Массовый расходомер системы кориолис для автоцистерн СУГ
Массовый расходомер системы кориолис для автоцистерн СУГ
Д анная система используется, как метрическая система Кориолиса (массовый расходомер или массомер), монтируеться на автоцистернах для перевозки сжиженного углеводородного газа пропан — бутан. Метрическая система Кориолиса производит измерения массы, объема и плотности перевозимого продукта. Данная система включат в себя возможность показывать количество поставленного продукта на распечатанном бланке (так называемый «билет поставки») с указанием объема, плотности, массы продукта, а также времени, даты и номером автотранспортного средства.
На автоцистернах СУГ оптимально рекомендовано использовать массовый расходомер Кориолиса 1” DN25 с фланцами DN40 или DN50 по 300 фунтов (1 фунт (1 lb) = 0,4536 кг) для соединения с сепараторам пара и дифференциальным клапаном системы массового расходомера Кориолиса тип «НЕПТУН».
На корректный выбор массомера влияют такие основные факторы, как: 1. Производительность 2. Плотность жидкости 3. Вязкость жидкости 4. Рабочее давление
Спецификация
Технические характеристики Метрической системы Кориолиса
• Измеряет массу объем плотность и температуру • MID Европейские сертификаты • Поток 36 to 272 кг/мин (71 to 536 lpm для пропана 0.505) • Диапазон давления 24 бар (350 psi) • Диапазон температуры -30° to 55°C • 2’’ размер линии с 300 psi вращающимися фланцами • Сваренные части 316L из нержавеющей стали • MID сертификаты • UL и CSA сертификаты работы в опасных зонах Габаритные размеры установки Метрической системы Кориолиса RML2000 Нептун с механическим сепаратором и дифференциальным клапаном смотрите в приложении TS-614*. Электронный регистратор показанный на TS-614 не соответствует модели Ri505, которая входит в данное предложение
Технические характеристики метрического электронного регистратора
• Показывает и распечатывает количество поставленного продукта в килограммах или литрах через принтер a Epson TMU-295 • Распечатывает плотность продукта при каждой поставке • Распечатывает температуру продукта при каждой поставке • Возможность менять настройки распечатки билета поставки согласно требования клиента • Тотализатор накопления данных без возможности перезагрузки • MIDсертификация • UL сертификация для работы во взрывоопасных зонах • Суммирование поставок за день в финальном отчетном билете распечатки • Переда данных поставки (сообщение через Bluetooth технологии с портативными компьютерами и другими устройствами) • Протоколы команды для взаимодействия с портативными компьютерами конечного пользователя для передачи основных данных измерения доступны бесплатно • Встроенный GPS для возможной авторизация транспортного средства и слежения за перемещением and vehicle tracking • Электромагнитный клапан для контроля безопасности поставки — предотвращает поставку продукта при отключенном регистраторе • Возможность перезагрузки системы
Для наглядной демострации принципа работы силы инерции Кориолиса ниже приведены две анимации:
1. Характерезует поведение на примере шланга с неподвижной массой жидкости в нем. При этом ультразвуковые датчики синхронно снимают показания в инертном шланге.
2. Характерезует повидение на примере шланга с подвижной массой жидкости в нем. При этом ультрозвуковые датчики снимают асинхронные колебания, диапазон которых на прямую зависит от скорости и количества проходящей массы в шланге.
Преимущества массового кориолисового расходомера:
Основное преимущество заключаеться в том, что независимо от температуры вещества массовый кориолисовый расходомер учитывает исключительно массу проходящего через него вещества, в отличаи от класических турбинных и роторных узлов учета, которые в свою очередь измеряют обьем пропускаемого через себя вещества. Дополнительным преимуществом являеться отсуцтвие изнашиваемых «трущихся» деталей кориолисового расходомера, что видет к долговечности и точности показаний.
Принцип действия массового датчика расхода
Работа таких датчиков расхода основывается на эффекте Кориолиса. Вкратце сила Кориолиса — это одна из сил инерции, которая влияет на колебания трубки.
Такой способ позволяет работать с самыми разнообразными видами веществ. Массовый расходомер может использоваться для измерения потока:
Начало работы стартует с того, что небольшое устройство начинает толкать трубку внутри расходомера (место с изгибом). Она начинает колебаться с определенной частотой. В двух концах установлены сенсоры, которые фиксируют текущие параметры колебаний.
Когда трубка не наполнена, то оба конца колеблются в одной фазе. Если смотреть в графике, то синусоида колебаний на входе будет равна синусоиде на выходе.
Колебания являются основным маркером работы. Когда по трубам начинает течь вещество, например, жидкость, то трубка испытывает дополнительные искривления за счет инерции потока и его взаимодействия со стенками трубки. В этом явлении заключатся влияние сил Кориолиса на измерения расхода.
Из-за появления дополнительного воздействия на стенки, начало и конец трубки начинают колебаться в разных фазах. Теперь их синусоиды колебаний будут иметь разницу в виде небольшого сдвига.
Такое изменение называют фазовым сдвигом и зачастую обозначают ∆t. От этого показателя напрямую зависит расход.
Измерение разности фаз и частоты [ править | править код ]
За последние 20 лет интерес к массовым кориолисовым расходомерам значительно увеличился [1]. Массовый расход получают в массовом кориолисовом расходомере путем измерения разности фаз сигналов с двух датчиков, плотность жидкости можно связать с частотой сигналов [2]. Поэтому частоту сигнала и разность фаз сигналов с массового кориолисового расходомера необходимо отслеживать с высокой точностью и с минимальной задержкой. В условиях двухфазного (жидкого / газового) потока все параметры сигнала (амплитуда, частота и фаза) подвержены большим и быстрым изменениям, и способность алгоритмов отслеживания следить за этими изменениями с высокой точностью и минимальной задержкой становится все более важной задачей.
Преобразование Фурье является одним из самых изученных, универсальных и эффективных методов исследования сигналов [3,4]. Это определяет его непрерывное совершенствование и появление методов, тесно связанных с ним, но превосходящим по некоторым характеристикам. Например, используя преобразование Гильберта [5] легко реализовать амплитудную и фазовую демодуляцию несущей, а PRISM [6] позволяет эффективно работать со случайными сигналами, представленными суммой затухающих комплексных экспонент.
Перечисленные выше преобразования можно отнести к непараметрическим методам [3], имеющим принципиальное ограничение на разрешение частот, связанное со временем наблюдения соотношением неопределенности: где и – необходимое разрешение по частоте и время наблюдения необходимое для его обеспечения, соответственно. Это соотношение накладывает жесткие требования на длительность наблюдаемого участка при требованиях повышенного разрешения, что в свою очередь ухудшает динамические характеристики алгоритмов обработки и затрудняет работу с нестационарными сигналами.
Преобразование Гильберта-Хуанга [7] расширяет возможность работы с нестационарными нелинейными сигналами, однако, к настоящему времени, оно основано больше на эмпирических выводах, что затрудняет выработку рекомендаций по его конкретному применению.
Одним из способов преодолеть соотношение неопределенности является переход к параметрическим методам обработки сигналов, в которых предполагается, что сигнал состоит из суммы парциальных сигналов известной формы (обычно ортогональных по времени или частоте), а неизвестны только некоторые параметры сигнала. Например, если в качестве парциального сигнала используется комплексная синусоида, то параметрами являются комплексная амплитуда, частота каждой компоненты. Исходя из принципов решения систем независимых уравнений, это дает возможность снизить число отсчетов сигнала до числа неизвестных параметров, что может быть на порядки меньше числа отсчетов необходимых для использования в преобразовании Фурье с теми же характеристиками по разрешению.
Пожалуй, самыми известными методами этого класса являются алгоритмы, основанные на регрессионных процессах и процессах скользящего среднего [3]. Тем не менее, если сигнал можно представить в виде линейной комбинации экспоненциальных функций , достаточно широко используется метод Прони, предложенный еще в конце 18 века [8]. Основной недостаток этого метода – необходимость точного знания числа экспоненциальных компонент, входящих в сигнал и достаточно сильная чувствительность к аддитивным шумам [9]. Стремление преодолеть эти недостатки привели, к появлению одного их самых эффективных методов спектрального анализа – метода матричных пучков (ММП) [10, 11 [1] ]. При этом число экспоненциальных компонент определяется в ходе работы метода. Кроме того, как показывают исследования, ММП обладает существенно большей устойчивость к аддитивным шумам, чем метод Прони, и приближается по этому параметру к оценке Рао-Крамера [12].
В работе [13] рассматриваются методы обработки токовых сигналов с кориолисового расходомера для отслеживания амплитуды, частоты и разности фаз и анализируются их характеристики при моделировании условий двухфазного потока. Эти методы включают в себя преобразование Фурье, цифровую фазовую автоподстройку частоты, цифровую корреляцию, адаптивный режекторный фильтр и преобразование Гильберта. В своей следующей статье [14] авторы описали алгоритм комплексного полосового фильтра и применили его к обработке сигнала с массового кориолисового расходомера. Для оценки параметров сигналов с кориолисового расходомера в статье [15 [2] ] также применяется модификация классического метода матричных пучков для векторных процессов, которая показала лучшие результаты по сравнению с методом Гильберта и классическим методом матричных пучков.
Еще исполнения для измерения воды
Ультразвуковой расходомер воды US-800-1X
Для измерения расхода и объема горячей и холодной воды, теплоносителя, конденсата, водных растворов, загрязненной воды. Приборы учета воды выпускаются на диаметры 15, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, до 2000 мм. Различные исполнения, широкие коммуникативные возможности.
Ультразвуковой счетчик воды US-800-2X
Для двух трубопроводов (двухканальный), для измерения расхода и объема горячей и холодной воды, теплоносителя, конденсата, водных растворов, загрязненной воды. Приборы учета воды выпускаются на диаметры 15, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, до 2000 мм. Различные исполнения, широкие коммуникативные возможности.
Расходомер воды ультразвуковой US-800-3X
Измерение расхода и объема жидких сред: горячей и холодной воды, загрязненной воды, сточных вод, канализационных вод, масла, дизтоплива, мазута, нефтепродуктов, растворов этиленгликоля /пропиленгликоля, химических растворов, кислот, щелочей. Минимум прямых участков при монтаже, особенно рекомендован на большие диаметры трубопроводов! Диаметры от 50 до 2000 мм.
Применение в нефтяной и газовой отраслях
Важность нефтяной и газовой промышленности для отечественной экономики делает чрезвычайно актуальным вопрос измерения объемов их продукции. И счетчик кориолиса подходит для этого как нельзя лучше. Он может:
производить замеры массового расхода нефтяной и газовой среды на магистральных и технологических участках нефте- и газопроводов;
анализировать состав транспортируемой нефти на содержание в ней воды и газовых включений;
измерять концентрацию и чистоту нефти.
Кроме сырой нефти, преобразователь измеряет массовый расход продуктов ее переработки: бензина, керосина, дизтоплива, мазута и других жидкостей.
Преимущества кориолисовых счетчиков расходомеров
Очень высокая точность измерений
Могут измерять одновременно плотность, температуру и массовый расход, что расширяет область применения в целях контроля качества продукта и обеспечения безопасности ТП
Измеряют неоднородные среды (бензин/нефть, среды с включениями газа или песка)
Не требуют прямолинейных участков трубопровода и определенного направления потока
Высокая надежность
Стоит сказать, что массовые расходомеры относятся к дорогим приборам, но при правильной эксплутации с лихвой себя окупают.
Как купить кориолисовый расходомер или узнать цену
Вы находитесь на сайте компании «РусАвтоматизация». Наши специалисты помогут подобрать и купить массовые расходомеры, отвечающие всем необходимым требованиям. Обратитесь к консультации, чтобы Вас сориентировали по цене кориолисовых расходомеров и подобрали оптимальное решение для Вашего предприятия.
Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
Расходомеры
Wikimedia Foundation . 2010 .
Полезное
Смотреть что такое «Кориолисовые расходомеры» в других словарях:
Расходомеры — Прибор, измеряющий расход вещества, проходящего через данное сечение трубопровода в единицу времени, называется расходомером. Если прибор имеет интегрирующее устройство со счетчиком и служит для одновременного измерения и количества вещества, то… … Википедия
Расходомер — Расходомер прибор, измеряющий расход вещества, проходящего через данное сечение трубопровода в единицу времени. Если прибор имеет интегрирующее устройство со счетчиком и служит для одновременного измерения и количества вещества, то его… … Википедия
Датчик — Датчик, сенсор (от англ. sensor) понятие систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для… … Википедия
датчик — Средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем (по РМГ 29).… … Справочник технического переводчика
Сила Кориолиса — Запрос «Эффект Кориолиса» перенаправляется сюда; см. также другие значения … Википедия
Кориолисово ускорение — При вращении диска, более далёкие от центра точки движутся с большей касательной скоростью, чем менее далёкие (группа чёрных стрелок вдоль радиуса). Если мы хотим переместить некоторое тело вдоль радиуса, так, чтобы оно оставалось на радиусе… … Википедия
Кориолис, Гаспар-Гюстав — Гаспар Гюстав Кориолис Gaspard Gustave de Coriolis Дата рождения … Википедия
Кориолиса сила — При вращении диска, более далёкие от центра точки движутся с большей касательной скоростью, чем менее далёкие (группа чёрных стрелок вдоль радиуса). Если мы хотим переместить некоторое тело вдоль радиуса, так, чтобы оно оставалось на радиусе… … Википедия
Кориолиса ускорение — При вращении диска, более далёкие от центра точки движутся с большей касательной скоростью, чем менее далёкие (группа чёрных стрелок вдоль радиуса). Если мы хотим переместить некоторое тело вдоль радиуса, так, чтобы оно оставалось на радиусе… … Википедия
Кориолисова сила — При вращении диска, более далёкие от центра точки движутся с большей касательной скоростью, чем менее далёкие (группа чёрных стрелок вдоль радиуса). Если мы хотим переместить некоторое тело вдоль радиуса, так, чтобы оно оставалось на радиусе… … Википедия
Силовые расходомеры
Силовыми называют расходомеры, основанные на зависимости от массового расхода эффекта силового воздействия, сообщающего потоку ускорение того или другого рода. Ускорение, возникающее в процессе придания потоку какого-либо дополнительного движения, пропорционально массовому расходу. Измеряемый параметр, например, мощность, затраченная на закручивание потока, пропорциональна измеряемому расходу, поэтому силовые расходомеры измеряют массовый расход.
расходомеры с внешним силовым воздействием — дополнительное движение потоку сообщается от внешнего источника, как правило, от электродвигателя, который приводит в непрерывное вращение один из элементов преобразователя расхода, например, прямолопастную крыльчатку, закручивающую проходящий через нее поток;
расходомеры с внутренним силовым воздействием — дополнительное движение потоку сообщается за счет потенциальной энергии потока, например, при его закручивании неподвижными винтовыми лопатками.
В зависимости от характера силового воздействия и сообщаемого при этом ускорения расходомеры делят на:
кориолисовые массовые расходомеры;
гироскопические расходомеры;
турбосиловые расходомеры.
Кориолисовые расходомеры
Наибольшее распространение получили кориолисовые массовые расходомеры. Силовое воздействие в них создается за счет ускорения Кориолиса, которое возникает на измерительном участке расходомера. Для образования этого ускорения непрерывно вращающемуся преобразователю расхода придают особую конфигурацию, заставляющую поток перемещаться в радиальном направлении по отношении к оси вращения, совпадающей с осью трубопровода.
Кориолисовый расходомер предназначен для измерения массового и вычисления объемного расхода жидких и газообразных сред, благодаря чему используется в различных областях промышленности, а также в системах коммерческого учета.
Основными элементами являются две расходомерные трубки, на которых расположены:
силовая электромагнитная катушка возбуждения и магнит;
два тензодатчика с магнитами и электромагнитными катушками;
терморезистор.
Рисунок 1 – Кориолисовый силовой расходомер
Принцип действия кориолисовых массовых расходомеров основан на изменениях фаз механических колебаний U — образных трубок, по которым движется измеряемая среда. Этим трубкам посредством катушки сообщается колебательное движение, из-за чего в системе возникает дополнительная сила инерции – сила Кориолиса, которая сопротивляется вибрации расходомерных трубок. В результате чего трубки начинают изгибаться (наглядно это сопротивление Вы можете чувствовать, когда гибкий шланг извивается под напором подаваемой в него воды). Их изгиб фиксируется датчиками. При одновременном снятии сигналов происходит смещение по фазе. Это относительное запаздывание прямо пропорционально массовому расходу.
Резонансная частота трубки зависит от её массы. Общая масса состоит из: массы самой трубки, которая постоянна для данного датчика, и массы измеряемой среды в трубке, которая равна произведению плотности среды и внутреннего объема трубки. Но так как объем трубки — это константа для данного типоразмера датчика, то резонансная частота колебаний трубки может быть привязана к плотности среды и определена путем измерения резонансной частоты колебаний, периода колебаний трубки и температуры. Температура определяется с помощью термосопротивления.
Поперечные принудительные колебания труб:
Перемещение труб в отсутствии движения жидкости
Направление кориолисовых сил при наличие движения жидкости в сенсоре (направление Fc в потоке)
Перемещение труб в отсутствие движения жидкости
Направление кориолисовых сил при наличие движения (направление Fc в потоке)
Рисунок 3 — Структурная схема измерения массового расхода
Рекомендации по установке :
Для расходомеров данного типа не существует требования подвода и отвода жидкости по прямым трубам к расходомеру, чтобы подготовить поток.
Прибор должен быть установлен так, чтобы он был постоянно заполнен и чтобы не образовывалось воздушных пробок в системе. Наиболее предпочтительная схема установки является вертикальная с направлением движения потока вверх, но установка в горизонтальных линиях тоже приемлема. Установка в вертикальном положении с направлением движения потока вниз не рекомендуется.
В новейших конструкциях Кориолисовых расходомеров нормальная вибрация трубопровода не должна создавать помехи прибору, если он правильно установлен в трубопроводе. Прибору не требуется дополнительных суппортов, но стандартные конструкции суппортов должны быть расположены по обеим сторонам от прибора. Если в инструкции по установке упоминаются дополнительные средства, то вероятно, что этот прибор чувствителен к вибрации, и пульсационные демпферы, гибкие соединения и специальные разъемы, рекомендованные производителем должны быть установлены в надлежащем порядке.
Если существует большая вероятность присутствия пузырьков воздуха в жидкости, то рекомендуется установить воздушный дегазатор перед входом в расходомер. Рекомендуется устанавливать фильтры или воздушные дыхательные клапаны для отвода воздуха или паров, т. е для удаления всех нежелательных вторичных фаз.
Обязательным требованием настройки расходомера (установки на нуль) является отсутствие воздуха в системе.
Кориолисовый расходомер имеет ряд достоинств, из которых можно выделить:
высокую точность;
повторяемость результатов измерений;
не требуются прямые участки;
работают вне зависимости от направления потока;
нет затрат на установку вычислителей расхода;
нет необходимости в периодической перекалибровке и регулярном техническом обслуживании;
могут работать от разных источников питания с помощью самопереключающегося встроенного блока питания;
надёжная работа при наличии вибрации трубопровода, при изменении температуры и давления рабочей среды;
длительный срок службы и простота обслуживания благодаря отсутствию движущихся и изнашивающихся частей.
Но основным достоинством данных расходомеров является возможность их применения для измерения расхода многофазных сред. Так, например, имеются конструкции силовых расходомеров для измерения расхода нефтегазовых смесей.
Гироскопические расходомеры.
Гироскопическими называют расходомеры, в которых под влиянием внешнего силового воздействия возникает и затем измеряется гироскопический момент, зависящий от расхода. Первичный преобразователь такого расходомера состоит из участка трубы в виде петли кольцевой или другой формы, вращающейся с постоянной угловой скоростью вокруг оси. Для данных расходомеров характерен большой диапазон измерения, что является их основным достоинством.
Турбосиловые расходомеры.
Турбосиловыми называют силовые расходомеры, в преобразователе которых в результате силового воздействия, пропорционального массовому расходу, поток закручивается.
На рисунке 4 показана принципиальная схема турбосилового расходомера при внешнем силовом воздействии. Внутри трубопровода 2 установлен ротор 3 с малым радиальным зазором. Ротор имеет каналы для прохода жидкости, которые разделены перегородками, параллельными его оси (но могут быть выполнены в виде прямолопастной крыльчатки). Он, вращаясь от электродвигателя 1, закручивает жидкость. После чего она приобретает винтовое движение, показанное стрелками. Далее жидкость поступает на ротор 5, закрепленный на пружине 6, и закручивает её на угол, пропорциональный массовому расходу. Неподвижный диск 4 предназначен для уменьшения вязкостной связи между роторами.
Чтобы исключить появление дополнительной погрешности измерения массового расхода, момент, создаваемый силами вязкостного трения на поверхностях ротора, и от момент, создаваемый силами трения в подшипниках, должны сохранить постоянное значение (или быть компенсированы). Чувствительность расходомера увеличивается с увеличением наружного радиуса каналов роторов или лопастей крыльчаток. Длину лопастей выбирают так, чтобы обеспечить закрутку всех частиц потока, проходящих через ротор при наибольшем измеряемом расходе. Таким образом, длина лопастей должна быть тем больше, чем меньше их число.
Если закручивание потока происходит за счет его потенциальной энергии ( т. е. электродвигатель отсутствует) с помощью роторов, имеющих наклонные лопатки, то с увеличением расхода скорость возрастает.
Турбосиловые расходомеры отличаются большей компактностью по сравнению с кориолисовыми и гироскопическими, но имеют ограниченное применение, из-за невозможности измерения расхода двухфазных сред, в частности нефтегазовых потоков. Так как при этом возникает опасность расслоения фаз при вращении подвижного элемента преобразователя расхода, что нарушит равномерное их распределение по сечению и изменит величину измеряемого момента. Но для средних и больших расходов турбосиловые расходомеры являются единственно применяемыми из всей группы силовых расходомеров. Максимальные расходы жидкости у них составляют 6 — 300 т /ч при диаметрах труб 50 — 200 мм. Их погрешность ± (0,5-2) % от предела шкалы. Также существенным достоинством данных расходомеров является возможность измерения различных по величине расходов жидкости и газа.
Достоинства и недостатки силовых расходомеров.
Основное достоинство силовых расходомеров состоит в том, что они измеряют массовый расход и, следовательно, их показания не зависят от изменения плотности измеряемого вещества.
К числу других достоинств можно отнести:
пригодность для измерения пульсирующего потока;
сравнительно малую зависимость измерения от профиля скоростей;
относительно мягкие требования в большинстве случаев к прямому участку трубопровода перед преобразователем расхода.
Главным недостатком рассматриваемых расходомеров является сложность конструкции их преобразователей расхода (присутствие вращающихся элементов внутри трубки, что снижает надежность приборов). Разработано много опытных образцов таких приборов, их приведенная погрешность лежит в пределах ±(l-3)%. Но на практике силовые расходомеры пока применяются редко. Широкому внедрению препятствует отсутствие серийного производства, что затрудняет сделать заключение об их надежности и выносливости.
Учет расхода жидкостей осуществляется с помощью различных счетчиков и расходомеров. Определится с выбором вам поможет наш сайт.
Загрузка...
