Tipos de medidores de flujo existentes: ventajas y desventajas.

Principio de funcionamiento del medidor de flujo ultrasónico

Las mediciones se llevan a cabo midiendo la diferencia en el tiempo de tránsito de las señales de ultrasonido de los sensores (emisores / receptores). La diferencia de tiempo resultante del paso de la señal a través del canal de medición es directamente proporcional al caudal medio del líquido / gas. Sobre la base de esta diferencia de tiempo, el caudal volumétrico del líquido o gas medido se calcula sobre la base de leyes acústicas. En el diagrama de abajo.

• t1, t 2 - el tiempo de propagación del pulso ultrasónico a lo largo del flujo y contra el flujo
• La es la longitud de la parte activa del canal acústico
• Ld es la distancia entre las membranas PEP
• C es la velocidad del ultrasonido en aguas tranquilas
• V es la velocidad de movimiento del agua en la tubería
• a - ángulo de acuerdo con la Figura 1.
• PEP1, PEP2 - sensor piezoeléctrico

Los sensores de sonda fabricados por AC Electronics tienen varias modificaciones, con una señal de salida mejorada, sensores con protección contra polvo y humedad IP68, para altas temperaturas de +200 grados, para líquidos corrosivos, etc. Existe una gran selección de fabricantes de medidores de flujo, pero nosotros Me gustaría destacar que AC Electronics, que ha estado produciendo medidores de flujo 800 durante más de 20 años, se ha establecido como un fabricante de dispositivos confiable y de alta calidad.

Caudalímetros ultrasónicos: modelos modernos

US-800; ECHO-R-02 (flujo libre); GEOSTREAM 71 (Doppler); VIRS-U; AKRON-01 (01C, 01P); AKRON-02; DNEPR-7; ULTRAFLOW 54; MULTICAL 62; ULTRAHEAT T150 / 2WR7; KARAT-RS; KARAT-520; IRVIKON SV-200; RUS-1, -1A, -1M, -Exi; PRAMER-510; UFM 001; UFM 005; UFM 3030; GOOY-5; RISE URSV-5XX C; SUBIR URSV-510V C; RISE URSV-322-XXX; RISE URSV-311; SUBIR URSV-PPD-Ex-2XX; RISE URSV-1XX C; SUBIR RSL-212, -222; SUBIDA DE RBP; ASCENSO DE PRC; SONO 1500 CT; StreamLux SLS-700P (dispositivo de mano portátil); StreamLux SLS-700F (carta de porte); SOFREL LT-US; ETALON-RM; UVR-011-Du25 ... 7000 (Ex, HART); PRAMER-517; StreamLux SLD-800F / 800P; Streamlux SLD-850F, -850P; StreamLux SLO-500F.

Los medidores de flujo portátiles incluyen medidores de flujo como algunos modelos: Akron, Dnepr, StreamLux, etc.

Caudalímetros electromagnéticos

El dispositivo de los caudalímetros electromagnéticos se basa en la ley de inducción electromagnética, conocida como ley de Faraday. Cuando un líquido conductor, como el agua, pasa a través de las líneas de fuerza de un campo magnético, se induce una fuerza electromotriz. Es proporcional a la velocidad de movimiento del conductor y la dirección de la corriente es perpendicular a la dirección de movimiento del conductor.

En los caudalímetros electromagnéticos, el fluido fluye entre los polos de un imán, creando una fuerza electromotriz. El dispositivo mide el voltaje entre dos electrodos, calculando así el volumen de líquido que pasa por la tubería. Este es un método confiable y preciso, porque el dispositivo en sí no afecta la velocidad de flujo del líquido y, debido a la ausencia de partes móviles, el equipo es duradero.

Ventajas de los caudalímetros electromagnéticos:

• Costo moderado.
• No hay partes móviles o estacionarias en la sección transversal.
• Amplio rango dinámico de medidas.

Desventajas:

• El rendimiento del dispositivo se ve afectado por la precipitación magnética y conductora.

El principio de funcionamiento de un caudalímetro electromagnético.

Tipos de caudalímetros

Medidores de flujo mecánicos: medidores de alta velocidad, medidores volumétricos, medidores de caudal de paletas, caudalímetros de engranajes, tanque y cronómetro

Caudalímetros de palanca pendular.

Caudalímetros de presión diferencial variable: caudalímetros con dispositivos de restricción, tubo de Pitot, caudalímetros con resistencia hidráulica, con cabezal de presión, con amplificador de presión, chorro de choque, caudalímetros centrífugos.

Caudalímetros de presión diferencial constante: rotámetros.

Caudalímetros ópticos: caudalímetros láser.

Medidores de flujo ultrasónicos: pulso de tiempo ultrasónico, cambio de fase ultrasónico, Doppler ultrasónico, correlación ultrasónica.

Caudalímetros electromagnéticos.

Medidores de flujo Coriolis.

Caudalímetros de vórtice.

Caudalímetros térmicos: caudalímetros de capa límite térmica, calorimétricos.

Medidores de flujo de precisión.

Los caudalímetros térmicos son aquellos que se basan en la medición del efecto dependiente del caudal de la acción térmica sobre una corriente o un cuerpo en contacto con la corriente. La mayoría de las veces se utilizan para medir el flujo de gas y con menos frecuencia para medir el flujo de líquido.

Los caudalímetros térmicos se distinguen por:

· Método de calentamiento;

· Ubicación del calentador (fuera o dentro de la tubería);

· La naturaleza de la relación funcional entre el caudal y la señal medida.

El método de calentamiento óhmico eléctrico es el principal; el calentamiento inductivo casi nunca se usa en la práctica. Además, en algunos casos, se utiliza el calentamiento mediante un campo electromagnético y un portador de calor líquido.

Por la naturaleza de la interacción térmica con el flujo, los medidores de flujo térmico se subdividen en:

· calorimétrico

(con calentamiento óhmico eléctrico, el calentador está ubicado dentro de la tubería);

· termoconvectivo

(el calentador está ubicado fuera de la tubería);

· termo-anemométrico

.

Tengo calorimétrico

y
termoconvectivo
los caudalímetros miden la diferencia de temperatura AT de gas o líquido (a potencia de calentamiento constante W) o potencia W (a ΔТ == const). Los anemómetros de hilo caliente miden la resistencia R del cuerpo calentado (a corriente constante i) o la corriente i (a R = constante).

Anemométrica de hilo caliente

los instrumentos para medir los caudales locales aparecieron antes que otros. Los caudalímetros calorimétricos calentados internamente, que aparecieron más tarde, no encontraron un uso notable. Posteriormente, se comenzaron a desarrollar medidores de flujo termoconvectivos que, debido a la disposición externa del calentador, se utilizan cada vez más en la industria.

Termoconvectivo

Los caudalímetros se dividen en cuasi-calorimétricos (se mide la diferencia en las temperaturas de flujo o potencia calorífica) y capa límite térmica (se mide la diferencia de temperatura de la capa límite o la potencia calorífica correspondiente). Se utilizan para medir caudales principalmente en tuberías de pequeño diámetro de 0,5-2,0 a 100 mm. Para medir el caudal en tuberías de gran diámetro, se utilizan tipos especiales de caudalímetros termoconvectivos:

· Parcial con calentador en la tubería de bypass;

· Con sonda de calor;

· Con calentamiento externo de una sección limitada de la tubería.

La ventaja de los caudalímetros calorimétricos y termoconvectivos es la invariabilidad de la capacidad calorífica de la sustancia que se mide al medir el caudal másico. Además, no hay contacto con la sustancia medida en los medidores de flujo termoconvectivos, que también es su ventaja significativa. La desventaja de ambos caudalímetros es su alta inercia. Para mejorar el rendimiento, se utilizan circuitos correctivos, así como calentamiento por pulsos. Los anemómetros de hilo caliente, a diferencia de otros caudalímetros térmicos, tienen una respuesta muy rápida, pero sirven principalmente para medir velocidades locales. El error reducido de los medidores de flujo termoconvectivos generalmente se encuentra dentro de ± (l, 5-3)%, para medidores de flujo calorimétricos ± (0.3-1)%.

Los caudalímetros térmicos calentados por un campo electromagnético o un portador de calor líquido se utilizan con mucha menos frecuencia. El campo electromagnético se crea utilizando emisores de energía de alta frecuencia, ultra alta frecuencia o infrarrojos. La ventaja de los primeros caudalímetros térmicos con calentamiento por campo electromagnético es su inercia relativamente baja. Están destinados principalmente a electrolitos y dieléctricos, así como a líquidos agresivos selectivamente grises.Los caudalímetros con un portador de calor líquido se utilizan en la industria para medir el caudal de lechadas, así como para medir el caudal de los flujos de gas-líquido.

El límite de temperatura para el uso de medidores de flujo termoconvectivos es de 150-200 ° C, pero en casos raros puede alcanzar los 250 ° C. Cuando se calienta mediante un campo electromagnético o un portador de calor líquido, este límite se puede aumentar a 450 ° C.

Medidores de flujo calorimétrico

Figura 1 - Medidor de flujo calorimétrico

(a - diagrama esquemático; b - distribución de temperatura; c - dependencia de ΔT del caudal QM en W = const)

Los caudalímetros calorimétricos se basan en la dependencia de la potencia calorífica de la diferencia de temperatura media másica del caudal. El caudalímetro calorimétrico consta de un calentador 3, que se encuentra dentro de la tubería, y dos convertidores térmicos 1 y 2 para medir temperaturas antes de T1 y después de T2 del calentador. Los convertidores térmicos suelen estar ubicados a distancias iguales (l1 = 1g) del calentador. La distribución de las temperaturas de calentamiento depende del consumo de la sustancia. En ausencia de flujo, el campo de temperatura es simétrico (curva I), y cuando aparece, se viola esta simetría. A caudales bajos, la temperatura T1 cae más fuertemente (debido al influjo de materia fría) que la temperatura T2, que puede incluso aumentar con caudales bajos (curva II). Como resultado, al principio, a medida que aumenta el caudal, aumenta la diferencia de temperatura ΔT = Т2 - Т1. Pero con un aumento suficiente del caudal QM, la temperatura T1 se volverá constante, igual a la temperatura de la sustancia entrante, mientras que T2 descenderá (curva III). En este caso, la diferencia de temperatura ΔT disminuirá al aumentar el caudal QM. El crecimiento de ΔT a valores bajos de Qm es casi proporcional al caudal. Entonces este crecimiento se ralentiza, y después de alcanzar el máximo de la curva, ΔТ comienza a caer según la ley hiperbólica. En este caso, la sensibilidad del dispositivo disminuye al aumentar el caudal. Sin embargo, si ΔT = constante se mantiene automáticamente cambiando la potencia de calefacción, entonces habrá una proporcionalidad directa entre el caudal y la potencia, con la excepción de la región de velocidades bajas. Esta proporcionalidad es una ventaja de este método, pero el dispositivo del medidor de flujo resulta ser más complejo.

El caudalímetro calorimétrico se puede calibrar midiendo la potencia calorífica ΔT. Esto requiere, en primer lugar, un buen aislamiento de la sección de tubería donde se encuentra el calentador, así como una temperatura baja del calentador. Además, tanto el calentador como los termistores para medir T1 y T2 están hechos de tal manera que se superponen uniformemente con la sección transversal de la tubería. Esto se hace para asegurar que la diferencia de temperatura promedio de masa ΔТ se mida correctamente. Pero al mismo tiempo, las velocidades en diferentes puntos de la sección son diferentes, por lo tanto, la temperatura promedio sobre la sección no será igual a la temperatura promedio del flujo. Entre el calentador y el convertidor térmico para medir T2 se coloca un remolino que consta de una fila de palas inclinadas, lo que proporciona un campo de temperatura uniforme en la salida. El mismo remolino ubicado antes del calentador eliminará su intercambio de calor con el convertidor térmico.

Si el dispositivo está diseñado para medir caudales altos, entonces la diferencia de temperatura ΔТ en Qmax se limita a 1-3 ° para evitar un alto consumo de energía. Los caudalímetros calorimétricos se utilizan únicamente para medir caudales de líquidos muy bajos, ya que la capacidad calorífica de los líquidos es mucho mayor que la de los gases. Básicamente, estos dispositivos se utilizan para medir el flujo de gas.

Los medidores de flujo calorimétricos con calefacción interna no se utilizan ampliamente en la industria debido a la baja confiabilidad de operación en las condiciones de operación de los calentadores y convertidores térmicos ubicados dentro de la tubería. Se utilizan para diversos trabajos de investigación y experimentación, así como instrumentos ejemplares para comprobar y calibrar otros caudalímetros.Al medir el flujo másico, estos dispositivos se pueden calibrar midiendo la potencia W y la diferencia de temperatura ΔT. Utilizando caudalímetros calorimétricos con calentamiento interno, es posible proporcionar una medición de caudal con un error relativo reducido de ± (0,3-0,5)%.

Medidores de convección térmica

La convección térmica son medidores de flujo térmico, en los que el calentador y el convertidor térmico están ubicados fuera de la tubería y no insertados en el interior, lo que aumenta significativamente la confiabilidad operativa de los medidores de flujo y los hace convenientes para su uso. La transferencia de calor del calentador a la sustancia medida se realiza por convección a través de la pared de la tubería.

Las variedades de caudalímetros termoconvectivos se pueden agrupar en los siguientes grupos:

1.caudalímetros cuasi-calorimétricos:

o con disposición simétrica de convertidores térmicos;

o con un calentador combinado con un convertidor térmico;

o con calefacción directamente a la pared de la tubería;

o con una disposición asimétrica de convertidores térmicos.

2. caudalímetros que miden la diferencia de temperatura de la capa límite;

3. tipos especiales de caudalímetros para tuberías de gran diámetro.

Para los dispositivos del primer grupo, las características de calibración, así como para los caudalímetros calorimétricos (ver Fig.1), tienen dos ramas: ascendente y descendente, y para los dispositivos del segundo grupo, solo una, desde su transductor de temperatura inicial T está aislado de la sección de calentamiento de la tubería. Los caudalímetros cuasi-calorimétricos se utilizan principalmente para tuberías de pequeño diámetro (de 0,5 a 1,0 mm y superiores).

Cuanto mayor es el diámetro de la tubería, menos se calienta la parte central del flujo, y el dispositivo mide cada vez más solo la diferencia de temperatura de la capa límite, que depende de su coeficiente de transferencia de calor y, por tanto, del caudal [1]. En diámetros pequeños, se calienta todo el flujo y se mide la diferencia de temperatura del flujo en ambos lados del calentador, como en los caudalímetros calorimétricos.

Termoanemómetros

Los anemómetros de hilo caliente se basan en la relación entre la pérdida de calor de un cuerpo calentado continuamente y la velocidad del gas o líquido en el que se encuentra este cuerpo. El objetivo principal de los anemómetros de hilo caliente es medir la velocidad local y su vector. También se utilizan para medir el caudal cuando se conoce la relación entre los caudales locales y medios. Pero existen diseños de anemómetros de hilo caliente diseñados específicamente para medir el flujo.

La mayoría de los anemómetros de hilo caliente son del tipo termoconductor con una corriente de calentamiento estable (se mide la resistencia eléctrica del cuerpo, que es una función de la velocidad) o con una resistencia constante del cuerpo calentado (se mide la corriente de calentamiento, que debe aumentar al aumentar la velocidad del flujo). En el primer grupo de convertidores termoconductores, la corriente de calentamiento se usa simultáneamente para la medición, y en el segundo, las corrientes de calentamiento y medición están separadas: una corriente de calentamiento fluye a través de una resistencia y la corriente requerida para la medición fluye a través de la otra.

Las ventajas de los anemómetros de hilo caliente incluyen:

· Amplia gama de velocidades medidas;

· Respuesta de alta velocidad, que permite medir velocidades que varían con una frecuencia de varios miles de hercios.

La desventaja de los anemómetros de hilo caliente con elementos sensibles al hilo es la fragilidad y un cambio en la calibración debido al envejecimiento y la recristalización del material del hilo.

Caudalímetros térmicos con radiadores

Debido a la alta inercia de los considerados calorimétricos y termoconvectivos, se propusieron y desarrollaron medidores de flujo térmico en los que el flujo se calienta utilizando la energía de un campo electromagnético de alta frecuencia HF (alrededor de 100 MHz), una ultra alta frecuencia de microondas. (aproximadamente 10 kHz) y el rango de infrarrojos del IR.

En el caso de calentar el flujo utilizando la energía de un campo electromagnético de alta frecuencia, se instalan dos electrodos fuera de la tubería para calentar el líquido que fluye, al que se suministra voltaje de alta frecuencia desde una fuente (por ejemplo, un potente generador de lámpara ). Los electrodos junto con el líquido entre ellos forman un condensador. La potencia liberada en forma de calor en el volumen de un líquido en un campo eléctrico es proporcional a su frecuencia y depende de las propiedades dieléctricas del líquido.

La temperatura final depende de la velocidad de movimiento del líquido y disminuye con el aumento de este último, lo que permite juzgar el caudal midiendo el grado de calentamiento del líquido. A una velocidad muy alta, el líquido ya no tiene tiempo de calentarse en un condensador de tamaño limitado. En el caso de medir el caudal de soluciones de electrolitos, es recomendable medir el grado de calentamiento midiendo la conductividad eléctrica del líquido, ya que depende en gran medida de la temperatura. Esto logra la velocidad más alta del medidor de flujo. Los dispositivos utilizan el método de comparar la conductividad eléctrica en un tubo donde fluye un líquido, y en un recipiente cerrado similar con electrodos, donde el mismo líquido está a temperatura constante [1]. El circuito de medida consta de un generador de alta frecuencia, que suministra tensión a través de condensadores de aislamiento a dos circuitos oscilatorios. Un condensador con un líquido que fluye está conectado en paralelo a uno de ellos, y un condensador con un líquido estacionario está conectado al otro. Un cambio en el caudal de un líquido estacionario provocará un cambio en la caída de tensión en uno de los circuitos y, en consecuencia, en la diferencia de tensión entre ambos circuitos, que se mide. Este esquema se puede aplicar a los electrolitos.

Figura 2 - Convertidor de caudalímetro térmico con emisor de microondas.

El calentamiento de alta frecuencia también se usa para fluidos dieléctricos, basado en la dependencia de la constante dieléctrica del fluido con la temperatura. Cuando se usa para calentar el flujo de un campo de frecuencia ultra alta, se suministra con la ayuda de una guía de ondas tubular a un tubo a través del cual se mueve la sustancia medida.

La figura 2 muestra un transductor para dicho caudalímetro. El campo generado por un magnetrón continuo 3 del tipo M-857 con una potencia de 15 W se alimenta a través de una guía de ondas 2. La parte inicial de la guía de ondas para enfriamiento está equipada con aletas 12. El líquido medido se mueve a través de un tubo fluoroplástico 1 (diámetro interior 6 mm, espesor de pared 1 mm). El tubo 1 está conectado a las boquillas de entrada 5 por medio de boquillas 4. Parte del tubo 1 pasa por el interior de la guía de ondas 2. En el caso de líquidos polares, el tubo 1 cruza la guía de ondas 2 en un ángulo de 10-15 °. En este caso, la reflexión de la energía de campo por la pared del tubo y por el flujo de fluido será mínima. En el caso de un líquido débilmente polar, para aumentar su cantidad en el campo electromagnético, el tubo 1 se coloca en la guía de ondas paralelo a su eje. Para controlar el grado de calentamiento del líquido fuera del tubo, se colocan convertidores capacitivos 6, los cuales están incluidos en los circuitos oscilatorios de dos generadores de alta frecuencia 7 y 8. Las señales de estos generadores se alimentan a la unidad mezcladora 9, desde donde se toma la frecuencia de diferencia de los latidos de las señales de entrada. La frecuencia de estas señales depende del caudal. El transductor de flujo se monta en la placa 10 y se coloca en una carcasa protectora de blindaje 11. La frecuencia del generador de campo de microondas se selecciona al valor máximo y la frecuencia de los generadores de medición 7 y 8 al valor mínimo de la pérdida dieléctrica. tangente tgδ.

Figura 3 - Convertidor de caudalímetro térmico con emisor de infrarrojos

La figura 3 muestra un transductor para un medidor de flujo térmico con una fuente de luz infrarroja. Como fuente de radiación IR, se utilizaron lámparas de yodo de cuarzo de pequeño tamaño del tipo KGM, que pueden crear grandes flujos de radiación específicos (hasta 40 W / cm2).Un tubo 2 de vidrio de cuarzo (transparente a la radiación infrarroja) se conecta a dos boquillas 1 mediante juntas 3, alrededor de las cuales se colocan herméticamente lámparas de calefacción 4 con pantallas 5 cubiertas con una capa de plata y enfriadas con agua. Gracias a la capa plateada, las pantallas reflejan bien los rayos, lo que concentra la energía de la radiación y reduce su pérdida al medio ambiente. La diferencia de temperatura se mide con una termopila diferencial 6, cuyas juntas se encuentran en la superficie exterior de las boquillas 1. Toda la estructura está colocada en una carcasa termoaislante 7. La inercia de los emisores de cuarzo-yodo no es más de 0,6 s.

El error de medición de estos caudalímetros no supera el ± 2,5%, la constante de tiempo está dentro de los 10–20 s. Los emisores de microondas e infrarrojos son adecuados solo para diámetros de tubería pequeños (no más de 10 mm) y principalmente para líquidos. No son adecuados para gases monoatómicos.

Medidor de flujo de líquido ultrasónico US-800

Ventajas: poca o ninguna resistencia hidráulica, fiabilidad, velocidad, alta precisión, inmunidad al ruido. El dispositivo también funciona con líquidos a alta temperatura. AC Electronics Company produce sondas PEP de alta temperatura a +200 grados.

Desarrollado teniendo en cuenta las peculiaridades del funcionamiento en la Federación de Rusia. Tiene protección incorporada contra sobretensión y ruido de la red. ¡El convertidor primario está hecho de acero inoxidable!

Se produce con transductores ultrasónicos listos para usar para diámetros: ¡de 15 a 2000 mm! Todas las conexiones de brida están de acuerdo con GOST 12820-80.

¡Especialmente creado e ideal para su uso en servicios públicos de agua, sistemas de calefacción, viviendas y servicios comunes, energía (CHP), industria!

Tenga en cuenta que es necesario operar los medidores de flujo y realizar el mantenimiento de acuerdo con el manual de operación.

El caudalímetro-contador US800 tiene un certificado RU.C.29.006.A No. 43735 y está registrado en el Registro Estatal de Instrumentos de Medición de la Federación de Rusia con el No. 21142-11

Si se usa en áreas sujetas a supervisión y control estatal en la Federación de Rusia, el dispositivo de medición está sujeto a inspección por parte de los organismos del Servicio Metrológico Estatal.

Características del error de los caudalímetros ultrasónicos US800.

** Qmin es el caudal mínimo; QP - caudal transitorio; Qmax - caudal máximo

Tabla de características del caudal volumétrico de líquido de caudalímetros ultrasónicos US-800

Preparar el dispositivo para su funcionamiento y tomar medidas

1.

Retire el dispositivo del embalaje. Si el dispositivo se lleva a una habitación cálida desde una fría, es necesario dejar que el dispositivo se caliente a temperatura ambiente durante al menos 2 horas.

2.

Cargue las baterías conectando el adaptador de red al dispositivo. El tiempo de carga de una batería completamente descargada es de al menos 4 horas. Para aumentar la vida útil de la batería, se recomienda realizar una descarga completa una vez al mes antes de que el dispositivo se apague automáticamente y luego se cargue por completo.

3.

Conecte la unidad de medida y la sonda de medida con un cable de conexión.

4.

Si el dispositivo está equipado con un disco de software, instálelo en la computadora. Conecte el dispositivo a un puerto COM libre de la computadora con los cables de conexión apropiados.

5.

Encienda el dispositivo presionando brevemente el botón "Seleccionar".

6.

Cuando el dispositivo está encendido, se realiza una autocomprobación del dispositivo durante 5 segundos. En presencia de fallas internas, el dispositivo en el indicador señala el número de la falla, acompañado de una señal de sonido. Después de la prueba exitosa y la finalización de la carga, el indicador muestra el valor actual de la densidad de flujo de calor. En la sección se proporciona una explicación de las fallas de prueba y otros errores en el funcionamiento del dispositivo.
6
de este manual de funcionamiento.

7.

Después de su uso, apague el dispositivo presionando brevemente el botón "Seleccionar".

8.

Si tiene la intención de almacenar el dispositivo durante un período prolongado (más de 3 meses), retire las baterías del compartimento de la batería.

A continuación se muestra un diagrama de conmutación en el modo "Ejecutar".

Preparación y realización de medidas durante ensayos de ingeniería térmica de estructuras de cerramiento.

1. La medición de la densidad de los flujos de calor se realiza, por regla general, desde el interior de las estructuras de cerramiento de edificios y estructuras.

Se permite medir la densidad de los flujos de calor desde el exterior de las estructuras de cerramiento si es imposible medirlos desde el interior (ambiente agresivo, fluctuaciones de los parámetros del aire), siempre que se mantenga una temperatura estable en la superficie. El control de las condiciones de intercambio de calor se realiza mediante una sonda de temperatura y medios para medir la densidad del flujo de calor: cuando se mide durante 10 minutos. sus lecturas deben estar dentro del error de medición de los instrumentos.

2. Se seleccionan áreas de la superficie específicas o características de toda la estructura de cerramiento probada, dependiendo de la necesidad de medir la densidad de flujo de calor local o promedio.

Las áreas seleccionadas para las mediciones en la estructura de cerramiento deben tener una capa superficial del mismo material, el mismo tratamiento y condición de la superficie, tener las mismas condiciones para la transferencia de calor radiante y no deben estar en las inmediaciones de elementos que puedan cambiar la dirección y el valor. de los flujos de calor.

3. Las áreas de la superficie de las estructuras de cerramiento, en las que se instala el convertidor de flujo de calor, se limpian hasta eliminar la rugosidad visible y táctil.

4. El transductor se presiona firmemente sobre toda su superficie a la estructura envolvente y se fija en esta posición, asegurando un contacto constante del transductor de flujo de calor con la superficie de las áreas investigadas durante todas las mediciones posteriores.

Al fijar el transductor entre este y la estructura envolvente, no se permiten espacios de aire. Para excluirlos en la superficie en los puntos de medición, se aplica una fina capa de vaselina técnica, cubriendo las irregularidades de la superficie.

El transductor puede fijarse a lo largo de su superficie lateral mediante una solución de estuco, vaselina técnica, plastilina, una varilla con resorte y otros medios que excluyen la distorsión del flujo de calor en la zona de medición.

5. En las mediciones en tiempo real de la densidad del flujo de calor, la superficie no asegurada del transductor se pega con una capa de material o se pinta con pintura con el mismo grado de emisividad o cercano con una diferencia de Δε ≤ 0.1 que la del material de la capa superficial de la estructura envolvente.

6. El dispositivo de lectura está ubicado a una distancia de 5-8 m del sitio de medición o en una habitación adyacente para excluir la influencia del observador en el valor del flujo de calor.

7. Cuando se utilizan dispositivos para medir la fem, que tienen restricciones en la temperatura ambiente, se ubican en una habitación con una temperatura del aire permitida para el funcionamiento de estos dispositivos, y el transductor de flujo de calor se conecta a ellos mediante cables de extensión.

8. El equipo según la reivindicación 7 está preparado para su funcionamiento de acuerdo con las instrucciones de funcionamiento del dispositivo correspondiente, incluyendo teniendo en cuenta el tiempo de mantenimiento requerido del dispositivo para establecer un nuevo régimen de temperatura en el mismo.

Preparación y medición

(al realizar trabajos de laboratorio en el ejemplo del trabajo de laboratorio "Investigación de medios de protección contra radiación infrarroja")

Conecte la fuente de infrarrojos a una toma de corriente. Encienda la fuente de radiación IR (parte superior) y el densímetro de flujo de calor IPP-2.

Instale el cabezal del medidor de densidad de flujo de calor a una distancia de 100 mm de la fuente de radiación IR y determine la densidad de flujo de calor (valor promedio de tres a cuatro mediciones).

Mueva manualmente el trípode a lo largo de la regla, colocando el cabezal de medición a las distancias de la fuente de radiación indicadas en la forma de la Tabla 1, y repita las mediciones. Ingrese los datos de medición en el formulario de la tabla 1.

Construya un gráfico de la dependencia de la densidad de flujo de la radiación IR desde la distancia.

Repita las medidas según PP. 1-3 con diferentes pantallas protectoras (aluminio reflectante del calor, tejido absorbente de calor, metal con superficie ennegrecida, mixto - cota de malla). Ingrese los datos de medición en la forma de la Tabla 1. Construya gráficos de la dependencia de la densidad de flujo de IR en la distancia para cada pantalla.

Forma de tabla 1

Evaluar la eficacia de la acción protectora de las pantallas según la fórmula (3).

Instale una pantalla protectora (según las instrucciones del maestro), coloque un cepillo de aspiradora ancho sobre ella. Encienda la aspiradora en el modo de muestreo de aire, simulando el dispositivo de ventilación por extracción, y después de 2-3 minutos (después de establecer el modo térmico de la pantalla) determine la intensidad de la radiación térmica a las mismas distancias que en el párrafo 3. Evalúe la eficacia de la protección térmica combinada según la fórmula (3).

La dependencia de la intensidad de la radiación térmica de la distancia para una pantalla dada en el modo de ventilación por extracción se traza en el gráfico general (ver ítem 5).

Determine la efectividad de la protección midiendo la temperatura para una pantalla dada con y sin ventilación por extracción de acuerdo con la fórmula (4).

Construya gráficos de la eficiencia de protección de la ventilación por extracción y sin ella.

Ponga la aspiradora en modo "soplador" y enciéndala. Dirigiendo el flujo de aire a la superficie de la pantalla protectora especificada (modo de pulverización), repita las mediciones de acuerdo con los párrafos. 7 - 10. Compare los resultados de las mediciones págs. 7-10.

Fije la manguera de la aspiradora en una de las rejillas y encienda la aspiradora en el modo "soplador", dirigiendo el flujo de aire casi perpendicular al flujo de calor (ligeramente opuesto) - imitación de una cortina de aire. Con el medidor IPP-2, mida la temperatura de la radiación IR sin y con el "soplador".

Construya los gráficos de la eficiencia de protección del "soplador" de acuerdo con la fórmula (4).

Áreas de aplicación de caudalímetros

• Cualquier empresa industrial.
• Empresas de las industrias química, petroquímica, metalúrgica.
• Medición de caudales de líquidos en tuberías principales.
• Suministro de calor (puntos de calefacción, estaciones de calefacción central) y suministro de frío (ventilación y aire acondicionado)
• Tratamiento de agua (salas de calderas, cogeneración)
• Abastecimiento de agua, alcantarillado y alcantarillado (estación de bombeo de aguas residuales, instalaciones de tratamiento)
• Industria de alimentos.
• Extracción y procesamiento de minerales.
• Industria de la celulosa y el papel.
• Ingeniería mecánica y metalurgia.
• Agricultura.
• Medidores de calefacción, agua y gas del apartamento.
• Contadores domésticos de agua y calor

Métodos para calcular la cantidad de calor.

La fórmula para calcular gigacalorías por área de la habitación.

Es posible determinar el costo de una gigacaloría de calor dependiendo de la disponibilidad de un dispositivo de contabilidad. Se utilizan varios esquemas en el territorio de la Federación de Rusia.

Pago sin contadores durante la temporada de calefacción

El cálculo se basa en el área del apartamento (salas de estar + cuartos de servicio) y se realiza de acuerdo con la fórmula:

P = SхNхT, donde:

• P es la cantidad a pagar;
• S - el tamaño del área de un apartamento o casa en m²;
• N - calor gastado para calentar 1 plaza en 1 mes en Gcal / m²;
• T es el costo de la tarifa de 1 Gcal.

Ejemplo. El proveedor de energía para un apartamento de una habitación de 36 cuadrados suministra calor a 1.7 mil rublos / Gcal.La tarifa al consumidor es de 0,025 Gcal / m². Durante 1 mes, los servicios de calefacción serán: 36x0.025x1700 = 1530 rublos.

Pago sin contador durante todo el año

Sin un dispositivo de contabilidad, la fórmula para calcular P = Sx (NxK) xT también cambia, donde:

• N es la tasa de consumo de energía térmica por 1 m2;
• T es el costo de 1 Gcal;
• K es el coeficiente de la frecuencia de pago (el número de meses de calefacción se divide por el número de meses naturales). Si no se documenta el motivo de la ausencia de un dispositivo de contabilidad, K aumenta 1,5 veces.

Ejemplo. El apartamento de una habitación tiene un área de 36 m2, la tarifa es de 1.700 rublos por Gcal y la tarifa al consumidor es de 0.025 Gcal / m2. Inicialmente, se requiere calcular el factor de frecuencia para 7 meses de suministro de calor. K = 7:12 = 0,583. Además, los números se sustituyen en la fórmula 36x (0.025x0.583) x1700 = 892 rublos.

El costo en presencia de un medidor general de la casa en el invierno.

El costo de una gigacaloría depende del tipo de combustible utilizado para un edificio de gran altura.

Este método le permite calcular el precio de la calefacción central con un medidor común. Dado que la energía térmica se suministra a todo el edificio, el cálculo se basa en el área. Se aplica la fórmula P = VxS / StotalxT, donde:

• P es el costo mensual de los servicios;
• S es el área de un espacio habitable separado;
• Stot: el tamaño del área de todos los apartamentos con calefacción;
• V - lecturas generales del dispositivo de medición colectiva para el mes;
• T es el costo de la tarifa de 1 Gcal.

Ejemplo. El área de la vivienda del propietario es de 36 m2, de todo el edificio de gran altura: 5000 m2. El consumo de calor mensual es de 130 Gcal, el costo de 1 Gcal en la región es de 1700 rublos. El pago por un mes es 130 x 36/5000 x 1700 = 1591 rublos.

Los dispositivos de medición están disponibles en todos los apartamentos.

El costo de los servicios de calefacción para un medidor individual es un 30% menor.

Dependiendo de la presencia de un medidor colectivo en la entrada y un dispositivo personal en cada uno de los apartamentos, hay un cambio en las lecturas, pero esto no se aplica a las tarifas de los servicios de calefacción. El pago se divide entre todos los propietarios según los parámetros del área de la siguiente manera:

1. La diferencia en el consumo de calor en los medidores generales de la casa y personales se considera de acuerdo con la fórmula Vdiff. = V- Vpom.
2. La cifra resultante se sustituye en la fórmula P = (Vpom. + VrxS / Stot.) XT.

Los significados de las letras se descifran de la siguiente manera:

• P es la cantidad a pagar;
• S - indicador del área de un apartamento separado;
• Stot. - el área total de todos los apartamentos;
• V - entrada de calor colectiva;
• Vpom - consumo de calor individual;
• Vр - la diferencia entre las lecturas de electrodomésticos y electrodomésticos;
• T es el costo de la tarifa de 1 Gcal.

Ejemplo. En un apartamento de una habitación de 36 m2, se instala un mostrador individual, que muestra 0.6. 130 es derribado en el brownie, un grupo separado de dispositivos dio 118. El cuadrado del edificio de gran altura es de 5000 m2. Consumo de calor mensual - 130 Gcal, pago por 1 Gcal en la región - 1700 rublos. Primero, se calcula la diferencia en las lecturas Vр = 130-118 = 12 Gcal, y luego, un pago separado P = (0.6 + 12 x 36/5000) x 1700 = 1166.88 rublos.

Aplicación de un factor multiplicador

Sobre la base del PP No. 603, la tarifa de calefacción se cobra 1,5 veces más si el medidor no ha sido reparado en 2 meses, si es robado o dañado. También se establece un factor de multiplicación si los propietarios no transmiten las lecturas del dispositivo o dos veces no permitieron que los especialistas verificaran el estado técnico. Puede calcular de forma independiente el coeficiente de multiplicación usando la fórmula P = Sx1.5 NxT.

La fórmula para calcular la energía térmica (por 1 metro cuadrado)

La fórmula exacta para calcular la energía térmica para calefacción se toma en una proporción de 100 W por 1 cuadrado. En el curso de los cálculos, toma la forma:

Q = (S × 100) × a × b × c × d × e × f × g × h × i × j × k × l × m.

Los factores de corrección se indican con letras latinas:

• a - el número de paredes de la habitación. Para la habitación interior, es 0.8, para una estructura externa - 1, para dos - 1.2, para tres - 1.4.
• b - la ubicación de las paredes externas a los puntos cardinales. Si la habitación está orientada al norte o al este: 1.1, al sur o al oeste: 1.
• c - la relación entre la habitación y la rosa de los vientos. La casa en el lado de ceñida es 1.2, en el lado de sotavento - 1, paralela al viento - 1.1.
• d - condiciones climáticas de la región. Indicado en la tabla.

• e - aislamiento de la superficie de la pared. Para estructuras sin aislamiento - 1,27, con dos ladrillos y aislamiento mínimo - 1, buen aislamiento - 0,85.
• f es la altura de los techos.Indicado en la tabla.

• g - características del aislamiento del piso. Para sótanos y zócalos - 1.4, con aislamiento en el suelo - 1.2, en presencia de una habitación con calefacción debajo - 1.
• h - características del aposento alto. Si en la cima hay una montaña fría - 1, un ático con aislamiento - 0,9, una habitación con calefacción - 0,8.
• i - características de diseño de las aberturas de las ventanas. En presencia de doble acristalamiento - 1,27, ventanas de doble acristalamiento de una sola cámara - 1, vidrio de dos o tres cámaras con gas argón - 0.85.
• j - parámetros generales del área de acristalamiento. Se calcula mediante la fórmula x = ∑Sok / Sп, donde ∑Sok es un indicador común para todas las ventanas, Sп es la cuadratura de la habitación.
• k - presencia y tipo de apertura de entrada. Una habitación sin puerta -1, con una puerta a la calle o logia - 1.3, con dos puertas a la calle o logia - 1.7.
• l - diagrama de conexión de la batería. Especificado en la tabla

• m - especificidad de la instalación de radiadores. Indicado en la tabla.

Antes de usar la fórmula, cree un diagrama con datos para todos los coeficientes.

Preguntas frecuentes

¿Qué tipo de caudalímetros hay a la venta?

Los siguientes productos están constantemente a la venta: medidores de flujo y de calor ultrasónicos industriales, medidores de calor, medidores de calor para apartamentos, medidores de flujo ultrasónicos estacionarios en línea para líquidos, medidores de flujo aéreos estacionarios ultrasónicos y medidores de flujo aéreos portátiles.

¿Dónde puedo ver las características de los caudalímetros?

Las principales y más completas características técnicas se indican en el manual de operación. Consulte las páginas 24-27 para conocer las condiciones y requisitos de instalación, en particular las longitudes de los tramos rectos. El diagrama de cableado se puede encontrar en la página 56.

¿Qué líquido mide el caudalímetro ultrasónico US 800?

Los caudalímetros ultrasónicos US 800 pueden medir los siguientes líquidos:

• agua fría y caliente, agua de red, agua dura, agua potable, agua de servicio,
• mar, sal, agua de río, agua sedimentada
• clarificado, desmineralizado, destilado, condensado
• aguas residuales, agua contaminada
• aguas estratales, artesianas y cenomanas
• presión de agua para alta presión, 60 atm (6 MPa), 100 atm (10 MPa), 160 atm (16 MPa), 250 atm (25 MPa)
• pulpas, suspensiones y emulsiones,
• fueloil, aceite de calefacción, combustible diesel, combustible diesel,
• alcohol, ácido acético, electrolitos, solvente
• ácidos, ácido sulfúrico y clorhídrico, ácido nítrico, álcali
• etilenglicoles, propilenglicoles y polipropilenglicoles
• tensioactivos tensioactivos
• aceite, aceite industrial, aceite de transformador, aceite hidráulico
• Aceites de motor, sintéticos, semisintéticos y minerales.
• aceite vegetal, de colza y de palma
• petróleo
• fertilizantes líquidos UAN

¿Cuántas tuberías se pueden conectar al caudalímetro ultrasónico US 800?

El caudalímetro ultrasónico US-800 puede servir, según la versión: Ejecución 1X, 3X - 1 tubería; Ejecución 2X: hasta 2 pipelines al mismo tiempo; Ejecución 4X: hasta 4 pipelines simultáneamente.

Se fabrican múltiples vigas bajo pedido. Los caudalímetros US 800 tienen dos versiones de transductores de flujo ultrasónicos: haz simple, haz doble y haz múltiple. Los diseños de vigas múltiples requieren menos secciones rectas durante la instalación.

Los sistemas multicanal son convenientes en sistemas de medición en los que varias tuberías están ubicadas en un solo lugar y sería más conveniente recopilar información de ellas en un solo dispositivo.

La versión de un solo canal es más barata y sirve para una tubería. La versión de dos canales es adecuada para dos tuberías. Dos canales tiene dos canales para la medición de flujo en una unidad electrónica.

¿Cuál es el contenido de sustancias gaseosas y sólidas en% por volumen?

Un requisito previo para el contenido de inclusiones de gas en el líquido medido es hasta el 1%. Si no se observa esta condición, no se garantiza el funcionamiento estable del dispositivo.

La señal ultrasónica está bloqueada por el aire y no la atraviesa, el dispositivo está en un estado "averiado", inoperativo.

El contenido de sólidos en la versión estándar no es deseable más del 1-3%, puede haber alguna perturbación en el funcionamiento estable del dispositivo.

Existen versiones especiales del medidor de flujo US 800 que pueden medir incluso líquidos muy contaminados: agua de río, agua sedimentada, aguas residuales, aguas residuales, lodos, agua de lodos, agua que contiene arena, lodo, partículas sólidas, etc.

La posibilidad de utilizar el caudalímetro para medir líquidos no estándar requiere una aprobación obligatoria.

¿Cuál es el tiempo de producción de los dispositivos? Si hay disponibles?

Dependiendo del tipo de productos requeridos, la temporada, el tiempo promedio de envío es de 2 a 15 días hábiles. La producción de caudalímetros continúa sin interrupción. La producción de medidores de flujo se encuentra en Cheboksary en su propia base de producción. Los componentes suelen estar en stock. Cada dispositivo viene con un manual de instrucciones y un pasaporte para el dispositivo. El fabricante se preocupa por sus clientes y, por lo tanto, toda la información detallada necesaria sobre la instalación e instalación del medidor de flujo se puede encontrar en las instrucciones (manual de operación) en nuestro sitio web. El medidor de flujo debe ser conectado por un técnico calificado u otra organización certificada.

¿Qué tipo de caudalímetros ultrasónicos es el US 800?

Existen varios tipos de caudalímetros ultrasónicos según el principio de funcionamiento: tiempo-pulso, Doppler, correlación, etc.

El documento US 800 se refiere a medidores de flujo ultrasónicos pulsados ​​en el tiempo y mide el flujo midiendo pulsos de vibración ultrasónica a través de un fluido en movimiento.

La diferencia entre los tiempos de propagación de los pulsos ultrasónicos en las direcciones de avance y retroceso en relación con el movimiento del líquido es proporcional a la velocidad de su flujo.

¿Cuáles son las diferencias entre los dispositivos ultrasónicos y electromagnéticos?

La diferencia está en el principio de trabajo y alguna funcionalidad.

La medición electromagnética se basa en la inducción electromagnética que se produce cuando un fluido se mueve. De las principales desventajas: no se miden todos los líquidos, precisión en la calidad del líquido, alto costo para diámetros grandes, inconvenientes de reparación y verificación. Las desventajas de los medidores de flujo electromagnéticos y más baratos (taquimétricos, vórtices, etc.) son muy notables. El caudalímetro ultrasónico tiene más ventajas que desventajas.

El ultrasonido se mide midiendo el tiempo de propagación del ultrasonido en una corriente.

Poco exigente para la calidad de los líquidos, medición de líquidos no estándar, productos petrolíferos, etc., tiempo de respuesta rápido.

Amplia gama de aplicaciones, cualquier diámetro, mantenibilidad, cualquier tubería.

La instalación de tales medidores de flujo no será difícil.

Busque caudalímetros ultrasónicos en la gama que ofrecemos.

Puedes ver las fotos de los dispositivos en nuestro sitio web. Busque fotos detalladas y completas de medidores de flujo en las páginas correspondientes de nuestro sitio web.

¿Cuál es la profundidad del archivo en US 800?

El caudalímetro ultrasónico US800 tiene un archivo integrado. La profundidad del archivo es de 2880 registros por hora / 120 diarios / 190 mensuales. Cabe señalar que no en todas las versiones el archivo se muestra en el indicador: si EB US800-1X, 2X, 3X - el archivo se forma en la memoria no volátil del dispositivo y se muestra a través de líneas de comunicación, no se muestra en el indicador. si es EB US800-4X: el archivo se puede mostrar en el indicador.

El archivo se muestra a través de líneas de comunicación a través de la interfaz digital RS485 a dispositivos externos, por ejemplo, una PC, computadora portátil, a través de un módem GSM a la computadora del despachador, etc.

¿Qué es ModBus?

ModBus es un protocolo industrial de comunicación abierta para la transmisión de datos a través de la interfaz digital RS485. La descripción de las variables se puede encontrar bajo el título documentación.

¿Qué significan las letras y números en el registro de configuración del medidor de flujo? 1. "A" 2. "F" 3. "BF" 4. "42" 5. "sin COF" 6. "IP65" 7. "IP68" 8. "P" "- verificación

A - archivo, no está presente en todas las ejecuciones y no en todas las ejecuciones se muestra en el indicador. Ф - versión con brida del transductor de flujo. BF es un transductor de flujo tipo wafer. 42 - en algunas versiones, designación de la presencia de una salida de corriente de 4-20 mA. KOF: un conjunto de contrabridas, sujetadores, juntas (para versiones con brida) Sin KOF; en consecuencia, el conjunto no incluye contrabridas, sujetadores, juntas. IP65 - protección contra polvo y humedad IP65 (protección contra polvo y salpicaduras) IP68 - protección contra polvo y humedad IP68 (protección contra polvo y agua, sellado) P - método de verificación por método de imitación

La calibración de los medidores de flujo se organiza sobre la base de empresas debidamente acreditadas. Además del método de verificación de imitación, algunos diámetros de caudalímetros, a pedido, se verifican mediante el método de vertido en una instalación de vertido.

Todos los productos ofrecidos cumplen con GOST, TU, OST y otros documentos reglamentarios.


Sistemas de medición de energía térmica

La práctica de la verificación periódica de los medidores de flujo ha demostrado que se debe volver a calibrar hasta la mitad del conjunto de instrumentos monitoreados.

En general, la práctica de verificación periódica de medidores de flujo (diámetros de hasta 150 mm) en instalaciones de calibración de medición de flujo ha demostrado que hasta la mitad del conjunto de instrumentos monitoreados no se ajusta a los estándares de precisión establecidos y debe ser recalibrado. Vale la pena discutir el tema de la admisión durante el control periódico: en Occidente, la tolerancia se duplica en comparación con la tolerancia en el momento de la salida de la producción. El intervalo de calibración no se establece más que por tradición; No se realizan pruebas de exposición prolongada a factores operativos (agua caliente). Hasta donde yo sé, no existe una sola configuración para tales pruebas.

También hay dos enfoques para la estructura de los sistemas de medición y métodos para realizar mediciones de la cantidad de calor. O construya una metodología sobre la base de sistemas de medición, cuyos canales son los canales de flujo, temperatura, presión, y todos los cálculos son realizados por el componente computacional (o de medición y computacional) del sistema (Fig. 1); o al crear sistemas de medida basados ​​en canales en el uso de contadores de calor según EN 1434 (Fig. 2).

La diferencia es fundamental: un canal simple con contador de calor según EN 1434 (con error estandarizado y el procedimiento establecido para su control) o canales simples "desincronizados". En este último caso, es necesario validar el software del sistema operativo con los resultados de la medición de canales simples.

Más de dos docenas de sistemas de medición de energía térmica están incluidos en el registro ruso. Los componentes de medición de los canales de estos sistemas son medidores de calor multicanal de acuerdo con GOST R 51649-2000, montados en unidades de medición de agua y calor de la casa (Fig.3).

Un requisito adicional para tales medidores de calor es la disponibilidad de un producto de software especial para dar servicio a la interfaz del sistema y la disponibilidad para el ajuste periódico del reloj interno del medidor de calor, de modo que se proporcione una sola hora precisa en el IC.

¿Qué debe incluirse en el procedimiento para verificar tal sistema de medición de la cantidad de calor? Además de verificar la disponibilidad de certificados de verificación de los componentes de medición de los canales, no más, verificar el funcionamiento de los componentes de conexión.

En conclusión, cabe señalar que las cuestiones examinadas en este examen se reflejan en los informes y debates de las conferencias rusas anuales "Medición comercial de los recursos energéticos" en la ciudad de San Petersburgo, "Apoyo metrológico para la medición de los recursos energéticos". en la ciudad sureña de Adler, etc.