Medidor de gas
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 31 de diciembre de 2013; las comprobaciones requieren 37 ediciones .Un medidor de gas (medidor de gas) es un dispositivo de medición y un sistema para transmitir resultados de medición, diseñado para medir la cantidad ( volumen ), con menos frecuencia, la masa de gas que pasa a través de la tubería de gas . En consecuencia, la cantidad de gas, por regla general, se mide en metros cúbicos (m³) , rara vez, en unidades de masa, kilogramos o toneladas (principalmente, gases de proceso).
Los dispositivos de medición que permiten medir o calcular la cantidad de gas que pasa por unidad de tiempo ( consumo de gas ) se denominan caudalímetros o flujómetros. La mayoría de las veces, el consumo de gas se mide en metros cúbicos por hora ( m³/h ).
Los medidores de gas con características de precisión ligeramente peores, diseñados para la contabilidad tecnológica o en la granja y no utilizados para la contabilidad comercial, a menudo se denominan cuantómetros (papel de calco del inglés Quantometers ).
El sistema para transmitir los resultados de la medición, por ejemplo, un módem GSM y un sensor, está instalado en el medidor, formando un contador (de acuerdo con la Orden del Ministerio de Industria y Comercio de la Federación Rusa del 21 de enero de 2011 N 57) ,
Características técnicas de los contadores de gas domésticos
Características de los medidores de gas de diafragma de tamaños estándar G 1.6; G 2,5; G4
- Rango de costos operativos:
- Pérdida de presión < 200 Pa.
- Intervalo de calibración - 10 años.
- Error de medición:
- Umbral de sensibilidad del contador de gas: 0,0032 m 3 / h.
- Las dimensiones totales del dispositivo son 212 mm x 195 mm x 155 mm.
- La masa del contador es de 1,9 kg.
- Vida útil de al menos 24 años
Métodos para medir el volumen y el flujo de gas [1] [2] [3]
Método directo de medición de volumen
En este caso, una o más a menudo varias cámaras de medición de volumen conocido se llenan alternativamente con un flujo de gas que pasa desde el lado de entrada y se vacían en la salida. El volumen de gas que pasa por el dispositivo es proporcional al número de ciclos de llenado y vaciado. Este método se utiliza en medidores de gas de tambor, membrana (cámara) y rotativos.
El consumo de gas se calcula diferenciando el volumen con respecto al tiempo.
Método indirecto de medir el volumen
En este caso, el flujo de gas a través del dispositivo se mide midiendo, por ejemplo, el caudal de gas a través de un área de sección transversal conocida. Para medir el caudal, se utilizan tanto dispositivos mecánicos (varios impulsores, impulsores, etc.) como otros métodos. Por ejemplo, midiendo la velocidad del flujo usando ultrasonido , anemómetro de hilo caliente , detectando vórtices en el cuerpo romo , midiendo la caída de presión en el orificio , midiendo la cabeza de velocidad del flujo de gas , etc. [1] [3]
Para la correcta aplicación de este método, es necesario igualar en la zona de medición el caudal de gas en su sección transversal y dirección, para lo cual se utilizan varios dispositivos de preparación de flujo (enderezadores de flujo, condensadores de flujo, turbuladores), tanto como dispositivos separados como integrales. parte de los propios dispositivos.
Para reducir el error, el dispositivo puede tener en cuenta la diferencia en las tasas de flujo de gas en la sección transversal (diagrama de velocidad), por ejemplo, debido a la desaceleración de las capas de gas cerca de las paredes, al calcular la tasa de flujo de gas a partir de su tasa de flujo.
El volumen de gas que pasa a través de la sección transversal del dispositivo se calcula integrando el caudal a lo largo del tiempo.
Clasificación de contadores de gas según el principio de funcionamiento
Tambor
Se utiliza principalmente para fines de laboratorio como instrumentos de medición ejemplares. Cuando el tambor gira bajo la influencia de la presión, las secciones del tambor se llenan alternativamente de gas y, al llegar a la salida, se vacían (por un principio como giratorio ). El volumen de gas que pasa por el contador es proporcional al número de revoluciones del tambor. La rotación del tambor a través de una transmisión mecánica se transmite al dispositivo de conteo (dial). Rangos de medida, según tamaños estándar, desde unidades de l/h hasta 10…20 m³/h. Se caracterizan por una alta precisión de medición, el error principal es de hasta 0,15 ... 0,2%.
Vórtice [2] [3]
Se utiliza el cálculo de la frecuencia de aparición de vórtices alrededor de un cuerpo aerodinámico por un flujo de gas (ver Caudalímetro de vórtice ), cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del flujo. Los sensores-detectores piezoeléctricos o de hilo caliente se utilizan para detectar vórtices.
Se utilizan dispositivos con diámetros de trayectoria de flujo de 15…27 a 300 mm, caudal máximo Qmax de 50…70 a 12.000 m3/h y un rango de medición de 1:10 a 1:60 (a una presión media cercana a la atmosférica) se utilizan [ 3] . A medida que aumenta la presión del medio, el caudal máximo y el rango de medición aumentan casi en proporción directa a la presión.
El volumen de gas se calcula integrando el caudal volumétrico en el tiempo.
- caudales máximos elevados (en relación con el diámetro);
- amplio rango de medición, especialmente a altas presiones;
- falta de partes mecánicas móviles y, como resultado, sensibilidad reducida a la contaminación del medio que se mide
- costes medidos mínimos insuficientemente bajos Qmin;
- la necesidad de fuente de alimentación externa y, en consecuencia, la complejidad del uso autónomo;
- la necesidad de preparación del flujo: requisitos para las secciones de tubería antes y después del medidor (secciones de medición del DUT)
Levitacional
El contador de levitación es un dispositivo tacométrico en el que el elemento móvil gira sobre cojinetes de gas. La velocidad de rotación del elemento móvil es proporcional al caudal volumétrico. El convertidor secundario convierte la velocidad de rotación en una señal eléctrica, que se convierte en la unidad electrónica en la cantidad medida de gas que pasa. Los resultados se muestran en el indicador.
Los medidores de gas de levitación están diseñados para la medición comercial del volumen de gas natural consumido para fines domésticos y domésticos.
Membrana (cámara, diafragma)
El tipo más común de medidor de gas. La primera patente de un dispositivo de este tipo se obtuvo en Inglaterra en 1844 . Contador mecánico. El principio de funcionamiento se basa en el movimiento de las membranas móviles de las cámaras cuando el gas ingresa al dispositivo. La entrada y salida de gas provoca el movimiento alterno de las membranas y, mediante un juego de palancas y un reductor , acciona el mecanismo de conteo.
Los contadores de este tipo se utilizan para caudales máximos Qmax de 2,5 a 100 m3/h. Estos contadores cuentan con un amplio rango de medición de hasta 1:100.
ventajas:
- amplio rango de medición;
- intervalo de calibración largo (MPI) - hasta 10 años;
- capacidad de trabajo fuera de línea
Defectos:
- grandes dimensiones, especialmente para medidores de alto costo;
- baja presión máxima del gas medido - hasta 0,5 bar;
- sensibilidad a la contaminación mecánica del medio medido
Basado en el método de presión diferencial a través del orificio [2]
Tipos de dispositivos de constricción: diafragmas , tuberías y boquillas Venturi , tubos de promedio Annubar y Torbar , etc. Al fluir a través del dispositivo de constricción, se forma una diferencia de presión entre las secciones de la tubería antes y después del dispositivo de constricción. La caída de presión es proporcional al cuadrado del caudal. Se mide con uno (o varios, para ampliar el rango de medida) manómetros de presión diferencial. El volumen de gas que pasa a través del dispositivo se calcula integrando el flujo de gas en el tiempo.
Caudalímetro de hilo caliente
El principio de medición se basa en la dependencia de la transferencia de calor de un elemento calentado colocado en un flujo de la velocidad del flujo.
Rotatorio [2]
Contador mecánico. Dos rotores están ubicados en la cámara de medición a través del flujo de gas. Cuando el gas ingresa a la entrada del medidor, ambos rotores comienzan a girar bajo su presión. La forma de los rotores (en sección transversal similar a la figura 8) y la sección transversal de la cámara de medición se calculan de tal manera que durante la rotación el rotor describe el perfil de la superficie de la pared de la cámara de medición con un extremo, y el otro extremo describe el perfil superficial del segundo, girando hacia el rotor. En la posición inicial, los rotores están ubicados en un ángulo de 90° entre sí, esta posición mutua está fijada por dos ruedas sincronizadoras montadas en los ejes de los rotores. Las mismas ruedas proporcionan una rotación estrictamente síncrona de los rotores. Durante la rotación, ambos rotores cortan alternativamente un cierto volumen de gas (porción) encerrado entre el rotor y la pared de la cámara de medición y lo pasan a la contrasalida. El volumen de gas que pasa por el medidor es proporcional al número de porciones y, en consecuencia, proporcional al número de revoluciones de los rotores. La rotación del rotor desde su eje a través de una transmisión mecánica (reductor, embrague magnético, sistema de engranajes) se transmite al mecanismo de conteo, en el que se acumula la cantidad de gas pasado.
Se utilizan para caudales máximos Qmax de 10 ... 16 a 650 ... 1000 m3 / h (con menos frecuencia - en el sector doméstico para Qmax 4 ... 10 m3 / h), con un ancho de rango de caudal de 1:20 a 1:250.
Ventajas: [2]
- amplia gama de gastos;
- mayor precisión a costos que cambian drásticamente;
- alta precisión;
- instalación compacta
Contras: [2]
- precio más alto en comparación con la turbina;
- diámetros más pequeños posibles y tamaños estándar más pequeños posibles;
- ruido;
- sensibilidad a la contaminación mecánica del medio ambiente;
- sensibilidad al choque de aire
Inyección de tinta
El convertidor electrónico calcula la cantidad de gas que ha pasado por el generador de chorro .
Turbina [2]
Contador mecánico. Estructuralmente, es una sección de tubería, en cuya parte de flujo se ubica secuencialmente a lo largo del flujo una turbina con un eje y cojinetes de rotación. El gas que pasa a través de la cámara de medición del medidor hace girar la turbina , cuya velocidad de rotación es proporcional al caudal y, en consecuencia, al caudal de gas. La rotación de la turbina a través de una transmisión mecánica (sinfín, reductor, embrague magnético, sistema de engranajes) se transmite al mecanismo de conteo, el cual se integra mecánicamente en el tiempo y se acumula el volumen del gas pasado [2] . Se utilizan para caudales máximos Qmax de 100 a 10000 m3/h, con una amplitud de caudal de 1:10 a 1:50. Ventajas: [2]
Contras: [2]
Ultrasónico [2]
El ultrasonido lanzado a lo largo del flujo de gas y el ultrasonido lanzado contra el flujo de gas tienen una diferencia en la velocidad de movimiento, que es proporcional a la velocidad del gas. Al compararlos, se obtiene el caudal y, en consecuencia, el caudal y el volumen del gas pasado.
Los dispositivos más simples y económicos de este tipo de diámetros pequeños tienen un par de emisores ultrasónicos ubicados uno frente al otro a lo largo del eje del dispositivo o en paredes opuestas en ángulo con el flujo. O, alternativamente, en una pared. En este caso, una onda ultrasónica de un emisor se refleja en la pared opuesta y golpea la segunda, emparejada. Y viceversa, del segundo al primero. Además, se integra un sensor de temperatura en el dispositivo para llevar el medio medido a las condiciones estándar de acuerdo con GOST 2939-63. Algunos instrumentos pueden contener memoria no volátil y almacenar varios meses de datos de consumo.
Los dispositivos más complejos y costosos de grandes diámetros tienen varios pares de radiadores ubicados radialmente en las paredes del dispositivo en ángulo con el flujo, lo que permite determinar con mayor precisión la velocidad promedio del flujo en la sección [2] .
Ventajas: [2]
- dimensiones compactas
- precisión
- facilidad de instalación
- fiabilidad
- amplio rango de medición
- alta presión máxima de gas medida hasta 100 kPa
Contras: [2]
- costo relativamente alto para los tamaños G1.6 y G2.5
Otros
Se utilizan con mucha menos frecuencia que los anteriores y se utilizan con mayor frecuencia en la investigación científica.
Clasificación de contadores de gas según su caudal
Ancho de banda: el rango de costos en el que se garantiza el error de medición del medidor declarado por el fabricante.
La mayoría de los fabricantes seleccionan el caudal máximo (Qmax) de la fila 1; 1,6; 2,5; cuatro; 6(6.5) con un factor de 10 n , m 3 /h.
El valor del caudal mínimo (Qmin) caracteriza el ancho del rango de medición del medidor. Es costumbre definir el ancho del rango de medición como la relación Qmin/Qmax. Los medidores producidos actualmente tienen un ancho de rango de 1:10 a 1:250 y más amplio.
La sensibilidad debe distinguirse de Qmin (una característica, por regla general, de los dispositivos mecánicos): la tasa de flujo mínima a la que el mecanismo de conteo todavía está en movimiento y sus lecturas cambian, pero el error de tal medición no corresponde al estándar.
De acuerdo con el rendimiento máximo, los medidores de gas se dividen condicionalmente en domésticos, domésticos e industriales.
Hogar
Con un caudal máximo de 1 a 6 m³/h. Se utiliza con mayor frecuencia en apartamentos , casas, oficinas , hornos pequeños para la contabilidad local del consumo de gas.
Estos son, por regla general, pequeños medidores de gas rotativos de membrana (cámara, diafragma), menos a menudo ultrasónicos, de chorro (consulte la sección Clasificación de medidores de gas según el principio de funcionamiento )
Utilidades
Con un caudal máximo de 10 a 40 m³/h. Se utilizan para contabilizar el consumo de gas de pequeñas salas de calderas, instalaciones tecnológicas, etc.
Estos son, por regla general, medidores de gas de chorro de membrana (cámara, diafragma), rotativos, ultrasónicos y de mayor tamaño.
industriales
Con una capacidad máxima de más de 40 m³/h.
Se utilizan principalmente en estaciones de medición para grandes consumidores: salas de calderas de gas, empresas industriales y agrícolas, puntos de medición para redes de distribución de gas (medidores rotativos, de turbina, de vórtice, ultrasónicos, de chorro de gas), en redes principales (dispositivos de estrechamiento, turbina, vórtice , medidores de gas ultrasónicos)
Véase también
Notas
- ↑ 1 2 Daev Zh.A. ANÁLISIS COMPARATIVO DE MÉTODOS Y HERRAMIENTAS PARA LA MEDICIÓN DE FLUJO DE GAS . Negocio de petróleo y gas (2009). Archivado desde el original el 5 de diciembre de 2012.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Willi Weden. Métodos para medir el volumen de gas (enlace inaccesible) . RMG de Honeywell (05.10.11). Archivado desde el original el 4 de marzo de 2016.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Bogush M.V. ÉXITO EN LA MEDICIÓN DE CAUDAL VORTEX . Archivado desde el original el 5 de diciembre de 2012.
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