumenta si lahko ogledate na spletnem mestuobmočje merilnika pretoka zobnikovin specifičnokonfiguracija merilnika pretoka z ovalnim zobnikom.
Osnovni mehanizem je dokumentiran tudi v OMEGAtehnični priročnik merilnika pozitivnega pomika, ki opisuje ovalne rotorje, ki med vrtenjem prenašajo natančno prostornino skozi merilno komoro.
Kako deluje merilnik pretoka z ovalnim zobnikom?
1. Tekočina vstopi v merilno komoro
Procesna tekočina vstopi v dovod merilnika in ustvari razliko v tlaku med gorvodno in dolvodno stranjo rotorjev. Ta tlak zagotavlja mehansko silo, ki obrača zobnike. Merilni elementi zato običajno ne potrebujejo zunanjega motorja.
2. Določen volumen je izoliran
Ko se en rotor odmakne od stene komore, se med površino rotorja in ohišjem odpre žep. Tekočina napolni ta prostor. Natančne notranje reže omejujejo nenadzorovano uhajanje od vstopa do izhoda, tako da večina tekočine sledi predvideni poti izpodrivanja.
To je ključna razlika med merjenjem pozitivnega odmika in inferenčnimi tehnologijami: merilnik vedno znova obravnava fizično določeno prostornino, namesto da najprej izmeri hitrost in pretvori to vrednost v volumetrični pretok.
3. Rotorji prenašajo tekočino
Dva rotorja se še naprej vrtita v sinhroniziranem zaporedju. Tekočina, ujeta na zunanji strani vsakega rotorja, se prenaša proti izhodu, medtem ko se druga komora polni na vhodu.
Ena pomembna točka je, da je natančno število dogodkov premikanja na obrat odvisno od geometrije merilnika. Zato mora izhajati iz proizvajalčevih podatkov o zasnovi in kalibraciji, ne pa iz splošne predpostavke o vseh merilnikih z ovalnimi zobniki.
4. Izmerjena prostornina zapusti merilnik
Ko napolnjena komora doseže dolvodno stran, se njena tekočina izprazni. Druga komora se že polni, tako da ponavljajoče se vrtenje zobnika povzroči skoraj neprekinjen prenos diskretnih količin tekočine.
5. Vrtenje postane uporaben signal pretoka
Mehansko gibanje lahko vodi lokalni register ali pa ga zazna elektronsko. Elektronski števci lahko uporabljajo magnetne, Hall-učinek ali druge zaznavne naprave za ustvarjanje impulzov, ki ustrezajo gibanju rotorja.
Impulzni signal se lahko pošlje na zaslon, PLC, šaržni krmilnik oztotalizator pretoka. Sprejemna elektronika uporablja merilni faktor za pretvorbo teh impulzov v akumulirano prostornino in trenutni pretok.
Kako se izračunata skupna prostornina in pretok?
Osnovno razmerje je preprosto:
Skupna prostornina=premaknjena prostornina na merilni cikel × število ciklov
Hitrost pretoka doda časovno komponento:
Stopnja pretoka=izmerjena prostornina ÷ pretečeni čas
Elektronski merilniki z ovalnimi zobniki to razmerje običajno izražajo s faktorjem K- ali merilnim faktorjem, ki je pogosto definiran kot določeno število impulzov na inženirsko enoto prostornine. Krmilnik, ki šteje te impulze, lahko sešteje tekočino, medtem ko frekvenca impulzov kaže, kako hitro ta prostornina prehaja skozi merilnik.
K-faktorja ne bi smeli obravnavati kot poljubno univerzalno število. Pripada posebnemu merilniku in njegovi kalibraciji. Za merilne sisteme, pri katerih je pomembna natančnost, uporabite faktor, ki ste ga posredovali ali določili med kalibracijo, namesto da bi ga izračunali samo na podlagi nazivnih dimenzij orodja.
Navodila NIST okalibracija merilnika pretoka tekočineponazarja, zakaj sta faktor merilnika in njegova negotovost del celotnega merilnega rezultata. Za nadaljnjo vsebino spletnega mesta o tej temi glejte vodnik zakalibracijske metode in sledljivost merilnika pretoka tekočine.
Zakaj je viskoznost pomembna?
Viskoznost vpliva na merjenje ovalnega zobnika na dva različna načina in gledanje le na enega od njiju lahko povzroči slabo izbiro merilnika.
Prvič, nekaj tekočine lahko preide skozi majhne razdalje med premikajočimi se in mirujočimi komponentami, ne da bi bila v celoti predstavljena s predvidenim ciklom premika. To je na splošno opisano kot notranje puščanje ali zdrs. Pri zelo redki tekočini lahko uhajanje skozi te reže postane večje, zlasti pri majhnem pretoku.
Ko se viskoznost poveča, je pretok skozi reže na splošno bolj omejen. To je eden od razlogov, zakaj lahko merilniki prostornine dobro delujejo z viskoznimi olji in podobnimi tekočinami.
Vendar pa visoka viskoznost poveča tudi odpornost proti gibanju. Za vrtenje rotorjev bo morda potreben večji diferenčni tlak, padec tlaka na števcu pa se lahko poveča. Pri dovolj visoki viskoznosti bo morda treba zmanjšati največji uporabni pretok.
KOBOLD-ova navodila omerilniki pretoka s pozitivnim izpodrivom, na primer, posebej ugotavlja, da lahko zelo viskozne tekočine zahtevajo zmanjšan največji pretok, da ohranijo padec tlaka v sprejemljivem območju.
Praktična lekcija je, da se viskoznosti nikoli ne sme ocenjevati samo. Preverite ga skupaj s pretokom, razpoložljivim diferenčnim tlakom, temperaturo procesa in velikostjo merilnika.
Natančnost, ponovljivost in notranji zdrs niso eno in isto
Specifikacije merilnika pretoka pogosto uporabljajo več izrazov, ki jih je enostavno obravnavati kot medsebojno zamenljive.
Natančnostopisuje, kako blizu se navedeni rezultat ujema z referenčno ali sprejeto vrednostjo pod določenimi pogoji.
Ponovljivostopisuje, kako dosledno instrument daje enak rezultat, ko se meritev ponavlja pod enakimi pogoji.
Merilnik je lahko zelo ponovljiv in ima še vedno sistematično merilno napako. Kalibracija lahko identificira in popravi del te sistematične razlike, vendar ne odpravi mehanskih težav, neprimernih pogojev delovanja ali spreminjanja procesnih lastnosti.
Pri merilniku z ovalnimi zobniki si je treba posebno pozornost posvetiti več dejavnikov.
Nizek pretok
Pri nizkem pretoku postane puščanje skozi notranje zračnosti večje glede na celotno količino, ki prehaja skozi merilnik. Tudi če se absolutni zdrs zelo malo spremeni, se lahko njegov odstotek izmerjenega pretoka poveča. To pomaga razložiti, zakaj si spodnji del območja delovanja zasluži posebno pozornost.
Aplikacije, ki so osredotočene na majhne količine, je zato treba prilagoditi merilniku velikosti za dejansko delovno območje in ne zgolj cevnemu priključku. Strani spletnega mesta namerilniki zobnikov za nizke pretokezagotoviti dodaten kontekst za to vrsto aplikacije.
Temperatura
Temperatura vpliva na material merilnika, spreminja pa tudi tekočino. Olje je lahko med hladnim zagonom bistveno bolj viskozno kot potem, ko proces doseže delovno temperaturo. Merilnik lahko zato doživi drugačen padec tlaka in zdrs na različnih točkah v istem proizvodnem ciklu.
Nosite
Obraba površin rotorja, ležajev ali merilne komore lahko spremeni notranje razdalje. Večji razmiki lahko spremenijo značilnosti puščanja in sčasoma spremenijo delovanje merilnika. Zato je zgodovina umerjanja lahko uporabna: postopna sprememba merilnega faktorja lahko pomeni več kot samo težavo z elektroniko.
Vsebovani zrak
Merilnik z ovalnim zobnikom meri prostornino, ki zaseda njegovo merilno komoro. Če del te komore vsebuje plin namesto predvidene tekočine, se lahko rotor še vedno premika in merilnik lahko še vedno registrira izpodrinjeno prostornino. Prikazani rezultat zato morda ne predstavlja več prostornine tekočine, ki jo je operater nameraval izmeriti.
Kje merilniki pretoka z ovalnimi zobniki dobro delujejo?
Najmočnejše aplikacije običajno vključujejo čiste tekočine, kjer je uporabna neposredna volumetrična meritev. Tipični primeri vključujejo mazalno olje, hidravlično olje, gorivo, smolo, lepilo, sirup, jedilno olje in združljive procesne kemikalije.
Natančno ime tekočine ni dovolj za odobritev vloge. Še vedno je treba preveriti njegovo viskoznost pri delovni temperaturi, čistočo, kemično združljivost, tlak, pričakovano območje pretoka in dovoljeno izgubo tlaka.
Tehnologija ovalnih zobnikov je pomembna tudi za doziranje in sisteme-nadzora procesov, ker ponavljajoča se volumetrična premestitev ustvari signal, ki ga je mogoče sešteti ali prešteti. Več primerov-osredotočenih na aplikacije je na voljo v razdelkih spletnega mesta namerjenje pretoka zobnikov za nadzor procesainaplikacije industrijskih merilnikov pretoka.
Kdaj je ovalni merilnik zobnikov slaba izbira?
- Abrazivne tekočine ali tekočine-z delci:trdne snovi lahko poškodujejo tesne notranje površine ali omejijo gibanje rotorja.
- Procesi z znatnim vnesenim plinom:plin, ki zaseda del merilne komore, lahko popači predvideni rezultat prostornine-tekočine.
- Sistemi z zelo omejenim razpoložljivim diferenčnim tlakom:mehanski premik povzroči izgubo tlaka, zlasti ko se povečata viskoznost in pretok.
- Kemično nezdružljive tekočine:telo, rotorji, tesnila, ležaji in druge mokre komponente morajo biti združljive s procesnim medijem.
- Aplikacije, ki zahtevajo neposredni masni pretok:ovalni merilnik zobnikov v osnovi meri prostornino in ne maso.
Ovalni zobnik v primerjavi z drugimi tehnologijami merilnikov pretoka
| tehnologija | Merilna karakteristika | Tipičen razlog za razmislek |
|---|---|---|
| Ovalno orodje | Merjenje volumna pozitivnega odmika | Očistite viskozne tekočine, aplikacije za doziranje in nizek{0}}pretok |
| Turbina | Merjenje rotorja-v zvezi s hitrostjo | Čiste, razmeroma prosto-tekoče tekočine, kjer pogoji tlaka in pretoka ustrezajo merilniku |
| Elektromagnetno | Merjenje hitrosti na podlagi elektromagnetne indukcije | Prevodne tekočine, vključno s številnimi vodami in kemičnimi procesi |
| Coriolis | Neposredno merjenje masnega pretoka | Procesi, ki zahtevajo podatke o masnem pretoku, gostoti ali visoko merilno zmogljivost v spremenljivih pogojih tekočine |
To so splošne razlike, ne univerzalna pravila izbire. Bralci, ki primerjajo tehnologije, lahko pregledajo spletne straniturbinski merilniki pretoka, elektromagnetni merilniki pretokain vodnik doNačelo delovanja Coriolisovega merilnika pretokapreden izberete način merjenja.
Kako izbrati merilnik pretoka z ovalnim zobnikom
Ne začnite samo s premerom cevi. Začnite s postopkom.
- Prepoznajte tekočino.Zapišite dejanski medij in po potrebi njegovo sestavo ali koncentracijo.
- Določite viskoznost pri delovni temperaturi.Če se temperatura bistveno spremeni, navedite razpon viskoznosti namesto ene vrednosti sobne-temperature.
- Določite najmanjši, normalni in največji pretok.Z dimenzioniranjem okoli dejanskega delovnega območja se lahko izognete slabemu nizkemu-pretoku ali preveliki hitrosti rotorja.
- Preverite tlak in razpoložljivi diferenčni tlak.Merilnik mora ustrezati nazivnemu tlaku sistema, ne da bi pri tem povzročil nesprejemljive izgube v procesu.
- Potrdite temperaturne omejitve.Preverite mehanske materiale in elektroniko.
- Preverite združljivost-materiala, ki je namočen.Vključuje telo, rotorje, tesnila in druge komponente, ki so izpostavljene tekočini.
- Izberite želeni izhod.Odločite se, ali sistem potrebuje lokalno indikacijo, impulzni izhod, analogni prenos, totalizacijo ali integracijo s krmilnikom.
- Določite zahtevano merilno zmogljivost.Ločite dejanske zahteve po natančnosti od ponovljivosti ali preprostih potreb po-nadzoru procesov.
Če pogoji uporabe niso stabilni, določite najslabši verodostojen primer delovanja, namesto da izberete merilnik samo iz običajnih pogojev.
Prakse namestitve in zagona
Preprečite, da bi onesnaževalci prišli v merilno komoro. Kadar so lahko prisotne tujke, se običajno priporoča primerno cedilo pred vodo. Dokumentacija o ovalnem zobniku OMEGA tudi opozarja, da lahko umazanija poškoduje mehanizem, in priporoča počasno polnjenje merilnika, namesto da bi ga izpostavili nenadnemu odzračevanju.
Med merjenjem naj bo merilnik poln tekočine. Kjer lahko zrak vstopi v proces, se obrnite na vir, namesto da nestabilne odčitke obravnavate le kot elektronsko težavo.
Upoštevajte proizvajalčevo smer pretoka in omejitve delovanja. Izogibajte se neprekinjenemu delovanju nad območjem nazivnega pretoka in upoštevajte pulziranje črpalke, kjer oprema navzgor proizvaja močno spremenljiv pretok.
Po namestitvi preverite verigo signalov in sam merilnik: izhod senzorja, skaliranje impulza, faktor K-, konfiguracija zaslona in nastavitve PLC ali seštevalnika morajo predstavljati iste inženirske enote.
Pogoste težave in kaj najprej preveriti
| Simptom | Verjetni vzroki | Prvi pregledi |
|---|---|---|
| Branje je nižje od pričakovanega | Notranji zdrs, obraba, nepravilen K-faktor ali delovanje pod ustreznim območjem | Preverite obseg pretoka, viskoznost, kalibracijski faktor in zgodovino servisiranja |
| Branje je nestabilno | Vsebovani zrak, utripajoč tok ali nestabilni procesni pogoji | Preglejte tekočinski vod in primerjajte nestabilnost z delovanjem črpalke |
| Rotorji se ustavijo ali pretok postane omejen | Kontaminacija, prekomerna viskoznost ali notranja poškodba | Preverite cedilo, padec tlaka in svobodo gibanja rotorja v skladu z navodili za vzdrževanje |
| Padec tlaka se poveča | Zamašeno cedilo, onesnaženje, višja viskoznost ali prevelik pretok | Primerjajte trenutno temperaturo, viskoznost in pretok z običajnimi pogoji delovanja |
| Prikazana glasnost je dosledno napačna | Nepravilno skaliranje, K-faktor ali umeritveni premik | Pred zamenjavo mehanskega merilnika preverite konfiguracijo impulza |
Ko je potrebna kalibracija, uporabite dokumentirano referenčno metodo in shranite rezultate, da bo mogoče primerjati spremembe skozi čas. Članek spletnega mesta okako umeriti merilnik pretokazagotavlja dodatno ozadje.
Pogosto zastavljena vprašanja
Ali je merilnik pretoka z ovalnim zobnikom merilnik prostornine?
ja Meri tekočino tako, da večkrat izolira in prenaša definirane prostornine skozi merilno komoro, kar je temeljni princip pozitivnega izpodriva.
Ali merilec z ovalnim zobnikom meri masni pretok?
Ne. Njegova primarna merjena količina je prostornina. Masni pretok zahteva informacije o gostoti ali tehnologijo, zasnovano za neposredno merjenje mase.
Zakaj se merilniki z ovalnimi zobniki pogosto uporabljajo za olje?
Veliko olj je čistih in razmeroma viskoznih, razmere, ki lahko ustrezajo merjenju pozitivne prostornine. Končna izbira je še vedno odvisna od območja pretoka, viskoznosti pri procesni temperaturi, padca tlaka, materialov in zahtevane natančnosti.
Ali viskoznost vpliva na natančnost?
Lahko vpliva na zmogljivost, ker viskoznost vpliva na notranji zdrs in izgubo tlaka. Redka tekočina lahko lažje uhaja skozi notranje zračnosti, medtem ko lahko zelo viskozna tekočina zahteva večji diferenčni tlak za premikanje rotorjev.
Ali merilnik z ovalnimi zobniki potrebuje dolge ravne cevi?
Njegove meritve niso odvisne od razvoja profila hitrosti na enak način kot mnogi merilniki-temelji na hitrosti, zato so zahteve-za naravnost pogosto manj zahtevne. Še vedno morate upoštevati navodila za namestitev za določen model.
Zakaj je cedilo pomembno?
Merilnik vsebuje gibljive elemente in tesne prostore. Tujki lahko omejijo vrtenje, pospešijo obrabo ali spremenijo učinkovitost merjenja.
Katere informacije je treba zagotoviti pred izbiro števca?
Navedite tekočino, viskoznost pri delovni temperaturi, najmanjši in največji pretok, tlak, temperaturo, zahteve za povezavo, zahteve glede-materiala, ki je namočen, želeno moč in cilj-merilne zmogljivosti.
Zaključek
Načelo delovanja merilnika pretoka z ovalnim zobnikom temelji na neposrednem volumetričnem premiku. Rotorji vedno znova izolirajo znane količine tekočine, jih premikajo skozi merilno komoro in pretvorijo njihovo vrtenje v mehansko indikacijo ali elektronski signal.
Ta mehanizem pojasnjuje prednosti in omejitve tehnologije. Čiste viskozne tekočine so lahko zelo primerne za merjenje ovalnega orodja, medtem ko lahko kontaminacija, vsebovani zrak, čezmerna izguba tlaka, neprimerni materiali in delovanje zunaj predvidenega območja pretoka zmanjšajo učinkovitost.
Pri izbiri se osredotočite na celotno stanje delovanja in ne na eno samo specifikacijo. Lastnosti tekočine, viskoznost, območje pretoka, temperaturo, tlak, materiale, izhod in zahteve za merjenje je treba ovrednotiti skupaj. Ko se ti dejavniki ujemajo z načelom pozitivnega odmika, lahko merilnik z ovalnimi zobniki zagotovi praktično rešitev za volumetrične meritve, doziranje in spremljanje procesa.
