Овај принцип рада чини технологију посебно корисном за чиста уља и друге вискозне течности, али исти унутрашњи зазори који омогућавају прецизно померање такође стварају важна ограничења. Вискозност, контаминација, увучени ваздух, хабање, брзина протока и пад притиска могу да утичу на перформансе у стварном{1}}светском свету.
Следећи водич објашњава принцип рада мерача протока са овалним зупчаником од кретања зупчаника до електричног излаза, затим показује како тај принцип утиче на тачност, погодност примене, инсталацију и избор мерача.
Шта је мерач протока са овалним зупчаником?
Мерач протока са овалним зупчаником је инструмент са позитивним померањем који садржи два овална ротора унутар уско обрађене коморе. Како течност улази, диференцијални притисак преко мерача изазива окретање ротора. Џепови формирани између ротора и зида коморе носе дискретне запремине од улаза до излаза.
У зависности од механичког дизајна, ротори могу директно да интерагују или да користе посебан распоред синхронизације. Основни принцип мерења је исти: сваки комплетан покрет одговара предвидљивој помереној запремини.
Ову врсту инструмента можете видети на сајтуопсег мерача протока зупчаникаи специфичнаконфигурација мерача протока са овалним зупчаником.
Основни механизам је такође документован у ОМЕГА-итехнички приручник за мерење позитивног померања, који описује овалне роторе који преносе прецизну запремину кроз мерну комору током ротације.
Како функционише мерач протока са овалним зупчаником?
1. Течност улази у мерну комору
Процесна течност улази у улаз мерача и ствара разлику притиска између горње и низводне стране ротора. Овај притисак обезбеђује механичку силу која окреће зупчанике. Стога мерним елементима обично није потребан спољни мотор.
2. Дефинисани волумен је изолован
Како се један ротор удаљава од зида коморе, између површине ротора и кућишта отвара се џеп. Течност испуњава тај простор. Прецизни унутрашњи зазори ограничавају неконтролисано цурење од улаза до излаза, тако да већина течности прати предвиђену путању истискивања.
Ово је кључна разлика између мерења позитивног помака и инференцијалних технологија: мерач више пута рукује физички дефинисаном запремином уместо да прво мери брзину и претвара ту вредност у запремински проток.
3. Ротори преносе течност
Два ротора настављају да се окрећу у синхронизованом низу. Течност заробљена око спољашње стране сваког ротора носи се према излазу док се друга комора пуни на улазу.
Једна важна ствар је да тачан број догађаја померања по обртају зависи од геометрије мерача. Због тога би требало да потиче из података о дизајну и калибрацији произвођача, а не из генеричке претпоставке о свим метрима овалног зупчаника.
4. Измерена запремина напушта мерач
Када напуњена комора дође до низводне стране, њена течност се испушта. Друга комора се већ пуни, тако да поновљена ротација зупчаника производи скоро непрекидан пренос дискретних запремина течности.
5. Ротација постаје употребљив сигнал протока
Механичко кретање може да покреће локални регистар или да се детектује електронски. Електронски бројила могу да користе магнетни, Хол-ефекат или друге сензорске аранжмане за генерисање импулса који одговарају кретању ротора.
Импулсни сигнал се може послати на дисплеј, ПЛЦ, контролер серије илитотализатор протока. Пријемна електроника користи фактор мерача за претварање тих импулса у акумулирану запремину и тренутни проток.
Како се израчунавају укупни волумен и брзина протока?
Основни однос је једноставан:
Укупна запремина=измештена запремина по циклусу мерења × број циклуса
Брзина протока додаје временску компоненту:
Брзина протока=измерена запремина ÷ протекло време
Електронски бројила са овалним зупчаницима обично изражавају овај однос кроз К-фактор или фактор мерача, који се често дефинише као одређени број импулса по инжењерској јединици запремине. Контролер који броји те импулсе може тотализирати течност, док фреквенција импулса показује колико брзо та запремина пролази кроз мерач.
К-фактор не треба третирати као произвољан универзални број. Припада специфичном мерачу и његовој калибрацији. За мерне системе где је тачност битна, користите фактор који је наведен или утврђен током калибрације уместо да га израчунавате само из номиналних димензија зупчаника.
НИСТ-ово упутство накалибрација мерача протока течностиилуструје зашто су фактор мерача и његова несигурност део комплетног резултата мерења. За даљи садржај сајта на ову тему, погледајте водич заметоде калибрације мерача протока течности и следљивост.
Зашто је вискозитет битан?
Вискозност утиче на мерење овалног зупчаника на два различита начина, а гледање само на један од њих може довести до лошег избора мерача.
Прво, нека течност може да прође кроз мале зазоре између покретних и непокретних компоненти, а да није у потпуности представљена предвиђеним циклусом померања. Ово се генерално описује као унутрашње цурење или клизање. Код веома ретке течности, цурење кроз те зазоре може постати значајније, посебно при малом протоку.
Како се вискозитет повећава, проток кроз зазоре је генерално ограниченији. Ово је један од разлога зашто мерачи позитивног помака могу добро да раде са вискозним уљима и сличним течностима.
Међутим, висок вискозитет такође повећава отпорност на кретање. Можда ће бити потребно више диференцијалног притиска за окретање ротора, а пад притиска на мерачу може порасти. При довољно високој вискозности, употребљиви максимални проток ће можда морати да се смањи.
КОБОЛД-ово упутство намерачи протока позитивног померања, на пример, посебно напомиње да за високо вискозне течности може бити потребан смањени максимални проток да би се пад притиска одржао у прихватљивом опсегу.
Практична лекција је да вискозитет никада не треба процењивати сам. Проверите то заједно са протоком, доступним диференцијалним притиском, температуром процеса и величином мерача.
Тачност, поновљивост и унутрашње клизање нису иста ствар
Спецификације мерача протока често користе неколико термина које је лако третирати као заменљиве.
Прецизностописује колико се наведени резултат слаже са референтном или прихваћеном вредношћу под одређеним условима.
Поновљивостописује колико доследно инструмент даје исти резултат када се мерење понавља под истим условима.
Мерач може бити веома поновљив и још увек има систематску грешку мерења. Калибрација може да идентификује и исправи део те систематске разлике, али не елиминише механичке проблеме, неприкладне услове рада или промене својстава процеса.
За мерач овалног зупчаника, неколико фактора заслужују посебну пажњу.
Лов Флов
При малом протоку, цурење кроз унутрашње зазоре постаје веће у односу на укупну количину која пролази кроз мерач. Чак и ако се апсолутно клизање промени веома мало, његов проценат измерене пропусности може да се повећа. Ово помаже да се објасни зашто доњи крај радног опсега заслужује посебну пажњу.
Примене усредсређене на мале количине би стога требало да буду усклађене са мерачем величине за стварни радни опсег, а не само са цевним прикључком. Странице сајта назупчасти бројила за мале брзине протокаобезбеди додатни контекст за ову врсту апликације.
Температура
Температура утиче на материјале мерача, али такође мења течност. Уље може бити знатно вискозније током хладног старта него након што процес достигне радну температуру. Мерач стога може имати различит пад притиска и понашање клизања у различитим тачкама у истом производном циклусу.
Носите
Хабање површина ротора, лежајева или мерне коморе може да промени унутрашње зазоре. Већи зазори могу променити карактеристике цурења и на крају променити перформансе мерача. Због тога историја калибрације може бити корисна: постепена промена фактора бројила може указивати на више од проблема са електроником.
Ентраинед Аир
Мерач овалног зупчаника мери запремину која заузима његову мерну комору. Ако део те коморе садржи гас уместо предвиђене течности, ротор и даље може да се креће, а мерач и даље може да региструје померену запремину. Приказани резултат можда више не представља запремину течности коју је оператер намеравао да измери.
Где мерачи протока овалног зупчаника добро раде?
Најјаче примене углавном укључују чисте течности где је директно мерење запремине корисно. Типични примери укључују уље за подмазивање, хидраулично уље, гориво, смолу, лепак, сируп, јестиво уље и компатибилне процесне хемикалије.
Тачан назив течности није довољан да се апликација одобри. Његов вискозитет на радној температури, чистоћа, хемијска компатибилност, притисак, очекивани опсег протока и дозвољени губитак притиска још увек морају да се провере.
Технологија овалног зупчаника је такође релевантна за системе за дозирање и контролу процеса{0}}јер поновљено запреминско померање производи сигнал који се може збројити или избројати. Више примера{2}}оријентисаних на апликације доступно је у одељцима сајта намерење протока зупчаника за контролу процесаипримене индустријских зупчаника за мерење протока.
Када је мерач овалног зупчаника лош избор?
- Абразивне или{0}}течности пуне честица:чврсте материје могу оштетити затворене унутрашње површине или ограничити кретање ротора.
- Процеси са значајним унесеним гасом:гас који заузима део мерне коморе може да изобличи очекивани резултат{0}}запремине течности.
- Системи са веома ограниченим доступним диференцијалним притиском:механичко померање ствара губитак притиска, посебно како се вискозитет и проток повећавају.
- Хемијски некомпатибилне течности:тело, ротори, заптивке, лежајеви и друге влажне компоненте морају бити компатибилни са процесним медијумом.
- Апликације које захтевају директан проток масе:Мерач овалног зупчаника у основи мери запремину, а не масу.
Овални зупчаник у односу на друге технологије мерача протока
| Технологија | Карактеристика мерења | Типичан разлог за разматрање |
|---|---|---|
| Овални зупчаник | Мерење запремине позитивног померања | Очистите вискозне течности, дозирање и апликације са малим{0}}протоком |
| Турбина | Мерење ротора у вези са{0}}брзином | Чисте, релативно слободне{0}}течности где притисак и проток одговарају мерачу |
| Електромагнетно | Мерење брзине на основу електромагнетне индукције | Проводне течности, укључујући многе воде и хемијске процесе |
| Цориолис | Директно мерење масеног протока | Процеси који захтевају проток масе, информације о густини или високу способност мерења у променљивим условима флуида |
Ово су опште разлике, а не универзална правила селекције. Читаоци који упоређују технологије могу да прегледају сајтоветурбински мерачи протока, електромагнетна мерила протокаи водич заПринцип рада Цориолисовог мерача протокапре избора методе мерења.
Како одабрати мерач протока са овалним зупчаником
Немојте почети само са пречником цеви. Почните са процесом.
- Идентификујте течност.Забележите стварни медијум и, где је релевантно, његов састав или концентрацију.
- Одредити вискозитет на радној температури.Ако се температура значајно промени, наведите опсег вискозности, а не вредност једне собне{0}}температуре.
- Дефинишите минимални, нормални и максимални проток.Димензионисање око стварног радног опсега помаже да се избегну лоше перформансе ниског{0}}протока или превелика брзина ротора.
- Проверите притисак и расположиви диференцијални притисак.Мерач мора задовољити системски притисак без стварања неприхватљивих губитака у процесу.
- Потврдите ограничења температуре.Проверите и механичке материјале и електронику.
- Проверите компатибилност влажног{0}}материјала.Укључује тело, роторе, заптивке и друге компоненте изложене течности.
- Изаберите жељени излаз.Одлучите да ли је систему потребна локална индикација, импулсни излаз, аналогни пренос, тотализација или интеграција са контролером.
- Дефинишите потребне перформансе мерења.Одвојите стварне захтеве за тачност од потреба за поновљивошћу или једноставним{0}}надгледањем процеса.
Ако услови примене нису стабилни, дефинишите најгори веродостојни радни случај уместо да бирате мерач само из нормалних услова.
Пракса инсталације и пуштања у рад
Држите загађиваче изван мерне коморе. Обично се препоручује одговарајућа узводна цедиљка када могу бити присутне стране материје. ОМЕГА-ина документација о овалном зупчанику такође упозорава да прљавштина може оштетити механизам и препоручује да се мерач полако пуни уместо да се подвргава изненадном испуштању ваздуха.
Мерач треба да остане пун течности током мерења. Тамо где ваздух може да уђе у процес, обратите се извору радије него да третирате нестабилна очитавања само као електронски проблем.
Придржавајте се смера протока и радних ограничења које је навео произвођач. Избегавајте непрекидан рад изнад номиналног опсега протока и размотрите пулсирање пумпе где опрема узводно производи јако варирајући проток.
Након инсталације, проверите ланац сигнала као и сам мерач: излаз сензора, скалирање импулса, К-фактор, конфигурација екрана и подешавања ПЛЦ-а или тотализатора треба да представљају исте инжењерске јединице.
Уобичајени проблеми и шта прво проверити
| Симптом | Вероватни узроци | Прве провере |
|---|---|---|
| Очитавање је ниже од очекиваног | Унутрашње клизање, хабање, нетачан К-фактор или рад испод одговарајућег опсега | Проверите опсег протока, вискозитет, фактор калибрације и сервисну историју |
| Читање је нестабилно | Увучени ваздух, пулсирајући ток или нестабилни процесни услови | Прегледајте цев за течност и упоредите нестабилност са радом пумпе |
| Ротори се заустављају или проток постаје ограничен | Контаминација, превелики вискозитет или унутрашња оштећења | Проверите сито, пад притиска и слободу кретања ротора према упутствима за одржавање |
| Пад притиска се повећава | Зачепљена цедиљка, контаминација, већи вискозитет или превелики проток | Упоредите тренутну температуру, вискозитет и проток са нормалним радним условима |
| Приказана јачина звука је доследно погрешна | Нетачно скалирање, К-фактор или померање калибрације | Проверите конфигурацију импулса пре промене механичког мерача |
Када је потребна калибрација, користите документовану референтну методу и сачувајте резултате како би промене могле да се упореде током времена. Чланак на сајту окако калибрисати мерач протокапружа додатну позадину.
Често постављана питања
Да ли је мерач протока са овалним зупчаником мерач позитивног помака?
Да. Мери течност тако што више пута изолује и преноси дефинисане запремине кроз мерну комору, што је основни принцип позитивног померања.
Да ли мерач овалног зупчаника мери масени проток?
Не. Његова примарна мерена величина је запремина. Проток масе захтева информације о густини или технологију дизајнирану за директно мерење масе.
Зашто се мерачи овалног зупчаника често користе за уље?
Многа уља су чиста и релативно вискозна, услови који могу одговарати позитивном мерењу помака. Коначан избор и даље зависи од опсега протока, вискозитета на температури процеса, пада притиска, материјала и захтеване тачности.
Да ли вискозитет утиче на тачност?
То може утицати на перформансе јер вискозитет утиче на унутрашње клизање и губитак притиска. Танка течност може лакше да цури кроз унутрашње зазоре, док високо вискозна течност може захтевати већи диференцијални притисак да помери роторе.
Да ли су мерачу овалног зупчаника потребни дуги равни цеви?
Његово мерење не зависи од развијања профила брзине на исти начин на који то раде многи мерачи{0}}засновани на брзини, тако да су захтеви за равно{1}}у често мање захтевни. И даље треба поштовати упутства за инсталацију за одређени модел.
Зашто је важна цедиљка?
Мерач садржи покретне елементе и блиске зазоре. Страни материјал може ограничити ротацију, убрзати хабање или променити перформансе мерења.
Које информације треба навести пре избора мерача?
Наведите течност, вискозитет на радној температури, минимални и максимални проток, притисак, температуру, захтеве за повезивање, захтеве за влажним{0}}материјалима, жељени излаз и циљне перформансе мерења{1}}.
Закључак
Принцип рада мерача протока са овалним зупчаником је заснован на директном волуметријском померању. Ротори више пута изолују познате запремине течности, померају их кроз мерну комору и претварају њихову ротацију у механичку индикацију или електронски сигнал.
Тај механизам објашњава и предности и ограничења технологије. Чисте вискозне течности могу бити погодне за мерење овалног зупчаника, док контаминација, увучени ваздух, превелики губитак притиска, неодговарајући материјали и рад ван предвиђеног опсега протока могу смањити перформансе.
За избор, фокусирајте се на комплетно радно стање, а не на једну спецификацију. Својства течности, вискозитет, опсег протока, температуру, притисак, материјале, излаз и захтеве мерења треба проценити заједно. Када се ови фактори поклапају са принципом позитивног померања, мерач овалног зупчаника може да пружи практично решење за волуметријско мерење, дозирање и праћење процеса.
