دبی سنج توربین یک دستگاه حجمی است: سرعت سیال یک روتور پره ای را می چرخاند، یک پیکاپ عبور پره را تشخیص می دهد، و الکترونیک فرکانس پالس را به نرخ جریان تبدیل می کند. FlowTمحدوده دبی سنج توربینکاربردهای مایع، اتصالات، خروجی ها و شرایط نصب مختلف را پوشش می دهد. سوال مهندسی این است که آیا کنتور می تواند عملکرد مورد نیاز را تحت شرایط فرآیند واقعی حفظ کند؟
دقت فلومتر توربین در واقع به چه معناست؟
قبل از مقایسه کنتورها، نحوه نوشته شدن مشخصات دقت را بررسی کنید. «درصد خواندن» و «درصد از مقیاس کامل» قابل تعویض نیستند. به عنوان مثال، اگر یک متر در ± 0.5٪ از قرائت مشخص شده باشد و جریان واقعی 100 L/min باشد، تلرانس بیان شده در آن نقطه ± 0.5 L/min است. اگر متر دیگری دارای مقیاس کامل 200 لیتر در دقیقه باشد و در 0.5 ± درصد مقیاس کامل مشخص شده باشد، تحمل 1.0 ± لیتر در دقیقه است حتی زمانی که فرآیند فقط با 100 لیتر در دقیقه اجرا می شود.
همچنین جدادقت, تکرارپذیری، وخطی بودن. دقت توصیف می کند که مقدار نشان داده شده چقدر به مقدار مرجع نزدیک است. تکرارپذیری نشان می‌دهد که متر چقدر نتیجه مشابه را در شرایط مکرر و بدون تغییر بازتولید می‌کند. خطی بودن توصیف می کند که چگونه فاکتور متر در محدوده جریان خود به طور ثابت رفتار می کند. اگر فاکتور، نصب یا مقدار مرجع K{4}}ش اشتباه باشد، یک متر می‌تواند به خوبی تکرار شود و همچنان بایاس باشد.
هنگام مقایسه برگه های داده، اساس مشخصات، محدوده کالیبره شده، شرایط سیال، و اینکه آیا عملکرد بیان شده در کل محدوده اعمال می شود را تأیید کنید. واحدهای جریان همچنین می توانند خطاهای مقیاس بندی ایجاد کنند. توضیح FlowT ازواحدهای دبی سنج معمولی مانند GPM، m³/h، kg/h و Nm³/hهنگام بررسی تنظیمات PLC مفید است.
چرا جریان کم معمولاً سخت ترین قسمت محدوده است
در جریان متوسط، سیال گشتاور کافی برای به حرکت درآوردن روتور تولید می کند. نزدیک به انتهای پایین محدوده، اصطکاک یاتاقان، کشش مغناطیسی و مقاومت چسبناک نسبت به نیروی هیدرولیکی که روتور را می‌چرخاند، مهم‌تر می‌شوند. پاسخ می تواند کمتر خطی شود و یک تغییر کوچک در کشیدن ممکن است درصد خطای بیشتری ایجاد کند.
به همین دلیل است که توربین متر نباید تنها از قطر لوله انتخاب شود. اگر یک فرآیند به طور معمول با سرعت 8 لیتر در دقیقه اجرا شود اما گهگاه به 40 لیتر در دقیقه برسد، یک متر بزرگ که با لوله مطابقت دارد ممکن است بیشتر عمر خود را در نزدیکی محدوده مفید خود سپری کند. برای خطوط مایع کوچک، a را ارزیابی کنیدجریان سنج توربین مایع با قطر کوچک-در برابر جریان حداقل، معمولی و حداکثر واقعی.
چگونه K-ضریب پالس ها را به جریان تبدیل می کند
ضریب K- معمولاً به صورت پالس در واحد حجم بیان می‌شود، مانند پالس/L یا پالس/گال. برای یک توربین متر خروجی پالس ساده:
نرخ جریان حجمی=فرکانس پالس ÷ K-ضریب
فرض کنید یک متر دارای ضریب K- 500 پالس در لیتر است و پیکاپ 250 پالس در ثانیه تولید می کند. دبی محاسبه شده 250 ÷ 500=0.5 L/s یا 30 L/min است. اگر توتالایزر بعداً 25000 پالس را بشمرد، حجم انباشته شده 25000 ÷ 500=50 L است.
حساب ساده است. تعیین ضریب K- صحیح نیست. فاکتور متر می تواند با جریان، ویسکوزیته، عدد رینولدز، شرایط یاتاقان و هندسه متفاوت باشد. NISTراهنمای کالیبراسیون توربین مترتوضیح می‌دهد که چرا منحنی‌های کالیبراسیون اغلب بر اساس عدد رینولدز ارزیابی می‌شوند و چرا می‌توانند-وابسته و ویسکوزیته{1}}مناطق مستقل ظاهر شوند. یک عامل اسمی K- عملکرد یکسانی را در هر شرایطی ثابت نمی کند.
برای سیستم‌های کنترل، همچنین بررسی کنید که واحدهای فاکتور K{0}}با واحدهای مهندسی در PLC، فرستنده یا کنترل‌کننده دسته مطابقت دارند. اشتباه گرفتن پالس/L با پالس/m³ یا ثانیه با دقیقه در تبدیل فرکانس، می تواند خطای بزرگی ایجاد کند حتی زمانی که خود سنسور به درستی کار می کند.
ویسکوزیته و عدد رینولدز می توانند رفتار متر را تغییر دهند
ویسکوزیته کشش روی روتور و یاتاقان ها را تغییر می دهد و عدد رینولدز را از طریق بخش اندازه گیری تغییر می دهد. این اثر اغلب در جریان کمتر قابل مشاهده است، جایی که گشتاور حرکتی روتور قبلاً محدود است. کالیبراسیون انجام شده روی آب نباید به طور خودکار فرض شود که نشان دهنده همان پاسخ متر روی روغن بسیار چسبناک تر در دمای متفاوت است.
برای خدمات سوخت، روغن، حلال یا مواد شیمیایی، ویسکوزیته تامین کننده را در دمای کارکرد، نه فقط نام سیال را در نظر بگیرید. بحث FlowT در موردتاثیر ویسکوزیته مایع بر اندازه گیری جریانپس زمینه را فراهم می کند، در حالی که یکدبی سنج توربین نفت، سوخت و دیزلهنوز باید بر اساس ویسکوزیته و محدوده جریان تایید شده اندازه شود.
خطاهای نصب می تواند یک کنتور سالم را منحرف کند
یک توربین متر به توزیع سرعت ورودی به روتور پاسخ می دهد. زانوها، سه راهی ها، کاهنده ها، پمپ ها و شیرهای نیمه بسته می توانند پروفیل های چرخشی یا سرعت نامتقارن ایجاد کنند. این اختلال می تواند سرعت روتور را بدون هیچ نقصی در داخل کنتور تغییر دهد.
قوانینی مانند 10 قطر لوله در بالادست و 5 قطر پایین دست اغلب به عنوان راهنمای شروع برای برخی از طرح ها استفاده می شود، اما آنها جهانی نیستند. اجرای مستقیم مورد نیاز به متر و اختلال بالادست بستگی دارد. دو زانو در سطوح مختلف یا یک شیر کنترل نزدیک به متر ممکن است نیاز به تهویه بیشتر از یک آرنج ملایم داشته باشد. مستندات نصب کنتور انتخاب شده را دنبال کنید و FlowT را بررسی کنیداقدامات احتیاطی نصب دبی سنج توربینقبل از اصلاح طرح لوله کشی
برای سرویس مایع، قسمت اندازه گیری را پر نگه دارید. هوای وارد شده می تواند باعث رفتار ناپایدار روتور شود. کاویتاسیون همچنین می تواند اندازه گیری را مختل کند و در صورت کاهش فشار موضعی به زیر فشار بخار، به قسمت های داخلی آسیب برساند. فشار موجود، افت فشار کنتور، سوپاپ ها و شرایط پمپ را قبل از اینکه یک سیگنال نوسان را به عنوان یک مشکل الکترونیکی در نظر بگیرید، بررسی کنید.
وضعیت مکانیکی و تمیزی سیال بر تکرارپذیری تأثیر می گذارد
توربین متر شامل قطعات متحرک است. پوسته های زنگ، بقایای جوش، الیاف، ماسه، رسوبات یا یاتاقان های آسیب دیده می توانند باعث افزایش کشش یا تداخل با تیغه ها شوند. لوله‌های جدید باید قبل از راه‌اندازی تمیز شوند و فیلتراسیون ممکن است در جایی که فرآیند بتواند ذرات را حمل کند و سازنده کنتور اجازه آن را می‌دهد، مناسب باشد.
جابجایی تدریجی ممکن است به رسوبات، سایش یاتاقان، تغییرات ویژگی سیال-یا تغییر مشخصات جریان اشاره داشته باشد. تمیز کردن، جایگزینی بلبرینگ، نتایج کالیبراسیون و تغییرات ضریب K{2}} را ضبط کنید تا بتوان پیری کنتور را از تغییر فرآیند جدا کرد. FlowTنکات تعمیر و نگهداری دبی سنج توربینیک چک لیست شروع ارائه کنید.
قبل از تغییر ضریب K- زنجیره سیگنال را بررسی کنید
یکی از ساده ترین اشتباهات تغییر ضریب K-تا زمانی که نمایشگر با ابزار دیگری مطابقت داشته باشد، است. که ممکن است مشکل واقعی را پنهان کند. از متر شروع کنید و سیگنال را به جلو دنبال کنید: روتور، پیکاپ، کابل، فرستنده یا مبدل، ورودی سرعت بالا- PLC، مقیاس‌بندی، و منطق توتالایزر.
VFDها، کابل‌های موتور، زمین ضعیف، محافظ آسیب‌دیده یا تنظیمات فیلتر ورودی{0}می‌توانند پالس‌های نادرست یا از دست رفته ایجاد کنند. فرکانس خام نزدیک به متر را با فرکانس دریافتی توسط سیستم کنترل مقایسه کنید. اگر سیگنال محلی پایدار است اما کل PLC اشتباه است، قبل از کالیبره کردن مجدد، مقیاس بندی را بررسی کنید. مقاله FlowT درتفاوت های بزرگ در شمارش دبی سنجزمانی مرتبط است که نرخ و کل موافق نباشند.
در مواردی که پاسخ سریع پالس برای دسته بندی یا کنترل تجهیزات اهمیت دارد، سنسور، پیکاپ و الکترونیک گیرنده باید فرکانس مورد نیاز را پشتیبانی کنند. الفسرعت-پالس پاسخ-جریان سنج توربین خروجیممکن است مناسب باشد، اما کل زنجیره سیگنال همچنان باید به عنوان یک سیستم بررسی شود.
نحوه کالیبره کردن دبی سنج توربین
هیچ فاصله کالیبراسیون جهانی وجود ندارد. فرکانس مناسب به بحرانی بودن فرآیند، پایداری تاریخی، شدت عملیات، الزامات نظارتی یا کیفیت و پیامدهای اندازه‌گیری نادرست بستگی دارد. کالیبراسیون مجدد نیز باید پس از تعویض روتور یا یاتاقان، رانش غیرقابل توضیح، تغییرات عمده لوله کشی یا تغییر قابل توجه در سیال اندازه گیری شده در نظر گرفته شود.
یک کالیبراسیون چند نقطه‌ای عملی معمولاً از این منطق پیروی می‌کند:
- محدوده مورد نیاز را تعریف کنید.نقاط کالیبراسیون را انتخاب کنید که حداقل، معمولی و حداکثر شرایط عملیاتی را نشان می‌دهند نه اینکه فقط در مقیاس کامل آزمایش شوند.
- جریان مرجع را تثبیت کنید.کنتور را بر اساس یک استاندارد مرجع یا پروور مناسب تحت شرایط کنترل شده اجرا کنید.
- حجم مرجع یا جریان و پالس های متر را ضبط کنید.به جای تکیه بر یک مقدار کلی، ضریب K- را در هر نقطه آزمایش محاسبه کنید.
- تکرارپذیری و خطی بودن را بررسی کنید.اجرای مکرر به نشان دادن تصادفی یا سیستماتیک بودن انحراف کمک می کند.
- نتیجه را به درستی اعمال کنید.بسته به تجهیزات الکترونیکی و عملکرد مورد نیاز، از یک ضریب K میانگین تأیید شده، یک ضریب تصحیح شده، یا خطی‌سازی چند نقطه‌ای استفاده کنید.
- نتیجه را مستند کنید.داده‌ها، شرایط آزمایش، تجهیزات مرجع، عدم قطعیت، و اطلاعات ردیابی را به‌صورت-یافته‌شده و به‌عنوان-به‌جا نگه دارید.
برای رویه و اصطلاحات گسترده تر، به FlowT مراجعه کنیدنمای کلی کالیبراسیون فلومترو بحث آن ازروش های کالیبراسیون جریان مایع و قابلیت ردیابی. هنگامی که به یک کالیبراسیون معتبر نیاز است، تأیید کنید که محدوده آزمایشگاه محدوده جریان و روش مورد نیاز را پوشش می دهد.ISO/IEC 17025الزامات مربوط به صلاحیت، بی طرفی و عملکرد ثابت آزمایشگاه های آزمایش و کالیبراسیون را تعریف می کند.
جدول عیب یابی دبی سنج توربین
| علامت | علل احتمالی | ابتدا بررسی کنید |
|---|---|---|
| خواندن به طور مداوم بالا است | چرخش، ضربان، گاز محبوس شده، واحدهای ضریب K نادرست، پالس‌های کاذب | لوله‌کشی بالادست، فرکانس خام، مقیاس‌بندی PLC |
| خواندن به طور مداوم کم است | کشش یاتاقان، آلودگی، پالس های از دست رفته، متر بزرگ، عملکرد زیر محدوده مفید | وضعیت روتور، حداقل جریان، سیگنال پیکاپ |
| خواندن ناپایدار | هوا، کاویتاسیون، پمپ ضربانی، صدای الکتریکی، حرکت سریع دریچه | پر بودن لوله، فشار، رفتار پمپ، محافظ |
| توتالایزر با محاسبه نرخ متفاوت است | مقیاس‌بندی پالس، خطای پایه-زمان، فیلتر ورودی، شمارش از دست رفته | K{0}}واحدهای فاکتور و تنظیم شمارنده PLC |
| جابجایی تدریجی در طول زمان | سایش یاتاقان، رسوبات، تغییر خواص سیال{0}}، اصلاح لوله کشی | تاریخچه نگهداری و کالیبراسیون |
چه زمانی یک دبی سنج توربین انتخاب مناسبی است؟
فن‌آوری توربین برای سیالات تمیز، تک فاز و با گرانروی نسبتاً پایین-که در آنها تکرارپذیری، پاسخ سریع و کلی‌سازی پالس اهمیت دارد، قوی‌ترین است. کاربردهای معمولی شامل آب تمیز، سوخت های سبک، حلال ها، بچینگ و دکل های آزمایشی است. در مکان های خطرناک، الزامات الکتریکی و محفظه نیز باید تایید شود. یکدبی سنج توربین ضد انفجار صنعتی-تنها بخشی از نصب است.
یک توربین متر معمولاً برای دوغاب های ساینده، مایعات به شدت آلوده، ویسکوزیته بسیار متغیر، جریان دو فاز شدید، یا کاربردهایی که قطعات متحرک نامطلوب هستند، مناسب نیست. همچنین مهم است که هنگام تعیین هدف اندازه گیری، جریان حجمی و جریان جرمی را اشتباه نگیرید. FlowTمقایسه جریان جرمی در مقابل جریان حجمیتوضیح می دهد که چگالی و شرایط عملیاتی معنای کمیت گزارش شده را تغییر می دهند. برای پروژه هایی که خود فن آوری متر هنوز بلاتکلیف است،راهنمای اندازه گیری جریان و انتخاب کنتورمقایسه گسترده تری ارائه می دهد.
سوالات متداول
دبی سنج توربین چه دقتی می تواند بدست آورد؟
هیچ مقدار دقت واحدی برای هر توربین متر وجود ندارد. این بستگی به مدل، محدوده جریان، اساس مشخصات، کالیبراسیون، خواص سیال و نصب دارد. همیشه بررسی کنید که آیا رقم بیان شده درصد خواندن است یا درصد مقیاس کامل و اینکه آیا در تمام محدوده عملیاتی اعمال می شود.
چرا دبی سنج توربین من در دبی کم دقیق نیست؟
در جریان کم، گشتاور حرکتی روتور{0}}در مقایسه با اصطکاک یاتاقان، کشش مغناطیسی و مقاومت چسبناک کوچک می‌شود. بنابراین یک متر بزرگ می تواند خارج از بهترین منطقه خطی خود عمل کند حتی اگر اتصال لوله درست باشد.
آیا می توانم با تغییر ضریب K- یک خوانش بد را اصلاح کنم؟
فقط پس از تایید علت. تصحیح ضریب AK نمی‌تواند چرخش، هوا در خط، کشیدن یاتاقان، پالس‌های از دست رفته یا مقیاس‌بندی نادرست PLC را تعمیر کند. ابتدا فرآیند، مکانیک و زنجیره سیگنال را بررسی کنید.
از چند نقطه کالیبراسیون باید استفاده کرد؟
این عدد باید محدوده عملیاتی و عدم قطعیت مورد نیاز را منعکس کند. برای اندازه‌گیری وسیع-یا بحرانی، چندین نقطه از جریان کم تا جریان زیاد بیشتر از یک نقطه نزدیک مقیاس کامل هستند زیرا تکرارپذیری و خطی بودن فاکتور K را در سراسر محدوده نشان می‌دهند.
آیا ویسکوزیته بر دقت دبی متر توربین تأثیر می گذارد؟
بله. ویسکوزیته باعث تغییر درگ روتور و یاتاقان و تغییر عدد رینولدز می شود. این اثر می تواند در جریان کم قابل توجه تر شود، بنابراین ویسکوزیته سیال در دمای عملیاتی باید در طول بررسی اندازه و کالیبراسیون در نظر گرفته شود.
دبی سنج توربین به چه مقدار لوله مستقیم نیاز دارد؟
هیچ ارزش جهانی وجود ندارد. الزامات به طراحی کنتور و اختلالات بالادست بستگی دارد. قوانین اجرای مستقیم{2}}متداول می توانند نقطه شروع مفیدی باشند، اما مستندات نصب مدل انتخاب شده باید بر طرح نهایی حاکم باشد.
غذای آماده نهایی
دقت فلومتر توربین یک نتیجه سیستم است، نه فقط یک شماره صفحه داده. با درک اینکه چگونه مشخصات دقت تعریف شده است شروع کنید. اندازه کنتور را از دبی حداقل، معمولی و حداکثر به جای اندازه خط به تنهایی تنظیم کنید. ویسکوزیته و دمای عملیاتی را تأیید کنید، روتور را در برابر آلودگی محافظت کنید، مشخصات جریان قابل قبولی ارائه دهید و مطمئن شوید که منطق پردازش -واحدهای ضریب K و پالس{4}} صحیح هستند.
اگر یک متر نصب شده شروع به خواندن اشتباه کرد، به جای اینکه ابتدا ضریب K-را تنظیم کنید، از فرآیند به سمت سیستم کنترل عیب یابی کنید. برای یک برنامه جدید، سیال، محدوده جریان، ویسکوزیته، دما، فشار، اندازه لوله، اتصال، خروجی، دقت مورد نیاز، منطقه خطرناک-و اجرای مستقیم موجود را ارائه کنید. این جزئیات به اندازه گیری متر برای محدوده مفید آن اجازه می دهد تا صرفاً برای لوله.
