Bu çalışma prensibi, teknolojiyi özellikle temiz yağlar ve diğer viskoz sıvılar için faydalı kılar, ancak doğru yer değiştirmeyi mümkün kılan aynı iç boşluklar aynı zamanda önemli sınırlar da oluşturur. Viskozite, kirlilik, sürüklenen hava, aşınma, akış hızı ve basınç düşüşünün tümü gerçek-dünya performansını etkileyebilir.
Aşağıdaki kılavuz, oval dişli akış ölçerin çalışma prensibini dişlilerin hareketinden elektrik çıkışına kadar açıklamakta, ardından bu prensibin doğruluğu, uygulama uygunluğunu, kurulumu ve sayaç seçimini nasıl etkilediğini göstermektedir.
Oval Dişli Akış Ölçer Nedir?
Oval dişli akış ölçer, yakından işlenmiş bir hazne içinde iki oval rotor içeren pozitif yer değiştirmeli bir cihazdır. Sıvı girerken sayaçtaki diferansiyel basınç rotorların dönmesine neden olur. Rotorlar ile hazne duvarı arasında oluşturulan cepler, girişten çıkışa kadar ayrı hacimleri taşır.
Mekanik tasarıma bağlı olarak rotorlar doğrudan etkileşime girebilir veya ayrı bir senkronizasyon düzenlemesi kullanabilir. Temel ölçüm prensibi aynıdır: her tam hareket, öngörülebilir yer değiştiren bir hacme karşılık gelir.
Bu tür enstrümanları sitenindişli akış ölçer aralığıve belirli biroval dişli akış ölçer konfigürasyonu.
Temel mekanizma aynı zamanda OMEGA'nın belgelerinde de belgelenmiştir.pozitif yer değiştirme ölçer teknik kılavuzuBu, dönüş sırasında ölçüm odasından kesin bir hacim aktaran oval rotorları tarif eder.
Oval Dişli Akış Ölçer Nasıl Çalışır?
1. Sıvı Ölçüm Odasına Girer
Proses sıvısı sayaç girişine girer ve rotorların yukarı ve aşağı tarafları arasında basınç farkı oluşturur. Bu basınç, dişlileri döndüren mekanik kuvveti sağlar. Bu nedenle ölçüm elemanlarının normalde harici bir motora ihtiyacı yoktur.
2. Tanımlı Bir Hacim İzole Edilir
Bir rotor oda duvarından uzaklaştıkça rotor yüzeyi ile mahfaza arasında bir cep açılır. Sıvı bu alanı doldurur. Hassas iç boşluklar girişten çıkışa kadar kontrolsüz sızıntıyı kısıtlar, böylece sıvının çoğu amaçlanan yer değiştirme yolunu takip eder.
Pozitif yer değiştirme ölçümü ile çıkarımsal teknolojiler arasındaki temel fark budur: ölçüm cihazı, ilk önce hızı ölçmek ve bu değeri hacimsel akışa dönüştürmek yerine, fiziksel olarak tanımlanmış bir hacmi tekrar tekrar işler.
3. Rotorlar Sıvıyı Aktarır
İki rotor senkronize bir sırayla dönmeye devam eder. Her rotorun dışında sıkışan sıvı, çıkışa doğru taşınırken, başka bir oda girişte doldurulur.
Önemli bir nokta, devir başına yer değiştirme olaylarının tam sayısının ölçüm cihazının geometrisine bağlı olmasıdır. Bu nedenle tüm oval dişli sayaçlarına ilişkin genel bir varsayımdan ziyade üreticinin tasarım ve kalibrasyon verilerinden gelmelidir.
4. Ölçülen Hacim Ölçüm Cihazından Çıkar
Doldurulmuş bir oda aşağı akış tarafına ulaştığında sıvısı boşaltılır. Başka bir oda zaten doluyor, bu nedenle dişlinin tekrarlanan dönüşü, ayrı sıvı hacimlerinin neredeyse sürekli bir aktarımını sağlıyor.
5. Döndürme Kullanılabilir Bir Akış Sinyali Haline Geliyor
Mekanik hareket yerel bir kaydı çalıştırabilir veya elektronik olarak tespit edilebilir. Elektronik sayaçlar, rotor hareketine karşılık gelen darbeler üretmek için manyetik, Hall-etkisi veya diğer algılama düzenlemelerini kullanabilir.
Bir darbe sinyali bir ekrana, PLC'ye, toplu kontrol cihazına veyaakış toplayıcı. Alıcı elektronikler, bu darbeleri birikmiş hacme ve anlık akış hızına dönüştürmek için sayaç faktörünü kullanır.
Toplam Hacim ve Debi Nasıl Hesaplanır?
Temel ilişki basittir:
Toplam hacim=ölçüm döngüsü başına yer değiştiren hacim × döngü sayısı
Akış hızı bir zaman bileşeni ekler:
Akış hızı=ölçülen hacim ÷ geçen süre
Elektronik oval dişli ölçerler genellikle bu ilişkiyi genellikle hacim mühendislik birimi başına belirli sayıda darbe olarak tanımlanan bir K-faktörü veya metre faktörü aracılığıyla ifade eder. Bu darbeleri sayan bir kontrol cihazı sıvıyı toplayabilir; darbe frekansı ise hacmin sayaçtan ne kadar hızlı geçtiğini gösterir.
K-faktörü keyfi bir evrensel sayı olarak ele alınmamalıdır. Belirli ölçüm cihazına ve kalibrasyonuna aittir. Doğruluğun önemli olduğu ölçüm sistemleri için, yalnızca nominal dişli boyutlarından hesaplamak yerine, kalibrasyon sırasında sağlanan veya belirlenen faktörü kullanın.
NIST'in rehberliğisıvı akış ölçer kalibrasyonuölçüm faktörünün ve belirsizliğinin neden tüm ölçüm sonucunun bir parçası olduğunu gösterir. Bu konuyla ilgili daha fazla site içeriği için kılavuza bakın.sıvı akış ölçer kalibrasyon yöntemleri ve izlenebilirlik.
Viskozite Neden Önemlidir?
Viskozite oval dişli ölçümünü iki farklı şekilde etkiler ve bunlardan yalnızca birine bakmak zayıf ölçüm seçimine yol açabilir.
Birincisi, bir miktar sıvı, amaçlanan yer değiştirme döngüsü tarafından tam olarak temsil edilmeden, hareketli ve sabit bileşenler arasındaki küçük boşluklardan geçebilir. Bu genellikle iç sızıntı veya kayma olarak tanımlanır. Çok ince bir sıvı söz konusu olduğunda bu boşluklardan sızıntı, özellikle düşük akışta daha belirgin hale gelebilir.
Viskozite arttıkça boşluklardan geçen akış genellikle daha kısıtlı olur. Pozitif deplasmanlı ölçüm cihazlarının viskoz yağlar ve benzeri sıvılarla iyi performans göstermesinin bir nedeni de budur.
Ancak yüksek viskozite aynı zamanda harekete karşı direnci de arttırır. Rotorları döndürmek için daha fazla diferansiyel basınç gerekebilir ve sayaçtaki basınç düşüşü artabilir. Yeterince yüksek viskozitede kullanılabilir maksimum akışın azaltılması gerekebilir.
KOBOLD'un rehberliğipozitif deplasmanlı akış ölçerlerÖrneğin, yüksek viskoziteli sıvıların, basınç düşüşünü kabul edilebilir bir aralıkta tutmak için azaltılmış maksimum akış gerektirebileceğini özellikle belirtir.
Pratik ders, viskozitenin asla tek başına değerlendirilmemesi gerektiğidir. Akış hızı, mevcut fark basıncı, proses sıcaklığı ve sayaç boyutuyla birlikte kontrol edin.
Doğruluk, Tekrarlanabilirlik ve İç Kayma Aynı Şey Değildir
Debimetre spesifikasyonları genellikle birbirinin yerine geçebilecek şekilde ele alınması kolay olan birkaç terim kullanır.
KesinlikBelirtilen sonucun, belirtilen koşullar altında referans veya kabul edilen değerle ne kadar yakından uyumlu olduğunu açıklar.
TekrarlanabilirlikÖlçüm aynı koşullar altında tekrarlandığında cihazın ne kadar tutarlı bir şekilde aynı sonucu ürettiğini açıklar.
Bir ölçüm cihazı yüksek düzeyde tekrarlanabilir olmasına rağmen yine de sistematik bir ölçüm hatasına sahip olabilir. Kalibrasyon bu sistematik farklılığın bir kısmını tanımlayabilir ve düzeltebilir ancak mekanik sorunları, uygun olmayan çalışma koşullarını veya değişen proses özelliklerini ortadan kaldırmaz.
Oval bir dişli sayacı için, çeşitli faktörler özel ilgiyi hak etmektedir.
Düşük Akış
Düşük akışta, iç açıklıklardan geçen sızıntı, sayaçtan geçen toplam miktara göre daha büyük olur. Mutlak kayma çok az değişse bile ölçülen verimdeki yüzdesi artabilir. Bu, çalışma aralığının alt ucunun neden dikkatli bir ilgiyi hak ettiğini açıklamaya yardımcı olur.
Bu nedenle küçük miktarlara odaklanan uygulamalar, basit boru bağlantısı yerine gerçek çalışma aralığına uygun bir metre boyutuna göre eşleştirilmelidir. Sitenin sayfalarıDüşük akış hızları için dişli sayaçlarıBu tür bir uygulama için ek bağlam sağlayın.
Sıcaklık
Sıcaklık sayaç malzemelerini etkiler ancak aynı zamanda akışkanı da değiştirir. Bir yağ, soğuk çalıştırma sırasında, proses çalışma sıcaklığına ulaştıktan sonra olduğundan çok daha viskoz olabilir. Bu nedenle sayaç aynı üretim döngüsünün farklı noktalarında farklı basınç düşüşü ve kayma davranışıyla karşılaşabilir.
Giymek
Rotor yüzeylerindeki, yataklardaki veya ölçüm odasındaki aşınma iç boşlukları değiştirebilir. Daha büyük açıklıklar sızıntı özelliklerini değiştirebilir ve sonuçta sayaç performansını değiştirebilir. Kalibrasyon geçmişinin faydalı olmasının nedeni budur: Sayaç faktöründeki kademeli bir değişiklik, bir elektronik sorundan daha fazlasını gösterebilir.
Sürüklenen Hava
Oval bir dişli ölçer, ölçüm odasını kaplayan hacmi ölçer. Bu odanın bir kısmı amaçlanan sıvı yerine gaz içeriyorsa, rotor hala hareket edebilir ve sayaç yine de yer değiştiren hacmi kaydedebilir. Bu nedenle görüntülenen sonuç artık operatörün ölçmeyi amaçladığı sıvı hacmini temsil etmeyebilir.
Oval Dişli Akış Ölçerler Nerede İyi Çalışır?
En güçlü uygulamalar genellikle doğrudan hacimsel ölçümün faydalı olduğu temiz sıvıları içerir. Tipik örnekler arasında yağlama yağı, hidrolik yağı, yakıt, reçine, yapıştırıcı, şurup, yemeklik yağ ve uyumlu proses kimyasalları yer alır.
Sıvının tam adı bir başvuruyu onaylamak için yeterli değildir. Çalışma sıcaklığındaki viskozitesi, temizliği, kimyasal uyumluluğu, basıncı, beklenen akış aralığı ve izin verilen basınç kaybının hala kontrol edilmesi gerekmektedir.
Oval dişli teknolojisi aynı zamanda gruplama ve proses-kontrol sistemleriyle de ilgilidir çünkü tekrarlanan hacimsel yer değiştirme, toplanabilen veya sayılabilen bir sinyal üretir. Daha fazla uygulamaya yönelik-örnekler sitenin aşağıdaki bölümlerinde mevcuttur:Proses kontrolü için dişli akış ölçümüVeendüstriyel dişli akış ölçer uygulamaları.
Oval Dişli Ölçer Ne Zaman Kötü Bir Seçimdir?
- Aşındırıcı veya parçacık- yüklü sıvılar:katılar yakın iç yüzeylere zarar verebilir veya rotor hareketini kısıtlayabilir.
- Önemli miktarda gazın sürüklendiği prosesler:ölçüm odasının bir kısmını kaplayan gaz, amaçlanan sıvı-hacimi sonucunu bozabilir.
- Çok sınırlı diferansiyel basınca sahip sistemler:Mekanik yer değiştirme, özellikle viskozite ve akış arttıkça basınç kaybı yaratır.
- Kimyasal olarak uyumsuz sıvılar:gövde, rotorlar, contalar, yataklar ve diğer ıslanan bileşenler proses ortamıyla uyumlu olmalıdır.
- Doğrudan kütle akışı gerektiren uygulamalar:oval bir dişli ölçer temel olarak kütleden ziyade hacmi ölçer.
Oval Dişli ve Diğer Akış Ölçer Teknolojileri Karşılaştırması
| Teknoloji | Ölçüm karakteristiği | Bunu dikkate almanın tipik nedeni |
|---|---|---|
| Oval dişli | Pozitif yer değiştirme hacmi ölçümü | Viskoz sıvıları, toplu işlemleri ve düşük{0}}akışlı uygulamaları temizleyin |
| Türbin | Hız-ile ilgili rotor ölçümü | Basınç ve akış koşullarının ölçüm cihazına uygun olduğu temiz, nispeten serbest-akışlı sıvılar |
| Elektromanyetik | Elektromanyetik indüksiyona dayalı hız ölçümü | Birçok su ve kimyasal proses dahil olmak üzere iletken sıvılar |
| Coriolis | Doğrudan kütle akışı ölçümü | Değişen akışkan koşullarında kütle akışı, yoğunluk bilgisi veya yüksek ölçüm yeteneği gerektiren prosesler |
Bunlar genel ayrımlardır, evrensel seçim kuralları değil. Teknolojileri karşılaştıran okuyucular sitenin içeriğini inceleyebilirtürbin debimetreleri, elektromanyetik akış ölçerlerve buna rehberlikCoriolis akış ölçer çalışma prensibiBir ölçüm yöntemi seçmeden önce.
Oval Dişli Akış Ölçer Nasıl Seçilir
Yalnızca boru çapıyla başlamayın. Süreçle başlayın.
- Sıvıyı tanımlayın.Gerçek ortamı ve ilgili olduğu yerde bileşimini veya konsantrasyonunu kaydedin.
- Çalışma sıcaklığında viskoziteyi belirleyin.Sıcaklık önemli ölçüde değişirse tek bir oda{0}sıcaklığı değeri yerine viskozite aralığını belirtin.
- Minimum, normal ve maksimum akışı tanımlayın.Boyutlandırmanın gerçek çalışma aralığı etrafında yapılması, zayıf düşük-akış performansının veya aşırı rotor hızının önlenmesine yardımcı olur.
- Basıncı ve mevcut fark basıncını kontrol edin.Sayaç, kabul edilemez proses kaybı yaratmadan sistem basınç değerini karşılamalıdır.
- Sıcaklık sınırlarını doğrulayın.Hem mekanik malzemeleri hem de elektronikleri kontrol edin.
- Islak-malzeme uyumluluğunu kontrol edin.Sıvıya maruz kalan gövdeyi, rotorları, contaları ve diğer bileşenleri dahil edin.
- Gerekli çıkışı seçin.Sistemin yerel göstergeye mi, darbe çıkışına mı, analog aktarıma mı, toplamaya mı yoksa bir kontrolörle entegrasyona mı ihtiyacı olduğuna karar verin.
- Gerekli ölçüm performansını tanımlayın.Gerçek doğruluk gerekliliklerini tekrarlanabilirlik veya basit süreç-izleme ihtiyaçlarından ayırın.
Uygulama koşulları istikrarlı değilse, sayacı yalnızca normal koşullar arasından seçmek yerine en kötü güvenilir çalışma durumunu tanımlayın.
Kurulum ve Devreye Alma Uygulamaları
Kirleticileri ölçüm odasından uzak tutun. Yabancı maddelerin mevcut olabileceği durumlarda genellikle uygun bir yukarı akış süzgeci önerilir. OMEGA'nın oval dişli belgeleri ayrıca kirin mekanizmaya zarar verebileceği konusunda uyarıyor ve sayacın ani bir hava tahliyesine maruz bırakılması yerine yavaşça doldurulmasını öneriyor.
Ölçüm sırasında sayaç sıvıyla dolu kalmalıdır. Havanın sürece girebileceği durumlarda, kararsız okumaları yalnızca elektronik bir sorun olarak ele almak yerine, kaynağı ele alın.
Üreticinin belirttiği akış yönüne ve çalışma sınırlarına uyun. Sürekli olarak nominal akış aralığının üzerinde çalışmaktan kaçının ve yukarı akış ekipmanının çok değişken akış ürettiği durumlarda pompa titreşimini göz önünde bulundurun.
Kurulumdan sonra ölçüm cihazının kendisinin yanı sıra sinyal zincirini de doğrulayın: sensör çıkışı, darbe ölçeklendirme, K-faktörü, ekran yapılandırması ve PLC veya toplayıcı ayarlarının tümü aynı mühendislik birimlerini temsil etmelidir.
Yaygın Sorunlar ve İlk Olarak Kontrol Edilmesi Gerekenler
| Belirti | Muhtemel nedenler | İlk kontroller |
|---|---|---|
| Okuma oranı beklenenden düşük | İç kayma, aşınma, yanlış K-faktörü veya uygun aralığın altında çalışma | Akış aralığını, viskoziteyi, kalibrasyon faktörünü ve servis geçmişini kontrol edin |
| Okuma kararsız | Sürüklenen hava, titreşimli akış veya dengesiz proses koşulları | Sıvı hattını inceleyin ve dengesizliği pompanın çalışmasıyla karşılaştırın |
| Rotorlar durur veya akış kısıtlanır | Kirlenme, aşırı viskozite veya dahili hasar | Bakım talimatlarına göre süzgeci, basınç düşüşünü ve rotor hareket serbestliğini kontrol edin |
| Basınç düşüşü artar | Filtrenin tıkanması, kirlenme, yüksek viskozite veya aşırı akış | Mevcut sıcaklığı, viskoziteyi ve akışı normal çalışma koşullarıyla karşılaştırın |
| Görüntülenen ses düzeyi sürekli olarak yanlış | Yanlış ölçeklendirme, K-faktörü veya kalibrasyon kayması | Mekanik sayacı değiştirmeden önce darbe konfigürasyonunu doğrulayın |
Kalibrasyon gerektiğinde belgelenmiş bir referans yöntemi kullanın ve sonuçları saklayın, böylece değişiklikler zaman içinde karşılaştırılabilir. Sitenin makalesiakış ölçer nasıl kalibre edilirek arka plan sağlar.
Sıkça Sorulan Sorular
Oval dişli akış ölçer pozitif yer değiştirme ölçer midir?
Evet. Temel pozitif yer değiştirme prensibi olan, tanımlanmış hacimleri bir ölçüm odası aracılığıyla tekrar tekrar izole ederek ve aktararak sıvıyı ölçer.
Oval bir dişli ölçer kütle akışını ölçer mi?
Hayır. Ölçülen birincil miktarı hacimdir. Kütle akışı, yoğunluk bilgisini veya kütleyi doğrudan ölçmek için tasarlanmış bir teknolojiyi gerektirir.
Oval dişli sayaçlar neden yağ için sıklıkla kullanılıyor?
Petrollerin çoğu temiz ve nispeten viskoz olup pozitif yer değiştirme ölçümüne uygun koşullardır. Nihai seçim hala akış aralığına, proses sıcaklığındaki viskoziteye, basınç düşüşüne, malzemelere ve gerekli doğruluğa bağlıdır.
Viskozite doğruluğu etkiler mi?
Performansı etkileyebilir çünkü viskozite iç kaymayı ve basınç kaybını etkiler. İnce bir sıvı, iç açıklıklardan daha kolay sızabilirken, yüksek viskoziteli bir sıvı, rotorları hareket ettirmek için daha büyük diferansiyel basınca ihtiyaç duyabilir.
Oval bir dişli sayacının uzun düz boru hatlarına ihtiyacı var mı?
Ölçümü, birçok hız-tabanlı ölçüm cihazının yaptığı gibi bir hız profili geliştirmeye bağlı değildir, dolayısıyla düz-çalışma gereksinimleri genellikle daha az talepkardır. Belirli modele ilişkin kurulum talimatlarına yine de uyulmalıdır.
Süzgeç neden önemlidir?
Sayaç hareketli elemanlar ve yakın mesafeler içerir. Yabancı madde rotasyonu kısıtlayabilir, aşınmayı hızlandırabilir veya ölçüm performansını değiştirebilir.
Sayaç seçmeden önce hangi bilgiler sağlanmalıdır?
Sıvıyı, çalışma sıcaklığındaki viskoziteyi, minimum ve maksimum akışı, basıncı, sıcaklığı, bağlantı gerekliliklerini, ıslak-malzeme gerekliliklerini, istenen çıktıyı ve ölçüm-performans hedefini sağlayın.
Çözüm
Oval dişli debimetrenin çalışma prensibi doğrudan hacimsel yer değiştirmeye dayanmaktadır. Rotorlar, bilinen sıvı hacimlerini defalarca izole eder, bunları ölçüm odasında hareket ettirir ve dönüşlerini mekanik bir göstergeye veya elektronik sinyale dönüştürür.
Bu mekanizma teknolojinin hem güçlü yönlerini hem de sınırlarını açıklıyor. Temiz viskoz sıvılar oval dişli ölçümüne çok uygun olabilir; kirlenme, sürüklenen hava, aşırı basınç kaybı, uygun olmayan malzemeler ve amaçlanan akış aralığının dışında çalıştırma performansı düşürebilir.
Seçim için tek bir spesifikasyon yerine tam çalışma koşuluna odaklanın. Akışkan özellikleri, viskozite, akış aralığı, sıcaklık, basınç, malzemeler, çıktı ve ölçüm gereksinimleri birlikte değerlendirilmelidir. Bu faktörler pozitif yer değiştirme prensibiyle eşleştiğinde oval dişli ölçüm cihazı hacimsel ölçüm, dozajlama ve proses izleme için pratik bir çözüm sağlayabilir.
