Понимание тепловых массовых расходомеров: принципы и применение

Понимание тепловых массовых расходомеров: принципы и применение

Введение

Тепловые массовые расходомеры (ТМР) — это современные приборы, используемые в различных отраслях промышленности для измерения расхода газов. Принципы работы этих приборов основаны на принципах теплопередачи и гидродинамики, что обеспечивает точность и надёжность измерений. В данной статье подробно рассматриваются принципы работы тепловых массовых расходомеров, их компоненты, преимущества, ограничения и области применения.

I. Принципы работы

Тепловые массовые расходомеры работают по принципу термической дисперсии. Они измеряют конвективный теплообмен от нагретой поверхности к протекающему газу. Тепловые потери газа прямо пропорциональны его массовому расходу. Основными компонентами тепловых массовых расходомеров являются нагреваемый датчик, датчик температуры и микропроцессорный анализатор.

А. Датчик с подогревом

Нагреваемый датчик в тепловом массовом расходомере обычно представляет собой тонкоплёночный металлический резистор или платиновую проволоку. Этот датчик нагревается электричеством до определённой температуры, превышающей температуру окружающей среды. При прохождении газа через датчик он поглощает тепло, что приводит к снижению его температуры. Скорость теплопередачи определяется массовым расходом газа.

Б. Датчик температуры

Датчик температуры измеряет фактическую температуру. Контролируя разницу температур между нагреваемым и температурным датчиками, расходомер может точно определить массовый расход. Датчик температуры часто представляет собой резистивный датчик температуры (RTD) или термопару.

C. Микропроцессорный анализатор

Микропроцессорный анализатор получает сигналы от нагреваемых и температурных датчиков и обрабатывает данные для расчета массового расхода. Он компенсирует изменения свойств газа, преобразует аналоговый сигнал в цифровой и выдает различные выходные данные для отображения или дальнейшего анализа. Анализатор также включает в себя калибровочные таблицы для повышения точности измерений.

II. Преимущества тепловых массовых расходомеров

А. Широкий спектр применения

Тепловые массовые расходомеры универсальны и могут использоваться для измерения различных газов, таких как воздух, природный газ, азот, кислород и др. Они находят применение в таких отраслях, как нефтегазовая, химическая, фармацевтическая, пищевая промышленность, энергетика и мониторинг окружающей среды.

B. Высокая точность и повторяемость

Тепловые массовые расходомеры обеспечивают превосходную точность, обычно в пределах ±1% от показаний. Кроме того, они обеспечивают высокую повторяемость, гарантируя единообразие измерений в течение длительного времени. Это обеспечивает точный контроль и мониторинг расхода газа, способствуя повышению эффективности процесса и снижению затрат.

C. Прямое измерение массового расхода

В отличие от некоторых других типов расходомеров, тепловые массовые расходомеры измеряют массовый расход газов напрямую. Это устраняет необходимость в дополнительных поправках на давление или температуру, упрощая процесс измерения. Возможность прямого измерения массового расхода делает их идеальными для применений, где состав и давление газа могут меняться.

D. Низкий перепад давления

Тепловые массовые расходомеры оказывают минимальное влияние на давление измеряемого газа. Их конструкция минимизирует падение давления, гарантируя неизменность характеристик расхода системы. Эта особенность критически важна в приложениях, где важно поддерживать постоянный уровень давления.

E. Широкий диапазон регулирования

Диапазон измерения расхода определяется диапазоном значений, который расходомер может точно измерить. Термальные массовые расходомеры обладают широким диапазоном измерения, часто до 100:1 и более. Возможность точного измерения как высоких, так и низких расходов делает их подходящими для применений с различными требованиями к расходу.

III. Ограничения тепловых массовых расходомеров

А. Состав газа

Точное измерение расхода газа зависит от знания удельной теплоёмкости и теплопроводности измеряемого газа. Поэтому тепловые массовые расходомеры чувствительны к изменениям состава газа. Изменения состава газа могут потребовать повторной калибровки расходомера или использования его с соответствующими поправочными коэффициентами.

B. Не подходит для потоков жидкостей или большого количества твердых частиц

Тепловые массовые расходомеры не могут точно измерять расход жидкостей или газов с высокой концентрацией твердых частиц. Принцип теплопередачи, используемый в тепловых массовых расходомерах, применим в основном к газам. Для измерения расхода жидкостей или в условиях высокого содержания твердых частиц следует рассмотреть альтернативные технологии измерения расхода.

C. Ограниченные размеры труб

Физические размеры и конструкция тепловых массовых расходомеров накладывают ограничения на минимальный и максимальный диаметры труб, с которыми они могут эффективно использоваться. Нижний предел обычно составляет около 6 мм (1/4 дюйма), а верхний — около 3,5 м (12 футов). Для труб большего диаметра более подходящими являются альтернативные технологии измерения расхода.

IV. Применение тепловых массовых расходомеров

А. Измерение сжатого воздуха

Тепловые массовые расходомеры широко используются для измерения расхода сжатого воздуха. Мониторинг расхода сжатого воздуха может помочь выявить потенциальные возможности энергосбережения и оптимизировать эффективность системы. Тепловые массовые расходомеры обеспечивают точные измерения, необходимые для таких применений.

Б. Мониторинг окружающей среды

В системах мониторинга окружающей среды тепловые массовые расходомеры используются для измерения расхода газов, выделяемых промышленными процессами. Точный мониторинг выбросов позволяет предприятиям соблюдать экологические нормы и принимать необходимые меры для минимизации потенциального воздействия на окружающую среду.

C. Фармацевтическое производство

В фармацевтическом производстве тепловые массовые расходомеры используются для измерения расхода газов, используемых на различных этапах технологического процесса. Точное измерение обеспечивает подачу необходимого количества газа, гарантируя качество продукции и соответствие строгим отраслевым стандартам.

D. Контроль химических процессов

Тепловые массовые расходомеры играют важнейшую роль в химической промышленности, обеспечивая контроль и мониторинг технологических процессов. Они обеспечивают точное измерение и регулирование расхода газов, помогая оптимизировать химические реакции и минимизировать отходы. Высокая точность и прямое измерение массового расхода являются в этом контексте преимуществом.

E. Мониторинг топливного газа

Тепловые массовые расходомеры используются для измерения расхода природного газа и других топливных газов на электростанциях. Точность измерений критически важна для эффективной работы и соблюдения правил безопасности. Тепловые массовые расходомеры представляют собой надежное решение для контроля расхода топливного газа в этих областях применения.

Заключение

Тепловые массовые расходомеры (ТМР) — важнейшие приборы для точного измерения расхода газов. Понимание принципов их работы, преимуществ, ограничений и областей применения критически важно для выбора подходящего расходомера для конкретных задач. Несмотря на определенные ограничения, тепловые массовые расходомеры обладают многочисленными преимуществами, которые делают их незаменимыми в широком спектре промышленных применений, где измерение и контроль расхода газа имеют решающее значение.

В целом, влияние массового расходомера на индустриальное общество привело к устранению необходимости изготовления вихревых расходомеров и значительному сокращению времени, затрачиваемого на изготовление вилочных плотномеров.

Массовые расходомеры отличаются широким выбором вариантов безопасности, долговечности и управляемости. Вот ссылка на производителя массовых расходомеров Sincerity.

Компания Beijing Sincerity Automatic Equipment Co., Ltd. нанимает группу профессиональных сотрудников, которые совершенствуют функциональность массового расходомера.