Positiv deplacementmätare

En positiv deplacementmätare är en typ av flödesmätare som kräver vätska för att mekaniskt förskjuta komponenter i mätaren för flödesmätning. Flödesmätare med positiv deplacement (PD) mäter den volymetriska flödeshastigheten för en rörlig vätska eller gas genom att dela upp mediet i fasta, uppmätta volymer (ändliga inkrement eller volymer av vätskan). En grundläggande liknelse skulle vara att hålla en hink under en kran, fylla den till en inställd nivå, sedan snabbt ersätta den med en annan hink och tajma hastigheten med vilken hinkarna fylls (eller det totala antalet hinkar för det "totaliserade" flödet) . Med lämplig tryck- och temperaturkompensation kan massflödeshastigheten bestämmas exakt.

En positiv deplacementflödesmätare av typen oval kugghjul. Vätska tvingar de ingripande kugghjulen att rotera; varje rotation motsvarar en bestämd volym vätska. Att räkna varven summerar volymen och hastigheten är proportionell mot flödet.

Dessa anordningar består av en kammare som hindrar mediaflödet och en roterande eller fram- och återgående mekanism som tillåter passage av fasta volymer. Antalet paket som passerar genom kammaren bestämmer mediavolymen. Rotationshastigheten eller fram- och återgående hastigheten bestämmer flödeshastigheten. Det finns två grundläggande typer av flödesmätare med positiv deplacement. Enbart sensorsystem eller givare är switchliknande enheter som tillhandahåller elektroniska utgångar för processorer, styrenheter eller datainsamlingssystem.

Kompletta sensorsystem ger ytterligare funktioner såsom en integrerad display och/eller användargränssnitt. För båda typerna av flödesmätare med positiv deplacement inkluderar prestandaspecifikationerna det lägsta och maximala mätbara flödet, driftstryck, temperaturområde , maximalt tillåten materialviskositet, anslutningsstorlek och procentuell noggrannhet (vanligtvis som en procentandel av faktisk avläsning, inte full skala) . Leverantörer anger om enheter är utformade för att mäta vätska eller gas.

Typer

Skruvmätare

En skruvflödesmätare är sammansatt av en uppsättning skruvar (även kallade spindlar) som tillsammans med den inre strukturen i flödesmätarnas hölje bildar en mätkammare. Skruven kommer att rotera tack vare mediet som passerar genom anordningen, som sedan kommer att överföras av nämnda skruvar från ena änden till den andra änden av mätanordningen. För att detta ska kunna göras är tryckfallet väsentligt och ses som ett "nödvändigt ont". Denna rotation kan sedan registreras av en sensor som i kombination med bearbetningsenheten (mjukvara och hårdvara) kommer att kunna leverera en mätning enligt mätkammarens flödeshastighet, viskositet och storlek. med

Skruvflödesmätare är välkända för sin utmärkta linjäritet (±0,001%), utmärkta repeterbarhet (upp till 0,006%) och noggrannhet (±0,1%). De har en benägenhet att användas som metrologisk internationell referens och/eller standard av metrologiska institut, på grund av deras enastående egenskaper och tillförlitlighet. Tack vare skruvmätare kan offentliga och oberoende institut för metrologi över hela världen jämföra sina respektive arbeten, anläggningar eller kalibrera andra flödesmätare (t.ex. mastermätare) eller jämföra flödesmätares prestanda enligt olika mätprinciper.

Den första positiva deplacementskruvens flödesmätare. En KRAL flödesmätare.

Lista över offentliga och oberoende institut för metrologi som använder skruvflödesmätare som internationell referens och/eller standard:

• Australien
• Österrike
• Belgien
• Kanada
• Tjeckien
• Danmark
• Frankrike
• Tyskland
• Japan
• Mexiko
• Skottland
• Sverige
• Schweiz
• Taiwan ROC
• Nederländerna
• Storbritannien
• Vietnam

Fram- och återgående eller oscillerande kolv

Varje kolv drivs mekaniskt eller magnetiskt för att fylla en cylinder med vätskan och sedan tömma vätskan. Varje slag representerar en ändlig mätning av vätskan (kan vara en enkel- eller flerkolvsanordning).

Redskap

Växelflödesmätare förlitar sig på att interna kugghjul roterar när vätska passerar genom dem. Det finns olika typer av växelmätare som mestadels namnges efter formen på de interna komponenterna

Ovalt kugghjul

Två roterande ovala kugghjul med synkroniserade tänder ”kramar” en begränsad mängd vätska genom mätaren för varje varv.

Med ovala kugghjulsflödesmätare är två ovala kugghjul eller rotorer monterade inuti en cylinder. När vätskan strömmar genom cylindern får vätskans tryck rotorerna att rotera. När flödeshastigheten ökar, ökar även rotorernas rotationshastighet.

Kugghjul

Flödesmätare för kugghjul får sitt namn från formen på deras kugghjul eller rotorer. Dessa rotorer liknar formen av en helix, som är en spiralformad struktur. När vätskan strömmar genom mätaren kommer den in i avdelningarna i rotorerna, vilket får rotorerna att rotera. Flödeshastigheten beräknas från rotationshastigheten.

Nuterande skiva

Ytterligare information: Nutation (teknik)

En skiva monterad på en sfär "vubblas" runt en axel av vätskeflödet och varje rotation representerar en ändlig mängd vätska som överförs. En nuterande skivflödesmätare har en rund skiva monterad på en spindel i en cylindrisk kammare. Genom att spåra spindelns rörelser bestämmer flödesmätaren hur många gånger kammaren fångar och tömmer vätska. Denna information används för att bestämma flödeshastigheten.

Roterande skovel

Ett roterande pumphjul som innehåller två eller flera blad delar upp utrymmena mellan bladen i diskreta volymer och varje rotation (eller skovelpassering) räknas.

Flöde = volym av mätkammaren × RPM × 4

Diafragman

Vätska sugs in i inloppssidan av ett oscillerande membran och försvinner sedan till utloppet. Membranens oscillerande cykler räknas för att bestämma flödeshastigheten.

Fördelar och överväganden

Flödesmätare med positiv deplacement är mycket noggranna och har hög nedgång . De kan användas i mycket trögflytande , smutsiga och frätande vätskor och kräver i princip inga raka rör för vätskeflödeskonditionering även om tryckfall kan vara ett problem. De används i stor utsträckning vid förvarsöverföring av oljor och flytande vätskor (bensin) och appliceras på naturgas- och vattenmätning i bostäder. En membranmätare, som de flesta hem är utrustade med, är ett exempel på en positiv deplacementmätare. Den här typen av mätare är tilltalande i vissa tillämpningar för överföring av förvaringsflöden där det är avgörande att mätningen är funktionell för att något flöde ska kunna ske.

Flödesmätare med positiv deplacement, med invändiga avtorkningstätningar, ger det högsta differenstrycket (och därefter största tryckfallstryckförlusten) av alla typer av flödesmätare. Mätare som förlitar sig på en vätsketätning skapar ett relativt lågt tryckfall.

Positiv deplacement (PD) mätare kan mäta både vätskor och gaser. Precis som turbinmätare fungerar PD-flödesmätare bäst med rena, icke-frätande och icke-erosiva vätskor och gaser, även om vissa modeller tolererar vissa föroreningar. På grund av deras höga noggrannhet används PD-mätare i stor utsträckning i bostäder för att mäta mängden gas eller vatten som används. Andra applikationer inkluderar: kemikalieinsprutning, bränslemätning, precisionstestställ, högtryck, hydraulisk testning och liknande precisionstillämpningar.

Vissa konstruktioner kräver att endast smörjvätska mäts, eftersom rotorerna är utsatta för vätskan. PD-mätare skiljer sig från turbinmätare genom att de hanterar medel- och högviskösa vätskor bra. Av denna anledning används de ofta för att mäta flödet av hydraulvätskor . Jämfört med mätare av öppningstyp kräver PD-mätare mycket lite rakt uppströms rörsystem eftersom de inte är känsliga för ojämn flödesfördelning över rörets område. Flödesmätare med positiv deplacement kan ge bättre relativ noggrannhet vid låga flöden än flödesmätare av öppningstyp. En positiv deplacementmätare kan dock vara avsevärt tyngre och dyrare än icke-positiva förskjutningstyper som öppningsplattor, magnetiska eller vortexflödesmätare .

Se även

• Vattenmätare
• Gasmätare
• Flödesmätning
• Deplacement volymetrisk mätare