Kako termalni mjerači protoka mjere protok plina?

Bok tamo! Kao dobavljača mjerača protoka često me pitaju kako rade različite vrste mjerača protoka. Danas ću se usredotočiti na termometre protoka i kako oni mjere protok plina.

Razumijevanje mjerenja protoka plina

Prije nego što se upustimo u termometre protoka, nakratko razgovarajmo o tome zašto je mjerenje protoka plina važno. U hrpi industrija kao što su nafta i plin, kemijska obrada i praćenje okoliša, poznavanje točne brzine protoka plina je ključno. Pomaže u kontroli procesa, sigurnosti i učinkovitosti. Na primjer, u kemijskom postrojenju, odgovarajuća brzina protoka plina osigurava da se reakcije odvijaju kako bi trebale. Ako je protok previsok ili prenizak, može pokvariti cijeli proces i čak dovesti do sigurnosnih opasnosti.

Kako rade toplinski mjerači protoka

U redu, kako termalni mjerači protoka rade svoj posao? Pa, toplinski mjerači protoka rade na principu prijenosa topline. Imaju dva glavna dijela: grijani senzor i referentni senzor.

Osnovna ideja je da kada plin teče preko grijanog senzora, on oduzima toplinu. Količina oduzete topline izravno je povezana s masenim protokom plina. S druge strane, referentni senzor se ne zagrijava i koristi se za mjerenje temperature okoline plina.

Raščlanimo to još malo. Postoje dvije uobičajene vrste toplinskih mjerača protoka: konstantna temperatura i konstantna snaga.

Termički mjerači protoka konstantne temperature

U toplinskom mjeraču protoka konstantne temperature, temperaturna razlika između grijanog senzora i referentnog senzora održava se konstantnom. Kako plin teče preko grijanog senzora i oduzima toplinu, mjerač automatski povećava snagu grijanog senzora kako bi održao tu konstantnu temperaturnu razliku. Snaga potrebna za održavanje konstantne temperature proporcionalna je masenom protoku plina. Dakle, mjerenjem ulazne snage možemo odrediti koliko plina teče.

Termalni mjerači protoka konstantne snage

Kod termalnih mjerača protoka konstantne snage, na grijani senzor se primjenjuje fiksna količina snage. Kako plin teče preko njega, temperatura grijanog senzora pada. Mjerač zatim mjeri temperaturnu razliku između zagrijanog senzora i referentnog senzora. Ova temperaturna razlika povezana je s masenim protokom plina. Što plin brže teče, to više topline oduzima i razlika u temperaturi je veća.

Prednosti toplinskih mjerača protoka za mjerenje protoka plina

Nekoliko je razloga zašto su toplinski mjerači protoka popularan izbor za mjerenje protoka plina.

• Izravno mjerenje masenog protoka: Za razliku od nekih drugih mjerača protoka koji mjere volumetrijski protok i zatim ih treba ispraviti za promjene temperature i tlaka da bi se dobio maseni protok, termalni mjerači protoka izravno mjere maseni protok. Ovo je stvarno korisno jer je maseni protok često ono što je važno u industrijskim procesima.
• Visoka osjetljivost: Termalni mjerači protoka mogu detektirati vrlo male protoke. To ih čini izvrsnim za primjene u kojima je potrebno pratiti čak i male promjene u protoku plina, kao u laboratorijskim postavkama ili u sustavima za otkrivanje curenja.
• Bez pokretnih dijelova: Budući da u termalnom mjeraču protoka nema pokretnih dijelova, trošenje je manje. To znači niže troškove održavanja i dulji životni vijek u usporedbi s mjeračima protoka s pokretnim dijelovima, poputTurbinski mjerač protoka.

Ograničenja toplinskih mjerača protoka

Naravno, nijedan mjerač protoka nije savršen, a termalni mjerači protoka također imaju svoja ograničenja.

• Osjetljivost na sastav plina: Termički mjerači protoka osjetljivi su na sastav plina. Različiti plinovi imaju različita toplinska svojstva, pa ako se sastav plina promijeni, to može utjecati na točnost mjerenja.
• Učinci temperature i tlaka: Iako termalni mjerači protoka izravno mjere maseni protok, ekstremni uvjeti temperature i tlaka mogu utjecati na njihovu izvedbu. U okruženjima s vrlo visokom temperaturom ili visokim tlakom, točnost se može smanjiti.

Primjena toplinskih mjerača protoka

Toplinski mjerači protoka koriste se u širokom rasponu primjena.

• Industrijski procesi: U kemijskim postrojenjima toplinski mjerači protoka koriste se za mjerenje protoka plinova poput vodika, kisika i dušika. Pomažu u kontroli reakcija i osiguravanju kvalitete finalnih proizvoda.
• Praćenje okoliša: Za mjerenje emisija onečišćujućih tvari iz tvornica ili elektrana, toplinski mjerači protoka mogu točno mjeriti protok plinova poput ugljikovog monoksida, sumpornog dioksida i metana.
• HVAC sustavi: U sustavima grijanja, ventilacije i klimatizacije toplinski mjerači protoka koriste se za mjerenje protoka zraka. To pomaže u održavanju prave temperature i kvalitete zraka u zgradama.

Usporedba toplinskih mjerača protoka s drugim vrstama mjerača protoka

Postoje i druge vrste mjerača protoka, poputVrtložni mjerač protokaiLDG elektromagnetski mjerač protoka. Pogledajmo kako se toplinski mjerači protoka slažu s njima.

• Vrtložni mjerači protoka: Vrtložni mjerači protoka rade tako da mjere frekvenciju vrtloga koji izlaze iz strmine postavljene na putanju protoka. Dobri su za mjerenje velikih brzina protoka čistih tekućina, plinova i tekućina. Međutim, oni su prikladniji za volumetrijsko mjerenje protoka i mogu zahtijevati dodatne izračune da bi se dobio maseni protok. Termalni mjerači protoka, s druge strane, izravno mjere maseni protok i bolji su za primjene s malim protokom.
• LDG elektromagnetski mjerači protoka: Ovi mjerači protoka rade na temelju Faradayeva zakona elektromagnetske indukcije i uglavnom se koriste za mjerenje protoka vodljivih tekućina. Uopće nisu prikladni za mjerenje protoka plina. Dakle, kada se radi o mjerenju protoka plina, toplinski mjerači protoka puno su bolja opcija.

Zaključak

Dakle, eto ga! Tako termalni mjerači protoka mjere protok plina. Odličan su izbor za mnoge primjene, zahvaljujući izravnom mjerenju masenog protoka, visokoj osjetljivosti i nedostatku pokretnih dijelova. Ali oni također imaju svoja ograničenja, poput osjetljivosti na sastav plina i ekstremne temperature i uvjete tlaka.

Ako ste u potrazi za mjeračem protoka za mjerenje protoka plina, rado ću vam pomoći odabrati onaj pravi za vaše specifične potrebe. Bilo da se radi o toplinskom mjeraču protoka ili drugoj vrsti, imamo širok raspon opcija koje odgovaraju različitim primjenama. Samo nam se obratite i možemo započeti razgovor o vašim zahtjevima i kako vam možemo ponuditi najbolje rješenje.

Reference

• Miller, RW (1983). Inženjerski priručnik za mjerenje protoka. McGraw - Hill.
• Spitzer, DW (2001). Mjerenje protoka: praktični vodiči za mjerenje i regulaciju. ISA - Društvo za instrumentaciju, sustave i automatizaciju.