Μετάβαση στο περιεχόμενο

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΡΟΗΣ

Θερμικά ροόμετρα μάζας: η παροχή μάζας των αερίων, απευθείας

Το θερμικό ροόμετρο (ή παροχόμετρο) μάζας έχει μέσα στη ροή του αερίου δύο μικρούς αισθητήρες: ο ένας μετρά τη θερμοκρασία του αερίου και ο άλλος θερμαίνεται πάνω από αυτήν. Το αέριο που περνά απάγει θερμότητα από τον θερμαινόμενο αισθητήρα, και όσο περισσότερο αέριο περνά, τόσο περισσότερη θερμότητα παίρνει μαζί του· από την ισχύ που χρειάζεται για να μείνει ζεστός ο αισθητήρας, το όργανο υπολογίζει απευθείας την παροχή μάζας — χωρίς αντιστάθμιση πίεσης και θερμοκρασίας. Μετρά πεπιεσμένο αέρα, άζωτο, φυσικό αέριο και άλλα αέρια γνωστής σύστασης, ακόμη και σε πολύ μικρές ταχύτητες, είτε μέσα στη γραμμή είτε με αισθητήρα εμβάπτισης σε μεγάλους σωλήνες, αεραγωγούς και καπνοδόχους. Τα θερμικά ροόμετρα μάζας δεν είναι ακόμη στον online κατάλογό μας· τα προμηθεύουμε από την Kurz Instruments και τη VP Instruments.

Οι κατασκευαστές με τους οποίους συνεργαζόμαστε

Πώς λειτουργεί ένα θερμικό ροόμετρο μάζας

Μέσα στη ροή του αερίου βρίσκονται δύο μικροί αισθητήρες θερμοκρασίας, συνήθως θερμοαντιστάσεις πλατίνας. Ο ένας μετρά τη θερμοκρασία του αερίου· ο άλλος θερμαίνεται και κρατιέται σε σταθερή διαφορά θερμοκρασίας πάνω από αυτήν. Το αέριο που περνά απάγει θερμότητα από τον θερμαινόμενο αισθητήρα, και τα ηλεκτρονικά του οργάνου δίνουν ακριβώς την ισχύ που χρειάζεται για να μένει η διαφορά σταθερή. Ορισμένα όργανα δουλεύουν αντίστροφα: θερμαίνουν τον αισθητήρα με σταθερή ισχύ και μετρούν πόσο πέφτει η θερμοκρασία του.

Η θερμότητα που απάγει το αέριο εξαρτάται από τη μάζα του αερίου που περνά από τον αισθητήρα κάθε δευτερόλεπτο —δηλαδή από την παροχή μάζας— και όχι από τον όγκο του. Ο ίδιος όγκος αερίου, συμπιεσμένος στη διπλάσια πίεση, έχει διπλάσια μάζα και απάγει περισσότερη θερμότητα. Γι’ αυτό το όργανο μετρά απευθείας παροχή μάζας, χωρίς χωριστές μετρήσεις πίεσης και θερμοκρασίας. Τη δείχνει σε kg/h ή ως κανονικό όγκο, σε κανονικά κυβικά μέτρα ανά ώρα (Nm³/h): είναι η παροχή μάζας εκφρασμένη ως ο όγκος που θα είχε το αέριο σε συμφωνημένες συνθήκες αναφοράς.

Η σχέση δεν είναι ευθεία γραμμή: οι απώλειες θερμότητας αυξάνονται απότομα στις μικρές παροχές και πιο ήπια στις μεγάλες, ενώ ακόμη και σε ακίνητο αέριο ο θερμαινόμενος αισθητήρας χάνει λίγη θερμότητα. Γι’ αυτό ένα θερμικό όργανο είναι πολύ ευαίσθητο στις μικρές ταχύτητες, και γι’ αυτό καλύπτει μεγάλο εύρος μέτρησης —τυπικά 100:1 ή και περισσότερο. Κάθε όργανο έχει τη δική του καμπύλη, ρυθμισμένη στο εργοστάσιο για συγκεκριμένο αέριο, γιατί η θερμότητα που απάγει ένα αέριο εξαρτάται και από τις ιδιότητές του: ο αέρας, το άζωτο, το φυσικό αέριο και το διοξείδιο του άνθρακα δίνουν το καθένα διαφορετική καμπύλη.

Υπάρχουν δύο μορφές. Στο ροόμετρο γραμμής (inline), οι αισθητήρες βρίσκονται σε δικό τους τμήμα μέτρησης, που μπαίνει στη σωλήνωση — η συνήθης επιλογή για μικρές και μεσαίες διαμέτρους, όπως στο δίκτυο πεπιεσμένου αέρα. Ο αισθητήρας εμβάπτισης μπαίνει από το τοίχωμα ενός μεγάλου σωλήνα, αεραγωγού ή καπνοδόχου και μετρά την ταχύτητα στην άκρη του· από αυτήν, από τη γνωστή διατομή και από το προφίλ ροής, το όργανο υπολογίζει τη συνολική παροχή. Στους μεγάλους αεραγωγούς, όπου η ροή δεν είναι ίδια σε όλη τη διατομή, περισσότερα σημεία μέτρησης —πάνω σε έναν ή σε περισσότερους αισθητήρες εμβάπτισης— βγάζουν τον μέσο όρο της.

  • Η ροή του αερίου
  • Ο αισθητήρας αναφοράς, που μετρά τη θερμοκρασία του αερίου
  • Ο θερμαινόμενος αισθητήρας, που κρατιέται σταθερά πάνω από τη θερμοκρασία του αερίου
  • Η θερμότητα που απάγει το αέριο από τον θερμαινόμενο αισθητήρα (πορτοκαλί)
  • Η ισχύς θέρμανσης αυξάνεται με την παροχή μάζας — απότομα στις μικρές παροχές, πιο ήπια στις μεγάλες

Πού ταιριάζει ένα θερμικό ροόμετρο μάζας — και πού όχι

Ιδανικό για

  • Πεπιεσμένο αέρα: κατανάλωση ανά γραμμή, τμήμα ή μηχάνημα, και διαρροές — τις δείχνει η παροχή που μένει όταν η παραγωγή έχει σταματήσει. Ο πεπιεσμένος αέρας είναι από τις πιο ακριβές μορφές ενέργειας σε μια μονάδα, και η μέτρηση δείχνει πού πηγαίνει
  • Αέρια γνωστής σύστασης —άζωτο, οξυγόνο, αργό, διοξείδιο του άνθρακα, φυσικό αέριο και άλλα αέρια διεργασίας— με το όργανο ρυθμισμένο για το πραγματικό αέριο
  • Παροχή μάζας, ή κανονικό όγκο, χωρίς χωριστές μετρήσεις πίεσης και θερμοκρασίας: αυτό που πραγματικά καταναλώνει η διεργασία, όποια κι αν είναι η πίεση στη γραμμή
  • Πολύ μικρές ταχύτητες και μεγάλο εύρος μέτρησης —τυπικά 100:1 ή και περισσότερο— ώστε να μετριούνται και οι μικρές παροχές, μαζί με τις διαρροές, και οι αιχμές
  • Μεγάλους σωλήνες, αεραγωγούς και καπνοδόχους: ένας αισθητήρας εμβάπτισης κοστίζει περίπου το ίδιο όποια κι αν είναι η διάμετρος, και μετρά αέρα καύσης, καυσαέρια και αέρα εξαερισμού — τα όρια θερμοκρασίας και σκόνης εξαρτώνται από το μοντέλο
  • Μικρή πτώση πίεσης και κανένα κινούμενο μέρος: ο αισθητήρας εμβάπτισης σχεδόν δεν εμποδίζει τη ροή, και τίποτα δεν φθείρεται

Σκεφτείτε το ξανά όταν

  • Το ρευστό είναι υγρό ή ατμός: η μέθοδος είναι για αέρια — για τα υγρά επιλέγονται ηλεκτρομαγνητικά, Coriolis και άλλα ροόμετρα, και για τον ατμό ροόμετρο vortex ή διαφορικής πίεσης
  • Η σύσταση του αερίου αλλάζει πολύ ή απρόβλεπτα: η θερμότητα που απάγει ένα αέριο εξαρτάται από το τι περιέχει, άρα η ένδειξη μετατοπίζεται, εκτός αν το όργανο μπορεί να ρυθμιστεί για το πραγματικό μείγμα
  • Το αέριο μεταφέρει σταγονίδια ή η υγρασία του συμπυκνώνεται πάνω στον αισθητήρα: κάθε σταγόνα εξατμίζεται στον θερμαινόμενο αισθητήρα, παίρνει επιπλέον θερμότητα και εμφανίζεται ως απότομη αύξηση της παροχής
  • Σκόνη, ομίχλη λαδιού ή άλλες επικαθίσεις μαζεύονται στον αισθητήρα: τον μονώνουν, χάνεται λιγότερη θερμότητα, και η ένδειξη πέφτει σιγά σιγά χαμηλότερα από την πραγματική — εκτός αν ο αισθητήρας καθαρίζεται
  • Η ροή είναι έντονα παλμική ή μπορεί να αντιστραφεί, όπως ακριβώς μετά από εμβολοφόρο συμπιεστή: πολλά θερμικά όργανα δεν ξεχωρίζουν την κατεύθυνση της ροής και μετρούν την αντίστροφη ροή σαν να ήταν κανονική
  • Χρειάζεστε ακρίβεια εμπορικής συναλλαγής (custody transfer), π.χ. για τιμολόγηση φυσικού αερίου: εκεί η συνήθης επιλογή είναι ροόμετρα υπερήχων ή Coriolis με τις απαιτούμενες εγκρίσεις

Σύγκριση με τις άλλες τεχνολογίες

Τυπική ακρίβεια κάθε τεχνολογίας μέτρησης ροής, ± % της μέτρησης, σε λογαριθμική κλίμακα. Όσο πιο αριστερά, τόσο ακριβέστερη. Τονισμένη είναι η τεχνολογία αυτού του άρθρου.
  • Coriolis±0,1–0,2 %
  • Ηλεκτρομαγνητικά±0,2–0,5 %
  • Υπέρηχοι±0,5–2 %
  • Διαφορική πίεση±0,5–2 %
  • Μεταβλητή διατομή±1,6–4 % *
  • Vortex±0,75–2 %
  • Θερμική μέτρηση μάζας (η τεχνολογία αυτού του άρθρου)±1–3 %
  • Θετική εκτόπιση±0,2–0,5 %
  • Τουρμπίνα±0,5–1 %

Τυπικά εύρη για υγρά (θερμική μέτρηση μάζας: αέρια), ± % της μέτρησης· για μεταβλητή διατομή, η κλάση ακρίβειας (*). Η ακρίβεια ενός συγκεκριμένου οργάνου εξαρτάται από το μοντέλο, το μέγεθος και την εγκατάσταση — την επιβεβαιώνουμε για τη δική σας εφαρμογή.

 Όλες οι τεχνολογίες

Εγκατάσταση θερμικού ροομέτρου μάζας

Ένα θερμικό ροόμετρο μάζας μετρά τη ροή στον αισθητήρα του —και ένας αισθητήρας εμβάπτισης σε ένα μόνο σημείο του σωλήνα— άρα θέλει ανεπτυγμένο, αδιατάρακτο προφίλ ροής. Τυπικά αυτό σημαίνει 10–20 D ευθύ τμήμα σωλήνωσης πριν από το όργανο και 5 D μετά (D = ονομαστική διάμετρος)· μετά από δύο καμπύλες σε διαφορετικά επίπεδα, μια βάνα ή μια συστολή, το τμήμα πριν από το όργανο πρέπει να είναι ακόμη μεγαλύτερο, ενώ ένας ευθυγραμμιστής ροής μπορεί να το μικρύνει. Οι μειωτές πίεσης και οι βαλβίδες ρύθμισης μπαίνουν μετά το όργανο. Η άκρη του αισθητήρα εμβάπτισης φτάνει στο βάθος που δίνει ο κατασκευαστής —συνήθως στο κέντρο του σωλήνα— με τον αισθητήρα στραμμένο προς τη ροή, όπως δείχνει το σημάδι πάνω του.

Από την ταχύτητα στον αισθητήρα, το όργανο υπολογίζει τη συνολική παροχή στη διατομή, άρα χρειάζεται την ακριβή εσωτερική διάμετρο του σωλήνα ή τις διαστάσεις του αεραγωγού. Η παροχή ακολουθεί το τετράγωνο της διαμέτρου: σφάλμα 1 % στη διάμετρο δίνει σφάλμα περίπου 2 % στην παροχή. Και το αέριο πρέπει να φτάνει στον αισθητήρα στεγνό και καθαρό. Στη συνέχεια:

Ευθύ τμήμα πριν και μετάΤυπικά 10–20 D ευθύ τμήμα πριν από το όργανο και 5 D μετά. Οι μειωτές πίεσης και οι βαλβίδες ρύθμισης μπαίνουν μετά το όργανο, πέρα από το ευθύ τμήμα που το ακολουθεί.
Μεγάλοι αεραγωγοί και καπνοδόχοιΟ αισθητήρας μπαίνει από ένα στόμιο στο τοίχωμα, στο βάθος που δίνει ο κατασκευαστής. Σε μεγάλο αεραγωγό ή καπνοδόχο η ροή σπάνια είναι ίδια σε όλη τη διατομή, γι’ αυτό περισσότερα σημεία μέτρησης —κατά μήκος ενός αισθητήρα εμβάπτισης που τη διασχίζει, ή σε περισσότερους αισθητήρες— βγάζουν τον μέσο όρο του προφίλ.
Πεπιεσμένος αέρας: μετά τον ξηραντή και το φίλτροΤοποθετήστε το όργανο εκεί όπου ο αέρας είναι στεγνός και καθαρός: μετά τον ξηραντή και το φίλτρο —συνήθως και μετά το αεροφυλάκιο, που αποσβένει τους παλμούς— και όχι αμέσως μετά τον συμπιεστή, όπου ο αέρας είναι ζεστός, υγρός και παλμικός. Αποστραγγίστε το συμπύκνωμα πριν από το όργανο, και αποφύγετε τα χαμηλά σημεία, όπου μαζεύεται.
Τοποθέτηση υπό πίεσηΠολλοί αισθητήρες εμβάπτισης μπαίνουν από σφαιρική βάνα και σύνδεσμο συμπίεσης, ώστε να τοποθετούνται και να βγαίνουν χωρίς να σταματήσει η γραμμή. Μια διάταξη συγκράτησης εμποδίζει την πίεση της γραμμής να εκτινάξει τον αισθητήρα όταν λασκάρει ο σύνδεσμος.
  • Βάλτε το όργανο εκεί όπου το αέριο είναι στεγνό και καθαρό, με τις αποστραγγίσεις συμπυκνώματος πριν από αυτό σε λειτουργία, και ελέγχετε και καθαρίζετε τον αισθητήρα ανά διαστήματα όπου το αέριο μεταφέρει σκόνη ή λάδι.
  • Τοποθετήστε ή βγάλτε έναν αισθητήρα εμβάπτισης με τη γραμμή χωρίς πίεση, ή μέσα από σφαιρική βάνα με τη διάταξη συγκράτησης στη θέση της — ποτέ μη λασκάρετε τον σύνδεσμο ενός αισθητήρα υπό πίεση χωρίς αυτήν.
  • Δηλώστε στο όργανο το αέριο, την εσωτερική διάμετρο και τις συνθήκες αναφοράς: ο κανονικός όγκος στους 0 °C και στους 20 °C διαφέρει κατά περίπου 7 %, γι’ αυτό χρησιμοποιήστε την ίδια αναφορά με τους λογαριασμούς και τις ενεργειακές σας αναφορές.
  • Στην εκκίνηση, ελέγξτε ότι το όργανο δείχνει μηδέν με τη γραμμή απομονωμένη και το αέριο ακίνητο.

Θερμικά ροόμετρα μάζας ανά κλάδο

Ενέργεια & ΙσχύςΑέρας καύσης και φυσικό αέριο προς λέβητες και καυστήρες, για τη σχέση αέρα-καυσίμου και την απόδοση· και η παροχή καυσαερίων στην καπνοδόχο, που μαζί με τους αναλυτές αερίων δίνει τη μάζα κάθε ρύπου που εκπέμπεται.Νερό & ΛύματαΑέρας από τους φυσητήρες προς τις δεξαμενές αερισμού, μετρημένος ανά δεξαμενή ή ανά ζώνη για τον έλεγχο του αερισμού και της ενέργειας των φυσητήρων· και βιοαέριο από τους χωνευτές προς τις μηχανές, τους λέβητες ή τον πυρσό — όπου πρέπει να ληφθούν υπόψη η μεταβαλλόμενη σύστασή του και η υγρασία.Τρόφιμα & ΠοτάΠεπιεσμένος αέρας, άζωτο και διοξείδιο του άνθρακα για συσκευασία, ενανθράκωση και αδρανοποίηση, μετρημένα ανά καταναλωτή — και οι διαρροές του δικτύου πεπιεσμένου αέρα, που φαίνονται με μέτρηση όταν οι γραμμές έχουν σταματήσει.ΧημικάΆζωτο για αδρανοποίηση και εκκαθάριση, και αέρια διεργασίας γνωστής σύστασης προς τους αντιδραστήρες — μετρημένα ως μάζα, όποια κι αν είναι η πίεση στη γραμμή.Ορυχεία, Μεταλλεύματα & ΜέταλλαΔίκτυα πεπιεσμένου αέρα σε λατομεία και μονάδες επεξεργασίας, αέρας καύσης και φυσικό αέριο προς καμίνους και φούρνους, και η παροχή αερίων σε μεγάλους αεραγωγούς και καπνοδόχους.

Θερμικά ροόμετρα μάζας από την Kurz και τη VP Instruments

Τα θερμικά ροόμετρα μάζας δεν είναι ακόμη στον online κατάλογό μας. Τα προμηθεύουμε από δύο κατασκευαστές θερμικών ροομέτρων μάζας: την Kurz Instruments, για αέρα καύσης, καυσαέρια, βιοαέριο και αέρια διεργασίας —και σε μεγάλους αεραγωγούς και καπνοδόχους— και τη VP Instruments, για πεπιεσμένο αέρα και τεχνικά αέρια, με συστήματα παρακολούθησης ενέργειας που δείχνουν πού πραγματικά καταναλώνεται ο πεπιεσμένος αέρας μιας μονάδας. Πείτε μας την εφαρμογή: το αέριο και τη σύστασή του, το εύρος παροχής, την πίεση και τη θερμοκρασία, και τη διάμετρο του σωλήνα ή τις διαστάσεις του αεραγωγού — και οι μηχανικοί μας θα σας προτείνουν το κατάλληλο όργανο, με τιμή και χρόνο παράδοσης.

Kurz InstrumentsKurz InstrumentsΘερμικά παροχόμετρα μάζας για αέρα και αέρια Μάθετε περισσότερα VP InstrumentsVP InstrumentsΠαρακολούθηση ροής πεπιεσμένου αέρα και αερίων Μάθετε περισσότερα

Θερμικά ροόμετρα μάζας: συχνές ερωτήσεις

Ρωτήστε για θερμική μέτρηση παροχής μάζας

Πείτε μας το αέριο και τη σύστασή του, το εύρος παροχής, την πίεση και τη θερμοκρασία, τη διάμετρο του σωλήνα ή τις διαστάσεις του αεραγωγού, και αν χρειάζεστε παροχή μάζας, κανονικό όγκο ή κατανάλωση ανά καταναλωτή — και οι μηχανικοί μας θα σας προτείνουν το κατάλληλο όργανο, με τιμή και χρόνο παράδοσης.