Virtausmittarit voidaan luokitella seuraavasti: tilavuusvirtausmittari, nopeusmittari, kohdevirtausmittari, sähkömagneettinen virtausmittari, pyörrevirtausmittari, rotametri, paine-eromittari, ultraäänivirtausmittari, massavirtausmittari jne.
1. Rotametri
Kelluva virtausmittari, joka tunnetaan myös rotametrinä, on eräänlainen muuttuvan pinta-alan virtausmittari. Pystysuorassa kartioputkessa, joka laajenee alhaalta ylöspäin, pyöreän poikkileikkauksen omaavan kellukkeen painovoimaa kantaa hydrodynaaminen voima, ja kelluke voi olla kartiossa, joka voi nousta ja laskea vapaasti. Se liikkuu ylös ja alas virtausnopeuden ja kellukkeen vaikutuksesta, ja tasapainotettuaan kellukkeen painon se välittyy magneettikytkimen kautta kellukkeelle osoittamaan virtausnopeutta. Yleensä rotametrit jaetaan lasi- ja metallirotametriin. Metalliroottorivirtausmittarit ovat yleisimmin käytettyjä teollisuudessa. Pienten putkien halkaisijoiden syövyttäville väliaineille käytetään yleensä lasia. Lasin haurauden vuoksi keskeinen ohjauspiste on myös jalometalleista, kuten titaanista, valmistettu roottorivirtausmittari. Kotimaisia roottorivirtausmittarien valmistajia on monia, pääasiassa Chengde Kroni (käyttää saksalaista Kölnin teknologiaa), Kaifeng Instrument Factory, Chongqing Chuanyi ja Changzhou Chengfeng. Rotametrien korkean tarkkuuden ja toistettavuuden ansiosta niitä käytetään laajalti pienten putkien halkaisijoiden (≤ 200 mm) virtausmittauksessa.
2. Positiivinen syrjäytysvirtausmittari
Syrjäytysvirtausmittari mittaa nesteen tilavuusvirtausta mittaamalla kotelon ja roottorin väliin muodostuvaa mittaustilavuutta. Roottorin rakenteen mukaan syrjäytysvirtausmittareita ovat vyötäröpyörätyyppiset, kaavintyyppiset, elliptiset hammaspyörätyyppiset ja niin edelleen. Syrjäytysvirtausmittareille on ominaista korkea mittaustarkkuus, jotkut jopa 0,2 %; yksinkertainen ja luotettava rakenne; laaja sovellettavuus; korkea lämpötilan ja paineen kestävyys; alhaiset asennusolosuhteet. Sitä käytetään laajalti raakaöljyn ja muiden öljytuotteiden mittaamisessa. Vaihdekäytön vuoksi putkiston suurin osa on kuitenkin suurin piilevä vaara. Laitteen eteen on asennettava suodatin, jolla on rajallinen käyttöikä ja joka vaatii usein huoltoa. Tärkeimmät kotimaiset tuotantoyksiköt ovat: Kaifeng Instrument Factory, Anhui Instrument Factory jne.
3. Paine-erovirtausmittari
Paine-erovirtausmittari on mittauslaite, jolla on pitkä käyttöhistoria ja täydelliset kokeelliset tiedot. Se on virtausmittari, joka mittaa kuristuslaitteen läpi virtaavan nesteen synnyttämää staattista paine-eroa ja näyttää virtausnopeuden. Peruskokoonpano koostuu kuristuslaitteesta, paine-erosignaaliputkesta ja paine-eromittarista. Yleisimmin käytetty kuristuslaite alalla on standardoitu "standardi kuristuslaite". Esimerkiksi standardiaukko, suutin, venturisuutin ja venturiputki. Nyt kuristuslaite, erityisesti suuttimen virtausmittaus, on siirtymässä integrointiin, ja erittäin tarkka paine-erolähetin ja lämpötilakompensointi on integroitu suuttimeen, mikä parantaa huomattavasti tarkkuutta. Pitot-putkitekniikkaa voidaan käyttää kuristuslaitteen kalibrointiin verkossa. Nykyään teollisessa mittauksessa käytetään myös joitakin epästandardia kuristuslaitteita, kuten kaksoisaukkoisia, pyöreitä ja rengasmaisia aukkoisia. Nämä mittarit vaativat yleensä todellisen virtauksen kalibroinnin. Standardin mukaisen kuristuslaitteen rakenne on suhteellisen yksinkertainen, mutta sen suhteellisen korkeiden mittatoleranssi-, muoto- ja sijaintitoleranssivaatimusten vuoksi sen käsittelytekniikka on suhteellisen vaikeaa. Esimerkiksi standardin mukainen kuristuslevy on erittäin ohut levymäinen osa, joka on altis muodonmuutokselle käsittelyn aikana, ja myös suuremmat kuristuslevyt ovat alttiita muodonmuutokselle käytön aikana, mikä vaikuttaa tarkkuuteen. Kuristuslaitteen paineaukko ei yleensä ole liian suuri, ja se voi muuttaa muotoaan käytön aikana, mikä vaikuttaa mittaustarkkuuteen. Standardin mukainen kuristuslevy kuluttaa mittaukseen liittyviä rakenneosia (kuten teräviä kulmia) nesteen kitkan vuoksi sitä vasten käytön aikana, mikä heikentää mittaustarkkuutta.
Vaikka paine-erovirtausmittareiden kehitys on suhteellisen varhaista, muiden virtausmittareiden jatkuvan parantamisen ja kehittämisen sekä teollisen kehityksen virtausmittausvaatimusten jatkuvan parantamisen myötä paine-erovirtausmittareiden asema teollisessa mittauksessa on osittain korvattu edistyneillä, tarkoilla ja kätevillä virtausmittareilla.
4. Sähkömagneettinen virtausmittari
Sähkömagneettinen virtausmittari on kehitetty Faradayn sähkömagneettisen induktion periaatteen mukaisesti johtavan nesteen tilavuusvirtauksen mittaamiseksi. Faradayn sähkömagneettisen induktion lain mukaan, kun johdin katkaisee magneettikentän magneettikentän viivan, johtimeen syntyy indusoitu jännite. Sähkömotorisen voiman suuruus on yhdenmukainen johtimen voiman kanssa. Magneettikentässä magneettikenttään kohtisuorassa olevan liikkeen nopeus on verrannollinen, ja sitten putken halkaisijan ja väliaineen erotuksen mukaan se muunnetaan virtausnopeudeksi.
Sähkömagneettinen virtausmittari ja valintaperiaatteet: 1) Mitattavan nesteen on oltava johtavaa nestettä tai lietettä; 2) Mittausalueen on oltava kaliiperi ja alue, mieluiten normaali alue, joka on yli puolet koko alueesta, ja virtausnopeuden on oltava 2–4 metriä; 3) Käyttöpaineen on oltava pienempi kuin virtausmittarin paineenkestävyys; 4) Eri lämpötiloille ja syövyttäville aineille on käytettävä erilaisia vuorausmateriaaleja ja elektrodimateriaaleja.
Sähkömagneettisen virtausmittarin mittaustarkkuus perustuu tilanteeseen, jossa neste on täynnä putkea, eikä putkessa olevan ilman mittausongelmaa ole vielä ratkaistu hyvin.
Sähkömagneettisten virtausmittareiden edut: Siinä ei ole kuristusosaa, joten painehäviö on pieni ja energiankulutus pienenee. Se liittyy vain mitattavan nesteen keskinopeuteen ja mittausalue on laaja; muita väliaineita voidaan mitata vasta vesikalibroinnin jälkeen ilman korjausta, joten se soveltuu parhaiten käytettäväksi mittauslaitteena laskeutumista varten. Teknologian ja prosessimateriaalien jatkuvan parantamisen, vakauden, lineaarisuuden, tarkkuuden ja käyttöiän jatkuvan parantamisen sekä putkien halkaisijoiden jatkuvan laajenemisen ansiosta kiinteän nesteen kaksifaasisten väliaineiden mittauksessa käytetään vaihdettavia elektrodeja ja kaavinelektrodeja ongelman ratkaisemiseksi. Korkeapaineen (32MPA), korroosionkestävyyden (happo- ja emäskestävä vuoraus) väliaineen mittausongelmat sekä halkaisijan jatkuva laajeneminen (jopa 3200MM kaliiperi) ja käyttöiän jatkuva kasvu (yleensä yli 10 vuotta) tekevät sähkömagneettisista virtausmittareista yhä laajempia. Niiden hinta on myös laskenut, mutta kokonaishinta, erityisesti suurten putkien halkaisijoiden hinta, on edelleen korkea, joten niillä on tärkeä asema virtausmittareiden hankinnassa.
5. Ultraäänivirtausmittari
Ultraäänivirtausmittari on uudentyyppinen virtausmittauslaite, joka on kehitetty nykyaikana. Niin kauan kuin ääntä siirtävää nestettä voidaan mitata ultraäänivirtausmittarilla, ultraäänivirtausmittarilla voidaan mitata korkean viskositeetin omaavien nesteiden, ei-johtavien nesteiden tai kaasujen virtausta, ja sen mittaamisen periaate on: ultraääniaaltojen etenemisnopeus nesteessä vaihtelee mitattavan nesteen virtausnopeuden mukaan. Tällä hetkellä erittäin tarkat ultraäänivirtausmittarit ovat edelleen ulkomaisten tuotemerkkien, kuten japanilaisen Fujin ja yhdysvaltalaisen Kanglechuangin, suosiossa. Kotimaisia ultraäänivirtausmittareiden valmistajia ovat pääasiassa Tangshan Meilun, Dalian Xianchao, Wuhan Tailong ja niin edelleen.
Ultraäänivirtausmittareita ei yleensä käytetä painumien mittauslaitteina, eikä tuotantoa voida pysäyttää vaihtoa varten, jos paikan päällä oleva mittauspiste vaurioituu. Niitä käytetään usein tilanteissa, joissa tuotannon ohjaamiseksi tarvitaan testausparametreja. Ultraäänivirtausmittareiden suurin etu on, että niitä käytetään suurikokoisten virtausmittausten (yli 2 metrin putken halkaisija) suorittamiseen. Vaikka joitakin mittauspisteitä käytettäisiin painumien mittaamiseen, tarkkojen ultraäänivirtausmittareiden käyttö voi säästää kustannuksia ja vähentää huoltoa.
6. Massavirtausmittari
Vuosien tutkimustyön jälkeen amerikkalainen MICRO-MOTION-yritys esitteli U-muotoisen putkimassavirtausmittarin ensimmäisen kerran vuonna 1977. Tämä virtausmittari osoitti vahvan elinvoimansa heti markkinoille tulonsa jälkeen. Sen etuna on, että massavirtaussignaali voidaan mitata suoraan, eikä fysikaalisten parametrien vaikutus vaikuta siihen. Tarkkuus on ± 0,4 % mitatusta arvosta, ja jotkut voivat saavuttaa jopa 0,2 %. Se voi mitata monenlaisia kaasuja, nesteitä ja lietteitä. Se soveltuu erityisesti nestekaasun ja nesteytetyn maakaasun mittaamiseen laadukkailla kaupankäyntimateriaaleilla, joita ei voida täydentää sähkömagneettisella virtausmittarilla. Koska virtausnopeuden jakautuminen ylävirran puolella ei vaikuta siihen, ei ole tarvetta suorille putkiosuuksille virtausmittarin etu- ja takapuolella. Haittapuolena on, että massavirtausmittarilla on korkea käsittelytarkkuus ja yleensä raskas pohja, joten se on kallis. Koska ulkoinen tärinä vaikuttaa siihen helposti ja tarkkuus heikkenee, on kiinnitettävä huomiota asennuspaikan ja -menetelmän valintaan.
7. Vortex-virtausmittari
Vortex-virtausmittari, joka tunnetaan myös nimellä pyörrevirtausmittari, on tuote, joka tuli markkinoille vasta 1970-luvun lopulla. Se on ollut suosittu markkinoille tulostaan lähtien ja sitä on käytetty laajalti nesteiden, kaasujen, höyryn ja muiden väliaineiden mittaamiseen. Vortex-virtausmittari on nopeusmittari. Lähtösignaali on pulssitaajuussignaali tai standardivirtasignaali, joka on verrannollinen virtausnopeuteen, eikä siihen vaikuta nesteen lämpötila, paineen koostumus, viskositeetti tai tiheys. Rakenne on yksinkertainen, siinä ei ole liikkuvia osia, eikä mittauselementti kosketa mitattavaa nestettä. Sen ominaisuuksia ovat korkea tarkkuus ja pitkä käyttöikä. Haittapuolena on, että asennuksen aikana tarvitaan tietty suora putkiosa, eikä tavallisella tyypillä ole hyvää ratkaisua tärinään ja korkeisiin lämpötiloihin. Vortex-katumittaria on pietsosähköisiä ja kapasitiivisia tyyppejä. Jälkimmäisellä on etuja lämpötilankestävyydessä ja tärinänkestävyydessä, mutta se on kalliimpi ja sitä käytetään yleensä ylikuumennetun höyryn mittaamiseen.
8. Kohdevirtausmittari
Mittausperiaate: Kun väliaine virtaa mittausputkessa, sen oman liike-energian ja kohdelevyn välinen paine-ero aiheuttaa kohdelevyn pienen siirtymän, ja syntyvä voima on verrannollinen virtausnopeuteen. Se voi mitata erittäin pieniä virtauksia ja erittäin alhaisia virtausnopeuksia (0–0,08 M/S), ja tarkkuus voi olla jopa 0,2 %.
Julkaisun aika: 07.04.2021