Μετάβαση στο περιεχόμενο

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ ΡΟΗΣ

Ροτάμετρα — ροόμετρα μεταβλητής διατομής: απλή, τοπική ένδειξη παροχής χωρίς τροφοδοσία

Το ροόμετρο (ή παροχόμετρο) μεταβλητής διατομής, γνωστό και ως ροτάμετρο, έχει έναν πλωτήρα μέσα σε κατακόρυφο κωνικό σωλήνα. Η ροή σηκώνει τον πλωτήρα ώσπου να ισορροπήσει με το βάρος του, και το ύψος του πάνω σε μια κλίμακα δείχνει την παροχή. Είναι από τα πιο απλά ροόμετρα: δεν χρειάζεται τροφοδοσία, δείχνει την παροχή επιτόπου, πάνω στη σωλήνωση, και ταιριάζει σε μικρές και μεσαίες παροχές υγρών και αερίων. Στα γυάλινα ροτάμετρα ο πλωτήρας φαίνεται απευθείας· οι μεταλλικές εκδόσεις, όπως το H250 M40 του καταλόγου μας, αντέχουν υψηλότερες πιέσεις και θερμοκρασίες, δείχνουν την παροχή με δείκτη μέσω μαγνητικής σύζευξης και μπορούν να δώσουν και σήμα 4–20 mA.

Τα ροτάμετρα του καταλόγου μας

Πώς λειτουργεί ένα ροτάμετρο

Ο σωλήνας μέτρησης στέκεται κατακόρυφα και φαρδαίνει προς τα πάνω, και μέσα του βρίσκεται ένας πλωτήρας βαρύτερος από το ρευστό. Το ρευστό μπαίνει από κάτω και ανεβαίνει, περνώντας από το δακτυλιοειδές διάκενο ανάμεσα στον πλωτήρα και στο τοίχωμα του σωλήνα. Καθώς περνά, σπρώχνει τον πλωτήρα προς τα πάνω· το βάρος του πλωτήρα, μείον την άνωση του ρευστού, τον τραβά προς τα κάτω.

Αν η παροχή αυξηθεί, μεγαλώνει η δύναμη πάνω στον πλωτήρα και ο πλωτήρας ανεβαίνει. Πιο ψηλά ο σωλήνας είναι φαρδύτερος, άρα το διάκενο μεγαλώνει και το ρευστό περνά από αυτό πιο αργά — ώσπου η δύναμη προς τα πάνω να εξισωθεί ξανά με το βάρος και ο πλωτήρας να σταθεί σε νέο ύψος. Κάθε παροχή έχει λοιπόν τη δική της θέση πλωτήρα, και η κλίμακα πάνω ή δίπλα στον σωλήνα δείχνει απευθείας την παροχή. Επειδή ο πλωτήρας σταματά πάντα εκεί όπου ισορροπούν οι δυνάμεις, η πτώση πίεσης στο όργανο μένει σχεδόν ίδια σε όλο το εύρος· με την παροχή αλλάζει η διατομή από την οποία περνά το ρευστό — από εκεί και το όνομα.

Η κλίμακα ισχύει για το ρευστό για το οποίο φτιάχτηκε: για την πυκνότητα και το ιξώδες του, και στα αέρια επιπλέον για την πίεση και τη θερμοκρασία μέσα στο όργανο. Με άλλο ρευστό ή άλλες συνθήκες λειτουργίας η ένδειξη αλλάζει, και χρειάζεται αναγωγή ή νέα κλίμακα. Η ακρίβεια δίνεται συνήθως ως κλάση ακρίβειας (π.χ. κλάση 1,6 κατά VDI/VDE 3513) και όχι ως σκέτο ποσοστό της ένδειξης, και το σχετικό σφάλμα είναι μεγαλύτερο στο κάτω μέρος της κλίμακας. Ένα τυπικό ροτάμετρο καλύπτει εύρος περίπου 10:1.

Σε γυάλινο (ή πλαστικό) σωλήνα ο πλωτήρας φαίνεται απευθείας — λύση απλή και φθηνή, για χαμηλές πιέσεις και θερμοκρασίες και για διαυγή, μη επικίνδυνα ρευστά, όπως νερό και αέρας. Σε μεταλλικό σωλήνα ο πλωτήρας φέρει μαγνήτη, και ένας δεύτερος μαγνήτης στην κεφαλή ένδειξης, έξω από τον σωλήνα, τον ακολουθεί και γυρίζει έναν δείκτη πάνω στην κλίμακα. Έτσι λειτουργεί και το H250 M40 του καταλόγου μας: τοπική ένδειξη χωρίς τροφοδοσία και, προαιρετικά, μεταδότης 4–20 mA / HART και διακόπτες ορίου.

  • Το υγρό ή το αέριο που ανεβαίνει μέσα στον σωλήνα
  • Ο κωνικός σωλήνας μέτρησης: φαρδαίνει προς τα πάνω
  • Ο πλωτήρας, βαρύτερος από το ρευστό
  • Το δακτυλιοειδές διάκενο ανάμεσα στον πλωτήρα και στο τοίχωμα (πορτοκαλί): όσο ψηλότερα ο πλωτήρας, τόσο μεγαλύτερο
  • Οι δυνάμεις στον πλωτήρα: η ώθηση της ροής προς τα πάνω (πορτοκαλί) και το βάρος του προς τα κάτω· εκεί όπου ισορροπούν, ο πλωτήρας σταματά
  • Η ένδειξη: η θέση του πλωτήρα πάνω στην κλίμακα δίνει την παροχή

Πού ταιριάζει ένα ροτάμετρο — και πού όχι

Ιδανικό για

  • Τοπική ένδειξη εκεί όπου δεν υπάρχει τροφοδοσία, ή δεν χρειάζεται: το όργανο λειτουργεί καθαρά μηχανικά, και ο χειριστής βλέπει την παροχή επιτόπου, πάνω στη σωλήνωση
  • Μικρές παροχές υγρών και αερίων: αέριο έκπλυσης και αδρανοποίησης, όπως το άζωτο, νερό ψύξης σε στεγανοποιήσεις και έδρανα, γραμμές δειγματοληψίας προς αναλυτές, δοσομέτρηση προσθέτων
  • Χειροκίνητη ρύθμιση και έλεγχο μιας παροχής, μαζί με βαλβίδα βελόνας: ο πλωτήρας δείχνει αμέσως αν η παροχή είναι εκεί όπου πρέπει
  • Θερμά, διαβρωτικά ή αδιαφανή ρευστά, με μεταλλικό σωλήνα και μαγνητική ένδειξη: το H250 M40 του καταλόγου μας καλύπτει θερμοκρασίες διεργασίας από −40 έως +300 °C, σε διαμέτρους από DN15 έως DN150
  • Απλούς συναγερμούς χωρίς σύστημα αυτοματισμού: διακόπτες ορίου στην κεφαλή ένδειξης δίνουν σήμα όταν η παροχή πέσει πολύ ή ανέβει πολύ — για παράδειγμα, όταν σταματήσει το νερό ψύξης
  • Χαμηλό κόστος και λίγη συντήρηση: ένα μόνο κινούμενο μέρος, και στη βασική έκδοση καθόλου ηλεκτρονικά

Χρειάζεται προσοχή όταν

  • Η σωλήνωση είναι οριζόντια ή η ροή κατεβαίνει: οι συνήθεις εκδόσεις θέλουν κατακόρυφη γραμμή με ροή προς τα πάνω, γιατί ο πλωτήρας δουλεύει κόντρα στη βαρύτητα — υπάρχουν ειδικές εκδόσεις, αλλά είναι η εξαίρεση
  • Χρειάζεστε υψηλή ακρίβεια ή μέτρηση για τιμολόγηση: η κλάση ακρίβειας 1,6 έως 4 αρκεί για παρακολούθηση και ρύθμιση μιας παροχής, όχι για custody transfer — ένα ροόμετρο Coriolis ή ένα ηλεκτρομαγνητικό τα πάει καλύτερα
  • Αλλάζει το ρευστό, το ιξώδες του ή οι συνθήκες λειτουργίας: η κλίμακα ισχύει για μία πυκνότητα και ένα ιξώδες, και στα αέρια για μία πίεση και θερμοκρασία· για πολύ παχύρρευστα υγρά, ένα ροόμετρο θετικής εκτόπισης ή Coriolis είναι συνήθως καλύτερη λύση
  • Το ρευστό είναι βρόμικο ή αφήνει επικαθίσεις: κολλούν στον πλωτήρα και στον σωλήνα και αλλάζουν την ένδειξη, ενώ σε γυάλινο σωλήνα κρύβουν τον πλωτήρα· σε μεταλλικό, τα σιδηρούχα σωματίδια μαζεύονται στον μαγνήτη του πλωτήρα
  • Η ροή πάλλεται, όπως μετά από εμβολοφόρα αντλία ή συμπιεστή, ή το αέριο είναι σε χαμηλή πίεση: ο πλωτήρας ταλαντώνεται και η ένδειξη γίνεται ασταθής
  • Ατμός: ένα μεταλλικό ροτάμετρο με κλίμακα για τις ακριβείς συνθήκες του ατμού μπορεί να τον μετρήσει, αλλά η συνήθης επιλογή είναι ένα ροόμετρο vortex ή διαφορικής πίεσης

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 (η τεχνολογία αυτού του άρθρου)±1,6–4 % *
  • Vortex±0,75–2 %
  • Θερμική μέτρηση μάζας±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 ροταμέτρου

Ένα ροτάμετρο μετρά σωστά μόνο όταν στέκεται κατακόρυφα — ο πλωτήρας πρέπει να κινείται ελεύθερα στον άξονα του σωλήνα — και όταν η ροή πηγαίνει από κάτω προς τα πάνω. Τοποθετήστε το απόλυτα κατακόρυφα, χωρίς τάσεις από τη σωλήνωση, και στηρίξτε τον σωλήνα και από τις δύο πλευρές, ιδίως όταν ο σωλήνας μέτρησης είναι γυάλινος. Σε μεταλλικό ροτάμετρο, κρατήστε μαγνητικά πεδία και χαλύβδινα εξαρτήματα μακριά από την κεφαλή ένδειξης, γιατί μπορούν να τραβήξουν τον δείκτη.

Το ροτάμετρο είναι λιγότερο ευαίσθητο στο προφίλ ροής από τις περισσότερες τεχνολογίες, θέλει όμως ήρεμη, σταθερή ροή στην είσοδό του: τυπικά 5 D ευθύ τμήμα πριν από αυτό και 3 D μετά (D = ονομαστική διάμετρος) — ορισμένοι κατασκευαστές δηλώνουν ότι δεν χρειάζεται ευθύ τμήμα. Η βαλβίδα ρύθμισης μπαίνει μετά το όργανο, όχι αμέσως πριν από αυτό. Στα αέρια το όργανο θέλει επιπλέον σταθερή πίεση, γιατί από αυτήν εξαρτάται η ένδειξη:

Κατακόρυφα, με ροή προς τα πάνωΤο όργανο μπαίνει σε κατακόρυφο τμήμα της γραμμής, απόλυτα κατακόρυφο, με τη ροή να μπαίνει από κάτω. Ο πλωτήρας χρειάζεται τη βαρύτητα για να κατέβει ξανά, γι’ αυτό η οριζόντια ή η προς τα κάτω τοποθέτηση είναι λάθος για τις συνήθεις εκδόσεις.
Ήρεμη ροή στην είσοδοΤυπικά 5 D ευθύ τμήμα πριν από το όργανο και 3 D μετά. Η βαλβίδα ρύθμισης μπαίνει μετά το όργανο, ώστε η ροή που φτάνει στον πλωτήρα να είναι ήρεμη.
Γυάλινος ή μεταλλικός σωλήναςΑριστερά, γυάλινος σωλήνας: ο πλωτήρας φαίνεται απευθείας μπροστά σε μια κλίμακα — για χαμηλές πιέσεις και διαυγή ρευστά. Δεξιά, μεταλλικός σωλήνας: ένας μαγνήτης στον πλωτήρα κινεί έναν δεύτερο μαγνήτη και έναν δείκτη στην κεφαλή ένδειξης, έξω από τον σωλήνα — για υψηλότερες πιέσεις και θερμοκρασίες, και για αδιαφανή ή επικίνδυνα ρευστά.
Αέρια: σταθερή πίεση, ήρεμος πλωτήραςΣτα αέρια, μια βαλβίδα στραγγαλισμού μετά το όργανο κρατά σταθερή την πίεση μέσα σε αυτό (αντίθλιψη). Σε χαμηλή πίεση ή με παλμική ροή ο πλωτήρας μπορεί να αναπηδά· μια απόσβεση στον πλωτήρα, προαιρετική σε ορισμένα όργανα, τον κρατά σταθερό.
  • Καθαρίστε τη γραμμή πριν τοποθετήσετε το όργανο, ώστε υπολείμματα συγκόλλησης και βρομιές να μη φτάσουν στον πλωτήρα· για ρευστά με σιδηρούχα σωματίδια, ένα μαγνητικό φίλτρο πριν από μεταλλικό ροτάμετρο τα κρατά μακριά από τον μαγνήτη του πλωτήρα.
  • Ανοίγετε τις βαλβίδες αργά: ένα απότομο κύμα πίεσης — ιδίως στα αέρια — πετά τον πλωτήρα στο πάνω τέρμα του και μπορεί να τον καταστρέψει ή να σπάσει γυάλινο σωλήνα.
  • Διαβάζετε την κλίμακα στην ακμή του πλωτήρα που ορίζει ο κατασκευαστής, και ελέγξτε ότι η κλίμακα φτιάχτηκε για το δικό σας ρευστό και τις δικές σας συνθήκες λειτουργίας.
  • Αν το όργανο πρέπει να βγαίνει για συντήρηση χωρίς να σταματά η διεργασία, βάλτε βαλβίδες απομόνωσης πριν και μετά από αυτό και μια παράκαμψη (by-pass) γύρω του.

Ροτάμετρα ανά κλάδο

ΧημικάΜικρές παροχές προσθέτων και αντιδραστηρίων, και άζωτο για την αδρανοποίηση δεξαμενών και την έκπλυση οργάνων και στεγανοποιήσεων — με μεταλλικό σωλήνα για διαβρωτικά ή αδιαφανή υγρά· το H250 M40 στέλνει και σήμα 4–20 mA στο σύστημα αυτοματισμού, όπου χρειάζεται.Ενέργεια & ΙσχύςΝερό ψύξης στα έδρανα και στις στεγανοποιήσεις αντλιών και στροβίλων, με διακόπτη ορίου που δίνει σήμα όταν σταματήσει, παροχές δείγματος προς τους αναλυτές ατμού και νερού, και δοσομέτρηση χημικών για το νερό του λέβητα.Νερό & ΛύματαΠαροχές δείγματος προς τους αναλυτές (χλώριο, pH, θολότητα), νερό αραίωσης για το πολυμερές και μικρές παροχές αέρα. Για την κύρια παροχή νερού, η συνήθης επιλογή είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό ροόμετρο.Πετρέλαιο & Φυσικό ΑέριοΈκπλυση με άζωτο σε όργανα και θαλάμους αναλυτών, και υγρό έκπλυσης στις στεγανοποιήσεις αντλιών — όπου αρκεί τοπική ένδειξη, ή όπου δεν υπάρχει τροφοδοσία στο σημείο μέτρησης.Τρόφιμα & ΠοτάΔιοξείδιο του άνθρακα και άζωτο για την ενανθράκωση, την εμφιάλωση και την αδρανοποίηση, και νερό ψύξης και πλύσης στις βοηθητικές εγκαταστάσεις. Οι γραμμές του ίδιου του προϊόντος θέλουν υγιεινό σχεδιασμό — συνήθως ηλεκτρομαγνητικό ή Coriolis ροόμετρο.

Το ροτάμετρο που προμηθεύουμε

Το ροτάμετρο του καταλόγου μας: το Krohne H250 M40, με μεταλλικό σωλήνα, για υγρά και αέρια. Τα γυάλινα ροτάμετρα και τα ροτάμετρα έκπλυσης (purge) περιγράφονται σε αυτό το άρθρο ως μέρος της τεχνολογίας· δεν είναι στον κατάλογό μας.

Όλα τα ροτάμετρα

Ροτάμετρα: συχνές ερωτήσεις

Ρωτήστε για μέτρηση παροχής με ροτάμετρο

Πείτε μας το ρευστό (υγρό ή αέριο), το εύρος παροχής, την πίεση και τη θερμοκρασία, τη διάμετρο της σωλήνωσης, και αν χρειάζεστε μόνο τοπική ένδειξη ή και σήμα ή συναγερμό — και οι μηχανικοί μας θα σας προτείνουν το κατάλληλο όργανο, με τιμή και χρόνο παράδοσης.