Ventajas y desventajas de varios medidores de gas

1. Medidor de gas de diafragma

El gas medido entra por la entrada del medidor, llena el espacio interior y entra en las cámaras de medición 2 y 4 a través del orificio de la válvula deslizante abierta. Se basa en la diferencia de presión del gas a ambos lados de la membrana para impulsar el movimiento de la membrana de la cámara de medición, forzando al gas de las cámaras de medición 1 y 3 a salir por la salida a través de la válvula deslizante y la cámara de distribución. Cuando la membrana llega a su extremo, la inercia del mecanismo giratorio hace que la tapa de la válvula deslizante se mueva en la dirección opuesta. Las cámaras de medición 1 y 3 están conectadas a la entrada, y las cámaras 2 y 4 están conectadas a la salida. La membrana se mueve de un lado a otro una vez, completando una revolución. En este momento, el valor de lectura del medidor debe ser el caudal de una revolución (es decir, el volumen efectivo de la cámara de medición). El valor del caudal acumulado del medidor de membrana es el producto del caudal de una revolución y el número de revoluciones.

※ Ventajas

Los medidores de membrana tienen muchas ventajas. En primer lugar, el rango es relativamente amplio, alcanzando 1:160, lo que los hace especialmente adecuados para usuarios con grandes variaciones de caudal. Esta es también la razón por la que se utilizan ampliamente en aplicaciones como hoteles, restaurantes y comedores. Bajo costo, alta precisión, seguridad, fiabilidad y durabilidad son algunas de sus ventajas.

※ Desventajas

Los medidores de gas de membrana solo se pueden usar para la medición a baja presión, y generalmente la Pmax (presión de trabajo máxima) no puede exceder los 50 kPa.

2. Caudalímetro de presión diferencial

El caudalímetro de presión diferencial se basa en la ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad de fluidos. Según el principio de estrangulamiento, cuando el fluido fluye a través del elemento de estrangulamiento (como placa de orificio estándar, boquilla estándar, boquilla de diámetro largo, boquilla Venturi clásica, boquilla Venturi, etc.), se genera una diferencia de presión antes y después de este, y este valor de presión diferencial es proporcional al cuadrado del caudal. En los caudalímetros de presión diferencial, el dispositivo de estrangulamiento de placa de orificio estándar se ha utilizado ampliamente debido a su estructura simple, bajo costo de fabricación, investigación exhaustiva y estandarización. Los caudalímetros de presión diferencial generalmente constan de dispositivos de estrangulamiento (elementos de estrangulamiento, tubos de medición, secciones de tubería recta, reguladores de caudal, tuberías de medición de presión) y manómetros diferenciales. En situaciones donde se requiere alta precisión debido a cambios en las condiciones de operación, se necesitan manómetros (sensores o transmisores), termómetros (sensores o transmisores), computadoras de caudal, etc. Cuando los componentes son inestables, también se requieren densímetros en línea (o cromatógrafos).

※ Ventajas:

(1) El caudalímetro de placa de orificio, el más utilizado, tiene una estructura simple y robusta, rendimiento estable y confiable, larga vida útil y bajo precio.

(2) El rango de aplicación es extremadamente amplio, y actualmente no existe ningún tipo de caudalímetro que se le compare. Se pueden medir todos los fluidos monofásicos, incluidos líquidos, gases y vapor, y algunos flujos de fase mixta.

(3) Los componentes de detección, los transmisores y los instrumentos de visualización son producidos por diferentes fabricantes, lo que facilita la producción económica.

(4) El caudalímetro de presión diferencial estándar no requiere calibración de caudal real y puede ponerse en funcionamiento.

※ Desventajas:

(1) La repetibilidad y la precisión de la medición son generalmente bajas.

(2) Rango estrecho, debido a la relación cuadrática entre la señal de presión diferencial y el caudal, el rango general es de solo 3:1 a 4:1.

(3) Los requisitos de instalación en el sitio son altos, lo que requiere una sección de tubería recta larga.

(4) Alta pérdida de presión (en referencia a placas de orificio, boquillas, etc.).

Descripción general de la aplicación:

El caudalímetro de presión diferencial tiene una amplia gama de aplicaciones, incluida la medición de caudal en tuberías cerradas para diversos fluidos: monofásicos, bifásicos, limpios, sucios, de flujo viscoso, etc.; en cuanto a las condiciones de trabajo: presión normal, alta presión, vacío, temperatura normal, alta temperatura, baja temperatura, etc.; en cuanto al diámetro de la tubería: desde unos pocos milímetros hasta unos pocos metros; en cuanto a las condiciones de flujo: subsónico, sónico, flujo pulsante, etc. Representa aproximadamente entre 1/4 y 1/3 del uso total de caudalímetros en diversos sectores industriales.

3. Caudalímetro de vórtice

Se coloca un generador de vórtices no aerodinámico en el fluido, y el fluido se separa alternativamente y libera dos filas de vórtices dispuestos regularmente a ambos lados del generador de vórtices. Dentro de un cierto rango de caudales (número de Reynolds), la frecuencia de desprendimiento de los vórtices es proporcional al caudal volumétrico del fluido que pasa a través del sensor de flujo de vórtices.

※ Ventajas:

(1) La estructura es simple y robusta, fácil de mantener y requiere un mantenimiento mínimo.

(2) Adecuado para diversos tipos de fluidos.como líquidos, gases, vapores y fluidos parcialmente miscibles.

(3) Alta precisión, generalmente dentro de ± 1% R ~ ± 2% R

(4) Amplio rango, hasta 20:1 ~ 10:1

(5) La pérdida de presión es pequeña, aproximadamente 1/4 ~ 1/2 de la placa de orificio.

(6) Señal de frecuencia de pulso de salida, adecuada para la medición de cantidad total y conexión a computadora, sin deriva de cero.

(7) Dentro de un cierto rango de número de Reynolds, la señal de frecuencia de salida no se ve afectada por las propiedades del fluido (densidad, viscosidad) y la composición, es decir, el coeficiente del instrumento solo está relacionado con la forma y el tamaño del generador de vórtices y la tubería, y solo necesita verificarse en un medio típico para ser aplicable a diversos medios. El VSF es un tipo de caudalímetro que tiene más probabilidades de convertirse en un caudalímetro de calibración en seco.

※ Desventajas:

(1) No es adecuado para mediciones de bajo número de Reynolds (ReD ≥ 2 × 104), con aplicación limitada en condiciones de alta viscosidad, bajo caudal y pequeña apertura.

(2) La estabilidad de la separación de vórtices se ve afectada por la distorsión de la distribución de la velocidad del flujo y el flujo rotacional, lo que requiere una sección de tubería recta más larga.

(3) El VSF es sensible a las vibraciones mecánicas en las tuberías y no debe usarse en áreas con fuertes vibraciones.

(4) El coeficiente del instrumento es relativamente bajo (en comparación con los caudalímetros de turbina), la resolución es baja y cuanto mayor sea el diámetro, menor será la resolución. Generalmente se utiliza para DN300 e inferiores.

(5) El instrumento aún carece de experiencia de aplicación en flujo pulsante y flujo multifásico.

4. Caudalímetro de vórtice espiral

Cuando el fluido pasa a través del generador de vórtices compuesto por álabes guía en espiral, se ve forzado a girar fuertemente alrededor de la línea central para formar un flujo de vórtice. Al pasar a través del tubo ensanchado, el centro del vórtice precesa a lo largo de una forma espiral cónica. Dentro de un cierto rango de caudales (número de Reynolds), la frecuencia de precesión del flujo de vórtice es proporcional al caudal volumétrico del fluido que pasa a través del sensor de flujo de vórtice.

Las características de un caudalímetro de vórtice son básicamente las mismas que las de un vórtice de von Kármán, con tres diferencias: primero, la pérdida de presión del caudalímetro es mucho mayor, aproximadamente 3-4 veces mayor que la de un vórtice de von Kármán; En segundo lugar, posee una gran capacidad antiinterferencias, y la longitud necesaria del tramo de tubería recta es corta, generalmente 5D aguas arriba y 1D aguas abajo; la tercera razón es que el caudal inicial es relativamente grande.