Расходомеры жидкости: типы, характеристики, карта подбора
Выбор расходомера, оптимально соответствующего условиям эксплуатации – задача не из легких. Необходимо учитывать характеристики среды, температурный режим, рабочее давление, динамический диапазон и другие факторы. Немаловажное значение имеют предел допустимой погрешности, требования к прямым участкам при монтаже, способ присоединения к процессу, а также межповерочный интервал и возможность поверки без демонтажа
При выборе средства измерения также исходят из того, какой расход предстоит учитывать: объемный или массовый. В данной статье мы рассмотрим наиболее востребованные приборы для измерения жидкости, а также приведем рекомендации специалистов ЗАО «ЭМИС».

ТИПЫ РАСХОДОМЕРОВ ЖИДКОСТИ

Вихревые

Данные приборы применяются для учета газа, пара и жидкостей вязкостью не более 7 мПа*с. Их традиционно используют на системах теплоснабжения и на трубопроводах промышленного назначения. Массовое применение они нашли также  в нефтегазовой отрасли, благодаря таким техническим характеристикам, как широкий динамический диапазон, возможность работать при избыточном давлении до  30 МПа и на жидкостях с газовыми и механическими включениями, содержание которых может достигать 15% (применительно к «ЭМИС-ВИХРЬ 200»). При этом предел максимальной температуры измеряемой среды составляет +450°С. Поскольку расходомеры выполнены из нержавеющей стали, их можно эксплуатировать на коррозионно-активной среде, кроме того, такое исполнение востребовано в пищевой промышленности. Добавим к вышеперечисленным достоинствам цифровую обработку сигнала и возможность имитационной поверки. Немаловажную роль играет и их стоимость, которая ниже, чем, например, у кориолисовых измерителей расхода.

Однако, отметим, что вихревые приборы учета могут работать на однофазных средах с невысокой вязкостью, при содержании механических примесей ниже среднего. Также следует учитывать требования к монтажу — прямые участки должны быть не менее 10 Ду (после сужения), 12 Ду (после колена, тройника, расширения) до и 5 Ду после расходомера.

Рассмотрим несколько рекомендаций от руководителя направления инженерного сопровождения продаж Ильи Стромова.

Вопрос: Требуется измерять расход керосина, его плотность составляет 780-850 кг/м3. Необходимы выходной сигнал 4-20мА +HART, относительная погрешность 1% и взрывозащищенное исполнение; Ответ: Рекомендую рассмотреть вихревой «ЭМИС-ВИХРЬ 200», а также кориолисовый «ЭМИС-МАСС 260». Они имеют выходной аналоговый сигнал 4-20мА +HART. На выбор представлены два вида взрывозащиты – взрывонепроницаемая оболочка и искробезопасная цепь. Вопрос: Стоит задача осуществлять коммерческий учет в системе на основе 40% раствора этиленгликоля. У него отсутствует электропроводность, а плотность меняется во времени, теплоемкость неизвестна: нет калибровочных таблиц. Что можете посоветовать? Ответ: Для коммерческого учета этиленгликоля с концентрацией не выше 40%, можно применять: Вихревой «ЭМИС-ВИХРЬ 200». На его точность не влияют значения электропроводности, плотности и теплопроводности среды. Однако, её температура должна быть не ниже -20°C, тогда вязкость не превысит предельного значения. Кориолисовый «ЭМИС-МАСС 260». Для него вышеперечисленные физические величины также некритичны. Кроме того, максимальное значение вязкости составляет 1500 мПа*с;

Кориолисовые

По сравнению с вихревым методом измерения, кориолисовый является универсальным. При этом имеется возможность калибровки погрешности  от 0,5% и 0,25% до 0,15% и 0,1% соответственно.  Универсальность заключается  в возможности работать в двух направлениях. Кроме того, сам кориолисовый метод измерения является прямым методом одновременного измерения массы и плотности, исходя из полученного значения которых, вторичный преобразователь прибора может с нормированной погрешностью высчитывать мгновенный объемный расход. Как и вихревой, кориолисовый счетчик используется для измерения жидкостей и газов. При этом плотность среды может начинаться от 1 кг/м3, а минимальная погрешность — от 0,3 кг/м3 при калибровке на рабочей среде.   Он может эксплуатироваться на вязких,  а также на двухкомпонентных жидкостях. Зачастую кориолисовые массомеры выбирают в тех случаях, когда нужна высокая точность или необходимо учитывать процент содержания одного компонента по отношению к другому в общем потоке, что обеспечивается функцией «Компьютер чистой нефти».

Ниже приведены рекомендации по подбору от руководителя группы «Массовые расходомеры» Сергея Рогожина.

Вопрос: Подойдет ли массомер «ЭМИС-МАСС 260» для измерения битума БНД 60-90? Температура битума 140-200 °C. Ответ:Данный прибор сможет производить учет битума, при этом предел максимальной температуры среды составляет +200°С. Также для этих целей подойдет роторный; счетчик «ЭМИС-ДИО 230», который допускается эксплуатировать при температуре измеряемой среды до +250°С, однако, он измеряет объем. Вопрос:Какое оборудование подойдет для замера дебита жидкости, добываемой из нефтяной скважины? Ответ: Для измерения дебита нефтяной скважины оптимально подойдет счетчик количества жидкости «ЭМИС»-МЕРА 300″. Данный прибор предназначен для измерений массового расхода жидкости, нефтегазоводяной смеси и сырой нефти по ГОСТ Р 8.615-2005. Также возможно использовать массомер «ЭМИС»-МАСС 260». При этом динамическая вязкость не должна превышать 1500 мПа*с, не допускаются механические примеси, а содержание газовых включений не должно превышать 3%. Для обеспечения указанных условий эксплуатации возможно применение фильтра жидкости, аналогичного «ЭМИС-ВЕКТА 1210» и фильтра газа, аналогичного «ЭМИС-ВЕКТА 1215».

Вопрос: Какое оборудование рекомендуете из Вашей производственной линейки для учета мазута?

Ответ: Расход мазута можно измерять с помощью следующих приборов: «ЭМИС-МАСС 260»; «ЭМИС-ДИО 230».

Обращаю внимание, что значение имеет температура мазута при перекачке.

Электромагнитные

В тех случаях, когда измеряемая жидкость обладает высокой химической агрессивностью, оптимальным выбором является электромагнитный счетчик. Благодаря широкому перечню возможных материалов футеровки, он способен работать практически на любой среде, обладающей электропроводимостью. Класс точности у него составляет 0,5%.  Также достоинствами являются минимальные длины измерительных участков и расширенный динамический диапазон (1:100 и выше). Однако, стоит учитывать, что типоразмеры для применения на трубопроводах большого  диаметра (ДУ 600 и выше) будут иметь высокую цену.

Рассмотрим несколько конкретных рекомендаций от руководителя группы «Расходомеры и фильтры» Александра Овсиенко.

Вопрос: Какое оборудование посоветуете для определения объемов поступившего и выданного солевого раствора плотностью до 1,3 т/ м3. Класс защиты ExiaIICT4X, объем — 15 м3/час Ответ:Для определения объема солевого раствора предлагаю электромагнитный «ЭМИС-МАГ 270» со взрывозащитой 1Exd[iа]IIС(Т4-Т6)Х. Для его применения необходимо, чтобы минимальная удельная проводимость измеряемой среды была 5•10-4 См/м. Вопрос:Требуется учитывать соляную и азотную кислоты, температура которых может достигать +120°C, а избыточное давление 8 кгс/см2. Трубопроводы имеют диаметры Ду50, Ду80 и Ду100. Что можете предложить? Ответ: В этом случае Вам подойдет электромагнитный «ЭМИС-МАГ 270», который обладает стойкостью к агрессивной кислоте. Материал для футеровки проточной части следует выбрать ПТФ (фторопласт -4) и материал электродов ТА (тантал). Он может работать при температуре измеряемой среды до +180°C, с учетом дистанционного исполнения.

Вопрос: Возможно ли измерять электромагнитным счетчиком водно-нефтяную эмульсию с обводненностью 20%?

Ответ: «ЭМИС-МАГ 270» способен измерять двухкомпонентные среды, в том числе с обводненностью 20%, показывая объемный расход и накопленный объем.
Однако, при этом не допускается присутствие газовых включений.

Ротаметры

Ротаметры, наряду с электромагнитными счетчиками, также способны работать на агрессивных средах, для чего используется футеровка из фторопласта. Как правило, их применяют на малых расходах. Погрешность при вертикальном исполнении для жидкости составляет до ± 1,0 %, при горизонтальном исполнении ± 4 %. Обязательное требование для ротаметров вертикального исполнения: монтаж на строго вертикальном участке трубы с направлением потока среды снизу вверх. Для горизонтального: на строго горизонтальном участке с направлением потока слева направо, либо справа налево.

На вопросы отвечает руководитель группы «Расходомеры и фильтры» Александр Овсиенко.

Вопрос: Требуется учитывать трансформаторное масло в отапливаемом помещении. Параметры следующие: расход 0,5…10 л/мин, давление 6 кг/см2. Прибор нужен с индикатором и функцией передачи данных на компьютер по выходному сигналу 4-20 мА.

Ответ: Рекомендую роторный счетчик «ЭМИС-ДИО 230». Его технические характеристики соответствуют заданным условиям эксплуатации. Если вязкость масла находится в пределах до 5 МПа*с, то также Вы можете использовать ротаметр «ЭМИС-МЕТА 215».

Вопрос: Стоит задача измерения неравномерного потока жидкости с точностью ±1,5% . При этом при остановке потока периодически происходит её замерзание. Выходные сигналы — аналоговый токовый 4-20 мА, двухпроводная схема подключения. Диаметр трубы 15 мм.

Ответ: В данном случае оптимальным решением будет применение металлического ротаметра «ЭМИС-МЕТА 215». Он может использоваться с рубашкой обогрева (исполнение Т), со штуцерами, посредством которых подводится горячее масло, либо пар. Также это решение востребовано при необходимости сохранения температуры среды при её прохождении через ротаметр.

Вопрос: Нужен контроль потока воды на охлаждение при максимальном избыточном давлении 0,5 МПа. Точность — 2,5 %. Внутренний диаметр трубопровода — 15 мм.

Ответ: Для контроля данного технологического процесса можем предложить ротаметр «ЭМИС-МЕТА 215» с двумя предельными выключателями – верхним и нижним. Когда стрелка индикатора достигнет того или другого, сработает сигнал, который возможно использовать для световой/звуковой сигнализации или других электронных устройств, например, таких, как приводы запорной арматуры.

Роторные счетчики

В числе оборудования, рекомендуемого для измерения объема и объемного расхода вязких жидкостей, выше неоднократно упоминались роторные счетчики «ЭМИС-ДИО 230». Обычно их ставят на учет дизельного топлива, бензина, керосина и сжиженного газа на установках слива/налива, дозирования и перекачки нефтепродуктов. Они оснащены встроенным источником питания, при монтаже нет требований к прямым участкам. Погрешность составляет от 0,25% до 0,5 %, предел давления — до 6,3 Мпа, допустимая вязкость — от 0,3 до 2000 мПа·с.

На вопросы отвечает руководитель группы «Расходомеры и фильтры» Александр Овсиенко.

Вопрос: Планируем подключить «ЭМИС-ДИО 230» к ПК. Установка программы «ЭМИС–Интегратор» произведена. Можем ли мы использовать в качестве преобразователя интерфейсов устройство ICP CON 7520A? Или необходимо устанавливать специальный преобразователь ОС ПК Windows 10?

Ответ: Для подключения к ПК по протоколу Modbus RTU подойдет любой преобразователь интерфейсов RS-485/USB(RS232), в том числе и ICP CON 7520A.

Вопрос: Что можете предложить для учета битума в составе оборудования асфальтобетонного завода на процессе дозирования?

Ответ: В этом случае предлагаем Вам использовать роторный счетчик «ЭМИС-ДИО 230».

Обращаем внимание, что оптимальный подбор возможен только после заполнения опросного листа, в котором необходимо указать все параметры технологического процесса и требования к техническим характеристикам прибора

ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ЖИДКОСТИ: КАРТА ВЫБОРА

* С- исполнение возможно по согласованию со специалистами

Если у вас остались вопросы по работе или подбору оборудования, вы можете задать их инженерам компании “ЭМИС”:

Как выбрать расходомер газа — статьи «Измеркон»

Выбор расходомера газа зависит от условий использования и от стоящих перед прибором задач.

Первое, что нужно учесть при подборе счетчика расхода – это характеристики измеряемой среды:

• тип газа,
• давление,
• температура.

Затем определиться со способом монтажа прибора и учесть связанные с этим параметры, такие как диаметр трубопровода. Наконец, следует задуматься о том, как будет производиться снятие данных с прибора. Рассмотрим все эти этапы подробнее.

Тип газа

При выборе расходомера сразу же нужно отобрать те приборы, которые способны проводить измерение конкретного, необходимого вам газа*. Некоторые расходомеры, такие как VA 400, могут проводить измерения различных газов (воздуха, азота, природного газа и т. д.), однако для измерения газов, значительно отличающихся по физическим свойствам от воздуха, приборы должны быть откалиброваны в соответствующей среде.

* в случае агрессивных или взрывоопасных газовых сред следует выбрать расходомеры с дополнительной защитой.

Давление

Далее следует уточнить давление измеряемой среды. Обычно для измерений сжатого воздуха (например, в компрессорных) и для измерения расхода воздуха при давлении близком к атмосферному (например, в вентиляционых системах) используются разные типы расходомеров. Расходомеры для вентиляции (например, SS 20.260) существенно дешевле, чем расходомеры сжатого воздуха (например, SS 20.261), так как рассчитаны на менее жёсткий режим работы.

Верхний допустимый предел давления у различных расходомеров отличается, поэтому в случае, если необходимо измерять расход газа под давлением, следует уточнить значение рабочего давления среды. Так, например, расходомер SS 20.261 можно использовать при давлении до 10 бар, SS 20.600 – до 16 бар (опционально – до 40), VA 400 – до 50 бар.

Температура

Большинство расходомеров рассчитаны на не слишком высокие и не слишком низкие температуры измеряемой среды (например, от -30 до +120° у SS 20.600). Поэтому, если температура среды превышает 100°С, следует удостовериться, что выбранный расходомер может работать в подобных условиях или выбрать специальный прибор, рассчитанный на работу в высокотемпературных средах (к примеру, SS 20.650).

Следует также обратить внимание на температуру окружающей среды. Температурные диапазоны для электронных компонентов (находящихся вне трубопровода) обычно уже, чем для чувствительного элемента. Поэтому если датчик предполагается эксплуатировать, например, зимой на открытом воздухе, необходимо удостовериться, что нижний предел допустимого температурного диапазона позволит прибору перенести сильный мороз.

Ориентировочный расход

Все расходомеры имеют тот или иной диапазон измеряемого расхода. При превышении пределов этого диапазона приборы перестают выдавать достоверные показания, поэтому при выборе прибора следует учитывать максимально возможный расход на заданном участке.

В случае тепловых расходомеров ограничения измерительных диапазонов проводятся не по объему проходящего воздуха (так как для одного и того же расходомера максимально допустимые значения объёмного расхода будут различаться в зависимости от диаметра трубопровода), а по скорости потока, приведенной к нормальным условиям.

Так максимальная допустимая скорость для расходомера SS 20.260– 50 м/с, для SS 20.261 – 90 м/с, для VA 400– 220 м/с. При этом вовсе не обязательно использовать расходомер с наибольшим скоростным диапазоном, так как чем больше диапазон, тем больше погрешность измерения (а часто – и цена). Поэтому очень важно знать максимально возможную скорость потока в конкретном случае.

Скорость потока зависит, во-первых, от объемов проходящего газа, то есть, собственно, от расхода и, во-вторых, от внутреннего диаметра трубопровода. Чем больше расход и чем меньше диаметр – тем выше скорость. О том, почему для выбора расходомера необходимо знать диаметр участка, на котором его будут использовать, мы подробнее расскажем далее.

Ориентировочный же расход, в случае, если речь идет о сжатом воздухе, можно узнать из технической документации компрессора. Методы расчета скорости на основе диаметра и расхода обычно приводятся в руководстве по использованию расходомера. К примеру, в данной таблице приведены максимальные значения расхода для различных версий расходомера VA 400:

Способ монтажа

Приняв во внимание характеристики измеряемой среды, нужно также обратить внимание на условия монтажа расходомера. Можно выделить 3 основных способа монтажа.

• Врезные расходомеры. Подобные приборы представляют собой уже готовую небольшую секцию трубопровода с установленным на ней расходомером. Для установки подобного прибора необходимо либо удалить участок трубы и установить расходомер на это место, либо производить монтаж на байпасном трубопроводе. Плюсом врезных расходомеров является их относительно невысокая стоимость (однако только если речь идет о небольших диаметрах трубопровода). Минусом же является неудобство монтажа – врезка требует определенных усилий, отнимает много времени и, разумеется, требует остановки производства. Кроме этого врезные расходомеры не подходят для использования на трубопроводах больших диаметров. К данному типу расходомеров относится, например, прибор VA 420.
• Погружные расходомеры. Для установки данных приборов не нужно вырезать целую секцию трубопровода или устанавливать байпасное соединение. Установка производится путем сверления небольшого отверстия в стенке трубопровода, помещения в него штанги расходомера и закрепления прибора в таком положении. Подробнее об установке погружного расходомера можно прочесть в соответствующей статье. Плюсами данного типа приборов является простота установки и относительно невысокая стоимость. Кроме этого данные приборы легко можно использовать на трубопроводах больших диаметров. К примеру, длина штанги у некоторых исполнений расходомера SS 20.600 позволяет использовать его в трубопроводах диаметром до 2 метров. Недостатком же является то, что данные приборы не очень удобно использовать на крайне малых трубопроводах – при значении диаметра 1/2» и менее предпочтительнее использовать врезные расходомеры.

• Накладные расходомеры. Принцип работы данных расходомеров не требует прямого доступа к измеряемой среде – измерение производится через стенку трубопровода обычно ультразвуковым методом. Монтаж данных расходомеров является наиболее удобным и простым, но их стоимость обычно в несколько раз выше, чем у погружных и врезных приборов, поэтому использовать их имеет смысл только в случае, если нет никакой возможности нарушать целостность трубопровода.

Диаметр трубопровода

Независимо от того, врезной, погружной или накладной расходомер будет использоваться, следует уточнить диаметр трубопровода на участке, где требуется установить расходомер.

При выборе врезного расходомера диаметр трубопровода является одним из основных параметров, так как данные приборы отличаются диаметром встроенной измерительной секции. Что касается погружных расходомеров, то может показаться, что при ни использовании диаметр не имеет значения, так как зонд расходомера можно погрузить в поток при любом диаметре, однако из-за того, что чувствительный элемент прибора (находящийся на конце зонда) должен быть помещен точно в центре трубопровода, следует удостовериться, что длины зонда хватит для монтажа на конкретном участке. Также рассчитывая минимальную необходимую длину зонда следует помнить, о том, что его часть придется на монтажные детали: полусгон и шаровой кран.

Допустим, внешний диаметр трубопровода составляет 200 мм. Значит погрузить зонд нужно будет на 100 мм. Еще 100-120 мм потребуется на осуществление монтажа. Таким образом, минимальная длина зонда при данном диаметре должна составлять 220 мм. Большинство расходомеров доступны в различных исполнениях, отличающихся длиной зонда. Так для расходомера VA 400 существуют исполнения с длиной 120, 220, 300 и 400 мм.

 

Снятие данных. Наличие дисплея и тип выходного сигнала

Наконец, следует определиться с тем, каким образом вы хотите получать результаты измерений. Большинство расходомеров используют аналоговый или цифровой выходной сигнал для передачи информации о результатах измерений. Если на предприятии имеется собственная автоматическая система управления технологическим процессом (АСУ ТП), в которую можно завести данные выходные сигналы, то аналогового или цифрового сигнала, скорее всего, будет достаточно. Однако, если готовой системы управления нет, может возникнуть необходимость снимать данные с дисплея. В некоторых расходомерах (например, у VA400) дисплей может быть уже встроен или доступен в качестве опции. Для других приборов нужно приобретать отдельный индикатор и подавать на него выходной сигнал датчика.

Данные, выводимые на дисплей, обычно ограничиваются текущим и накопленным расходом. В некоторых случаях может стоять задача регистрировать данные за разные промежутки времени и обрабатывать их, формируя отчеты и представляя информацию в табличном или графическом виде. Если на предприятии нет готовой системы управления, которая могла бы выполнять эти функции, то имеет смысл приобрести прибор с встроенным регистратором данных и идущим в комплекте программным обеспечением, позволяющим быстро и удобно проводить обработку полученных данных. Примером такого прибора может служить DS 400.

В случае, если расходомер не имеет встроенного дисплея и для получения данных требуется выходной сигнал, следует определиться с типом этого сигнала. К наиболее распространенным аналоговым сигналам относятся сигналы 4…20 мА и 0…10 В. Некоторые расходомеры, такие как SS 20.600 могут формировать любой из этих сигналов в зависимости от значения подключенного сопротивления. В некоторых случаях может потребоваться цифровой выходной сигнал, например, использующий протоколы Modbus или Profibus.

Перечисленных выше параметров должно быть достаточно для подбора расходомера. В то же время, если вы хотите иметь более полное представление о различных типах расходомеров, а также преимуществах и недостатках каждого типа, можете также прочесть статьи о классификации датчиков расхода по принципу измерения.

Расходомер — Википедия. Что такое Расходомер

Электромагнитный расходомер. Монтаж на наклонном участке уменьшает ошибку измерения вследствие изменения эффективного сечения трубы твердым осадком или завоздушиванием.

Расходоме́р — прибор, измеряющий объёмный расход или массовый расход вещества, то есть количество вещества (объём, масса), проходящее через данное сечение потока, например, сечение трубопровода в единицу времени. Если прибор имеет интегрирующее устройство (счётчик) и служит для одновременного измерения и количества вещества, то его называют счётчиком-расходомером.

Механические счётчики расхода

Бытовые объёмные счётчики газа Скоростной счётчик — турбинка

Скоростные счётчики

Скоростные счётчики устроены таким образом, что жидкость, протекающая через камеру прибора, приводит во вращение вертушку или крыльчатку, угловая скорость которых пропорциональна скорости потока, а следовательно, и расходу.

Объёмные счётчики

Поступающая в прибор жидкость или газ измеряется отдельными, равными по объёму дозами, которые затем суммируются. Счётчики газа на этом принципе часто встречаются в быту.

Ёмкость и секундомер

Возможно, самый простой способ измерить расход — это использовать некоторую ёмкость и секундомер. Поток жидкости направляется в некоторую ёмкость, и по секундомеру засекается время заполнения этой ёмкости. Зная объём ёмкости и поделив его на время заполнения, можно узнать расход жидкости. Этот способ подразумевает прерывание нормального течения потока, однако может давать непревзойдённую точность измерения. Широко используется в тестовых и поверочных лабораториях.

Ролико-лопастные расходомеры

Шестерёнчатые расходомеры

Шестерёнчатый расходомер

Впервые расходомер с овальными шестернями был изобретен компанией Bopp & Reuther (Германия) в 1932 году.

Измеряющий элемент состоит из двух шестерёнок овальной формы. Протекающая жидкость вращает данные шестерёнки. При каждом обороте пары овальных колес через прибор проходит строго определённое количество жидкости. Считывая количество оборотов, можно точно определить, какой объём жидкости протекает через прибор.

Данные расходомеры отличаются высокой точностью, надёжностью и простотой, что позволяет их использовать для жидкостей с высокой температурой и под большим давлением. Отличительной особенностью расходомеров с овальными шестернями является возможность использования для жидкостей с высокой вязкостью (мазут, битум и т. д.).

Расходомеры на базе объёмных гидромашин

В системах объёмного гидропривода для измерения объёмного расхода рабочей жидкости применяют объёмные гидромашины (как правило — шестерённые или аксиально-плунжерные гидромашины).

Объёмная гидромашина в этом случае работает как гидродвигатель, но без нагрузки на валу. Тогда объёмный расход через гидромашину можно определить по формуле:

Q = q 0 ⋅ n , {\displaystyle Q=q_{0}\cdot n,}

где

• Q {\displaystyle Q}  — объёмный расход,
• q 0 {\displaystyle q_{0}}  — рабочий объём гидромашины (определяется по паспорту гидромашины),
• n {\displaystyle n}  — частота вращения выходного вала гидромашины, которую можно измерить тахометром.

Заметим, что объёмная гидромашина пропускает через себя весь расход жидкости, что для объёмного гидропривода не представляет сложности ввиду малых расходов.

Рычажно-маятниковые расходомеры

Расходомеры переменного перепада давления

Расходомеры переменного перепада давления основаны на зависимости разницы давлений, создаваемых конструкцией расходомера, от расхода.

Расходомеры с сужающими устройствами

Они основаны на зависимости перепада давления на сужающем устройстве от скорости потока, в результате которого происходит преобразование части потенциальной энергии потока в кинетическую.

Принцип действия расходометров этого типа основан на эффекте Вентури. Вентури-расходомер сужает поток жидкости в некотором устройстве, например, диафрагмой и датчиками давления или дифманометром измеряет разницу давлений перед указанным устройством и непосредственно в месте сужения. Этот метод измерения расхода широко используется при транспортировке газов по трубопроводам и использовался ещё во времена Римской империи.

Диафрагма представляет собой диск со сквозным отверстием, вставленный в поток. Дисковая диафрагма сужает поток, и разница давлений, измеряемая перед и за диафрагмой, позволяет определить расход в потоке. Этот тип расходомера можно грубо считать одной из форм Вентури-метров, однако имеющую более высокие потери энергии. Существует три типа дисковых диафрагм: концентрические, эксцентриковые и сегментальные.^[1][2]

Трубка Пито

Расходомеры на основе трубки Пито измеряют динамическое давление p ∂ ≈ ξ ρ V o 2 2 {\displaystyle p_{\partial }\approx \xi {\frac {\rho V_{o}^{2}}{2}}} в застойной зоне потока (англ.).

Зная динамическое давление, с помощью уравнения Бернулли можно определить скорость потока, а значит, и объёмный расход (Q = S * V, где S — площадь поперечного сечения потока, V — средняя скорость потока).

Расходомеры с гидравлическим сопротивлением

Центробежные расходомеры

Расходомеры с напорным устройством

Расходомеры с напорным усилителем

Расходомеры ударно-струйные

Расходомеры постоянного перепада давления

Ротаметры

Ротаметры предназначены для измерения расхода чистых жидкостей и газов. Они состоят из вертикальной конической трубы, выполненной из металла, стекла или пластика, в которой свободно перемещается вверх и вниз специальный поплавок. Поток движется по трубе в направлении снизу вверх, заставляя поплавок подниматься до уровня, на котором все действующие силы находятся в состоянии равновесия. На поплавок воздействуют три силы:

• выталкивающая сила, которая зависит от плотности среды и объёма поплавка;
• сила тяжести, которая зависит от массы поплавка;
• сила потока, которая зависит от формы поплавка и скорости потока, проходящего через сечение ротаметра между поплавком и стенками трубы.

Каждая величина расхода соответствует определённому переменному сечению, зависящему от формы конуса измерительной трубы и конкретного положения поплавка. В случае стеклянных конусов, значение расхода может быть считано прямо со шкалы на уровне поплавка. В случае конусов, выполненных из металла, положение поплавка передаётся на дисплей при помощи системы магнитов — не требуется никакого дополнительного источника питания. Различные диапазоны измерения достигаются за счёт многообразия размеров и форм конуса, а также возможности выбора различных форм и материалов изготовления поплавка.

Оптические расходомеры

Оптические расходомеры используют свет для определения расхода.

Лазерные расходомеры

Маленькие частички, которые неизбежно содержатся в природных и промышленных газах, проходят через два лазерных луча, направленных на поток от источника. Свет лазера рассеивается, когда частичка проходит через первый лазерный луч. Рассеянный лазерный луч поступает на фотодетектор, который в результате генерирует электрический импульсный сигнал. Если та же самая частица пересекает второй лазерный луч, то рассеянный лазерный свет поступает на второй фотодетектор, который генерирует второй импульсный электрический сигнал. Измеряя интервал времени между двумя этими импульсами, можно вычислить скорость газа по формуле V = D / T, где D — расстояние между двумя лазерными лучами, Т — время между двумя импульсами. Зная скорость потока, можно определить расход (Q = S * V, где S — площадь поперечного сечения потока, V — средняя скорость потока).

Основанные на лазерах расходомеры измеряют скорость частиц — параметр, который не зависит от теплопроводности, вида газа или его состава. Лазерная технология позволяет получать очень точные данные, причём даже в тех случаях, когда другие методы применять не удаётся или они дают большу́ю погрешность: при высоких температурах, малых расходах, высоких давлениях, высокой влажности, вибрациях трубопроводов и акустическом шуме.

Оптические расходометры способны измерять скорости потока от значений 0,1 м/с до более чем 100 м/с.

Ультразвуковые расходомеры

Принцип ультразвукового измерения расхода

Ультразвуковые время-импульсные

Время-импульсные расходомеры измеряют разницу во времени прохождения ультразвуковой волны по направлению и против направления потока жидкости. Такой принцип измерений обеспечивает высокую точность (± 1 %). При этом он хорошо работает для чистого потока или потока с незначительным содержанием взвешенных частиц. Время-импульсные расходомеры применяются для измерения расхода очищенной, морской, сточной воды, нефти, в том числе сырой, технологических жидкостей, масел, химических веществ и любой однородной жидкости.

Принцип действия ультразвуковых расходомеров основан на измерении разницы во времени прохождения сигнала. При этом два ультразвуковых сенсора, расположенные по диагонали напротив друг друга, функционируют попеременно как излучатель и приёмник. Таким образом, акустический сигнал, поочерёдно генерируемый обоими сенсорами, ускоряется, когда направлен по потоку, и замедляется, когда направлен против потока. Разница во времени, возникающая вследствие прохождения сигнала по измерительному каналу в обоих направлениях, прямо пропорциональна средней скорости потока, на основании которой можно затем рассчитать объёмный расход. А использование нескольких акустических каналов позволяет компенсировать искажения профиля потока.

Ультразвуковые расходомеры на установке висбрекинга

Ультразвуковые фазового сдвига

Ультразвуковые доплеровские

Доплеровский расходомер основан на эффекте Доплера. Он хорошо работает с суспензиями, где концентрация частиц выше 100 ppm и размер частиц больше 100 мкм, но концентрация составляет менее 10 %. Такие расходомеры жидкости легче и менее точные (± 5 %), а также дешевле, чем время-импульсные расходомеры.

Ультразвуковые корреляционные

Другим не столь популярным расходомером является ультразвуковой расходомер с последующей корреляцией (кросс-корреляция). Он позволяет устранить недостатки, свойственные доплеровским расходомерам. Они лучше работают для потока жидкости с твёрдыми частицами или турбулентного потока газа.

Электромагнитные расходомеры

Электромагнитный расходомер Принцип электромагнитного измерения расхода

Ещё в 1832 году Майкл Фарадей пробовал определить скорость течения реки Темзы, измеряя напряжение, индуцируемое в потоке воды магнитным полем Земли. Принцип электромагнитного измерения расхода основан на законе индукции Фарадея. В соответствии с данным законом, напряжение создаётся, когда проводящая жидкость проходит через магнитное поле электромагнитного расходомера. Это напряжение пропорционально скорости потока среды.

Индуцированное напряжение измеряется либо двумя электродами, находящимися в контакте со средой, либо ёмкостными электродами, не контактирующими со средой, и передаётся в преобразователь сигналов. Преобразователь сигналов усиливает сигнал и преобразует его в стандартный токовый сигнал (4—20 мА), а также в частотно-импульсный сигнал (например, один импульс на каждый кубический метр измеряемой среды, прошедшей через измерительную трубу). Принцип действия электромагнитных расходомеров основан на взаимодействии движущейся электропроводной жидкости с магнитным полем. При движении жидкости в магнитном поле возникает ЭДС, как в проводнике, движущемся в магнитном поле. Эта ЭДС пропорциональна скорости потока, и по скорости потока можно определить расход.

Кориолисовые расходомеры

Кориолисов расходомер

Принцип действия массовых расходомеров основан на эффекте Кориолиса. Массовый расход жидкостей и газов можно рассчитать по деформации измерительной трубы под действием потока. Плотность среды также можно рассчитать по резонансной частоте колебаний вибрирующей трубы. Вычисление силы Кориолиса осуществляется с помощью двух сенсорных катушек. При отсутствии потока оба сенсора регистрируют одинаковый синусоидальный сигнал. При появлении потока сила Кориолиса воздействует на поток частиц среды и деформирует измерительную трубу, что приводит к сдвигу фаз между сигналами сенсоров. Сенсоры измеряют сдвиг фаз синусоидальных колебаний. Этот сдвиг фаз прямо пропорционален массовому расходу.

Вихревые расходомеры

Вихревой расходомер

Принцип измерения базируется на эффекте вихревой дорожки Кармана. Позади тела обтекания образуются вихри обратного направления вращения. В измерительной трубе находится завихритель, позади которого происходит вихреобразование. Частота вихреобразования пропорциональна расходу. Образующиеся вихри улавливаются и подсчитываются пьезоэлементом в первичном преобразователе в качестве ударных волн. Вихревые расходомеры подходят для измерения самых различных сред.

Тепловые расходомеры

Расходомеры теплового пограничного слоя

Калориметрические расходомеры

В калориметрических расходомерах происходит нагревание или охлаждение потока внешним источником тепла, создающим в потоке разницу температур, по которой и определяют расход. Если пренебречь потерями тепла из потока через стенки трубопровода в окружающую среду, то уравнение теплового баланса между теплом, генерируемым нагревателем, и теплом, переданным потоку, приобретает вид:

q t = k 0 Q M c p Δ T {\displaystyle q_{t}=k_{0}Q_{M}c_{p}\Delta T} ,

где

Тепло к потоку в калориметрических расходомерах подводят обычно электронагревателями, для которых:

q t = 0 , 24 I 2 R {\displaystyle q_{t}=0,24I^{2}R} ,

где

• I {\displaystyle I}  — сила тока через нагревательный элемент;
• R {\displaystyle R}  — электрическое сопротивление нагревателя.

На основе этих уравнений статическая характеристика преобразования, которая связывает перепад температур на сенсорах с массовым расходом, приобретёт вид:

Q M = 0 , 24 I R k 0 c p Δ T {\displaystyle Q_{M}={\frac {0,24IR}{k_{0}c_{p}\Delta T}}} .

Меточные расходомеры

Примечания

90000 What is a Flow Meter? (With picture) 90001 90002 A flow meter is a device used to measure fluid or gas moving through it. The results returned by the meter may be expressed in one of two measurement values: volumetric flow or mass flow. Flow meter readings are returned in area- and application-specific units, with volumetric types producing readings in gallons, liters or cubic inches per second, while mass flow meters express their measurement in pounds or kilograms per second.There are several different general flow meter-type classifications, each of which is represented by a range of variants. Flow meters are used to meter the supply of gases and fluids in a wide range of industries and applications such as manufacturing plants, breweries, hospitals and domestic or industrial water supplies. 90003 90004 Flow meters are used at breweries to meter the supply of fluids.90002 The metering of the flow of gases and fluids is an essential function in industrial process control, consumer billing systems and medical treatments. These measurements are typically achieved by placing a flow meter in series with the fluid or gas feed line. These meters then monitor the flow of material through them via the action of several different types of mechanisms.The calculated results may then be displayed on the meter itself or sent via an electronic output to a remote display or data storage facility. Although all flow meters measure real-time material flow across their assemblies, they do fall into two distinct types. 90003 90002 Both types of flow meter use different types of measurement units which, in themselves, differ according to global locations or industry types.Mass flow meters measure the physical mass or weight of the fluid or gas passing through the system. Volumetric flow meters measure the physical volume of material flow. Due to the compressibility of gases, their flow rates are often expressed as 90008 actual 90009 cubic feet or 90008 standard 90009 cubic meters per second. 90003 90002 Flow meter mechanisms are also grouped into several distinct categories including mechanical, pressure, optical and thermal types.The multiple-jet, Pelton wheel and Woltmann meters are all mechanical flow meter types which depend on the movement of a set of paddles, helical blades or impellers to measure the material flow. Pressure flow meters utilize venturis, pilot tubes and orifice plates to measure the pressure differentials used to calculate flow rates. Optical flow meters use lasers and photo detectors to measure dispersed light to calculate their flow results. Thermal meters make use of a system of heater elements and temperature sensors to calculate static and flowing temperature differentials in conjunction with known material characteristics to extrapolate flow values.90003 90002 Want to automatically save time and money month? Take a 2-minute quiz to find out how you can start saving up to $ 257 / month. 90003 90002 These flow metering devices are an essential part of many industrial process control applications where exacting material feed values ​​is required.In these applications, the flow meter will typically interface with process controllers to adjust the flow of raw materials or end products. The flow meter is also widely used to calculated domestic and industrial consumer usage of water and gas for billing purposes. 90003 .90000 Types of Fluid Flow Meters 90001 90002 Flow is classified into 90003 open channel flow 90004 and 90003 closed conduit flow 90004. 90007 90002 Open channel flow occur when the flowing stream has a free or unconstrained surface open to the atmosphere. Flows in canals or vented pipelines — like drain and sewers — which are not flowing full, are typical examples. 90007 90002 In open channel flow the force causing the flow the force of gravity on the fluid. A progressive fall or decrease in the water surface elevation occurs as the flow moves downstream.90007 90002 Closed conduit flow occurs when the flow is caused by a pressure difference in the conduit. Flow in water supply pipes or district heating pipes are typical examples. The flow rate depends mainly on the pressure difference between the ends, the distance between the ends, the area of ​​the conduit and the hydraulic properties of the conduit — like the shape, roughness and restrictions like bends. 90007 90014 Flow Metering Principals 90015 90016 90017 Differential Pressure Flow meters 90018 90017 Velocity Flow meters 90018 90017 Positive Displacement Flow meters 90018 90017 Mass Flow meters 90018 90017 For Open Channel Flow meters — weirs, flumes, submerged orifices, current meters, acoustic flow meters and more 90018 90027 90014 90003 Differential Pressure Flow Meters 90004 90015 90002 In a differential pressure drop device the flow is calculated by measuring the pressure drop over an obstructions inserted in the flow.The differential pressure flow meter is based on the Bernoulli Equation where the pressure drop and the further measured signal is a function of the square flow speed. 90007 90002 90035 dp = ρ v 90036 2 90037/2 (1) 90038 90007 90002 90035 where 90038 90007 90002 90035 dp = pressure difference (Pa, psi) 90038 90007 90002 90035 ρ = density of fluid (kg / m 90036 3, 90037 slugs / ft 90036 3 90037) 90038 90007 90002 90035 v = flow velocity (m / s, in / s) 90038 90007 90002 Note that it is common to use «90035 head» 90038 instead of 90035 «pressure» 90038 90007 90002 90035 h = dp / γ (2) 90038 90007 90002 90035 where 90038 90007 90002 90035 h = head (m, in) 90038 90007 90002 90035 γ = specific weight (N / m 90036 3 90037, lb / ft 90036 3 90037) 90038 90007 90002 90087 90007 90002 Common types of differential pressure flow meters are: 90007 90014 Orifice Plate 90015 90002 With an orifice plate, the fluid flow is measured through the difference in pressure from the upstream side to the downstream side of a partially obstructed pipe.The plate obstructing the flow offers a precisely measured obstruction that narrows the pipe and forces the flowing fluid to constrict. 90007 90002 90096 90007 90002 The orifice plates are simple, cheap and can be delivered for almost any application and in any material. 90007 90002 The Turn Down Ratio for orifice plates are less than 5: 1. Their accuracy are poor at low flow rates. A high accuracy depend on an orifice plate in good shape, with a sharp edge to the upstream side. Wear will reduce the accuracy.90007 90014 Venturi Tube 90015 90002 Due to simplicity and dependability, the Venturi tube flowmeter is often used in applications where it’s necessary with higher Turn Down Ratios, or lower pressure drops, than the orifice plate can provide. 90007 90002 In the Venturi Tube the fluid flowrate is measured by reducing the cross sectional flow area in the flow path, generating a pressure difference. After the constricted area, the fluid is passes through a pressure recovery exit section, where up to 80% of the differential pressure generated at the constricted area, is recovered.90007 90002 90109 90007 90002 With proper instrumentation and flow calibrating, the Venturi Tube flowrate can be reduced to about 10% of its full scale range with proper accuracy. This provides a Turn Down Rate 10: 1. Note that the manometry for a venturi tube or orifice should be installed below the hydraulic grade line or pipe. 90007 90014 Flow Nozzles 90015 90002 Flow nozzles are often used as measuring elements for air and gas flow in industrial applications. 90007 90002 90118 90007 90002 The flow nozzle is relative simple and cheap, and available for many applications in many materials.90007 90002 The Turn Down Ratio and accuracy can be compared with the orifice plate. 90007 90124 The Sonic Nozzle — Critical (Choked) Flow Nozzle 90125 90002 When a gas accelerates through a nozzle, the velocity increase and the pressure and the gas density decrease. The maximum velocity is achieved at the throat, the minimum area, where it breaks Mach 1 or sonic. At this point it’s not possible to increase the flow by lowering the downstream pressure. The flow is choked. 90007 90002 This situation is used in many control systems to maintain fixed, accurate, repeatable gas flow rates unaffected by the downstream pressure.90007 90014 Recovery of Pressure Drop in Orifices, Nozzles and Venturi Meters 90015 90002 After the pressure difference has been generated in the differential pressure flow meter, the fluid pass through the pressure recovery exit section, where the differential pressure generated at the constricted area is partly recovered. 90007 90002 90135 90007 90002 As we can see, the pressure drop in orifice plates are significant higher than in the venturi tubes. 90007 90014 Variable Area Flowmeter or Rotameter 90015 90002 The rotameter consists of a vertically oriented glass (or plastic) tube with a larger end at the top, and a metering float which is free to move within the tube.Fluid flow causes the float to rise in the tube as the upward pressure differential and buoyancy of the fluid overcome the effect of gravity. 90007 90002 90144 90007 90002 The float rises until the annular area between the float and tube increases sufficiently to allow a state of dynamic equilibrium between the upward differential pressure and buoyancy factors, and downward gravity factors. 90007 90002 The height of the float is an indication of the flow rate. The tube can be calibrated and graduated in appropriate flow units.90007 90002 The rotameter meter typically have a TurnDown Ratio up to 12: 1. The accuracy may be as good as 1% of full scale rating. 90007 90002 Magnetic floats can be used for alarm and signal transmission functions. 90007 90014 Velocity Flowmeters 90015 90002 In a velocity flowmeter the flow is calculated by measuring the speed in one or more points in the flow, and integrating the flow speed over the flow area. 90007 90002 90159 90007 90014 Pitot Tubes 90015 90002 The pitot tube are one the most used (and cheapest) ways to measure fluid flow, especially in air applications like ventilation and HVAC systems, even used in airplanes for speed measurent.90007 90002 90166 90007 90002 The pitot tube measures the fluid flow velocity by converting the kinetic energy of the flow into potential energy. 90007 90002 The use of the pitot tube is restricted to point measuring. With the «annubar», or multi-orifice pitot probe, the dynamic pressure can be measured across the velocity profile, and the annubar obtains an averaging effect. 90007 90014 Calorimetric Flowmeter 90015 90002 The calorimetric principle for fluid flow measurement is based on two temperature sensors in close contact with the fluid but thermal insulated from each other.90007 90002 90177 90007 90002 One of the two sensors is constantly heated and the cooling effect of the flowing fluid is used to monitor the flowrate. In a stationary (no flow) fluid condition there is a constant temperature difference between the two temperature sensors. When the fluid flow increases, heat energy is drawn from the heated sensor and the temperature difference between the sensors are reduced. The reduction is proportional to the flow rate of the fluid. 90007 90002 Response times will vary due the thermal conductivity of the fluid.In general lower thermal conductivity require higher velocity for proper measurement. 90007 90002 The calorimetric flowmeter can achieve relatively high accuracy at low flow rates. 90007 90014 Turbine Flowmeter 90015 90002 There is many different manufacturing design of turbine flow meters, but in general they are all based on the same simple principle: 90007 90189 90002 If a fluid moves through a pipe and acts on the vanes of a turbine, the turbine will start to spin and rotate. The rate of spin is measured to calculate the flow.90007 90192 90002 The turndown ratios may be more than 100: 1 if the turbine meter is calibrated for a single fluid and used at constant conditions. Accuracy may be better than +/- 0,1%. 90007 90014 Vortex Flow Meter 90015 90002 An obstruction in a fluid flow creates vortices in a downstream flow. Every obstruction has a critical fluid flow speed at which vortex shedding occurs. Vortex shedding is the instance where alternating low pressure zones are generated in the downstream. 90007 90002 90200 90007 90002 These alternating low pressure zones cause the obstruction to move towards the low pressure zone.With sensors gauging the vortices the strength of the flow can be measured. 90007 90014 Electromagnetic Flowmeter 90015 90002 An electromagnetic flowmeter operate on Faraday’s law of electromagnetic induction that states that a voltage will be induced when a conductor moves through a magnetic field. The liquid serves as the conductor and the magnetic field is created by energized coils outside the flow tube. 90007 90002 The voltage produced is directly proportional to the flow rate. Two electrodes mounted in the pipe wall detect the voltage which is measured by a secondary element.90007 90002 Electromagnetic flow meters can measure difficult and corrosive liquids and slurries, and they can measure flow in both directions with equal accuracy. 90007 90002 Electromagnetic flow meters have a relatively high power consumption and can only be used for electrical conductive fluids as water. 90007 90014 Ultrasonic Doppler Flowmeter 90015 90002 The effect of motion of a sound source and its effect on the frequency of the sound was observed and described by Christian Johann Doppler.90007 90002 90035 The frequency of the reflected signal is modified by the velocity and direction of the fluid flow 90038 90007 90002 If a fluid is moving towards a transducer, the frequency of the returning signal will increase. As fluid moves away from a transducer, the frequency of the returning signal decrease. 90007 90002 The frequency difference is equal to the reflected frequency minus the originating frequency and can be use to calculate the fluid flow speed. 90007 90016 90017 The Ultrasonic Doppler and Time of Flight Flow meter 90018 90027 90014 Positive Displacement Flow meter 90015 90002 The positive displacement flow meter measures process fluid flow by precision-fitted rotors as flow measuring elements.Known and fixed volumes are displaced between the rotors. The rotation of the rotors are proportional to the volume of the fluid being displaced. 90007 90002 The number of rotations of the rotor is counted by an integral electronic pulse transmitter and converted to volume and flow rate. 90007 90002 The positive displacement rotor construction can be done in several ways: 90007 90016 90017 90035 Reciprocating piston 90038 meters are of single and multiple-piston types. 90018 90017 Oval-gear meters have two rotating, oval-shaped gears with synchronized, close fitting teeth.A fixed quantity of liquid passes through the meter for each revolution. Shaft rotation can be monitored to obtain specific flow rates. 90018 90017 90035 Nutating disk 90038 meters have movable disks mounted on a concentric sphere located in spherical side-walled chambers. The pressure of the liquid passing through the measuring chamber causes the disk to rock in a circulating path without rotating about its own axis. It is the only moving part in the measuring chamber. 90018 90017 90035 Rotary vane 90038 meters consists of equally divided, rotating impellers, two or more compartments, inside the meter’s housings.The impellers are in continuous contact with the casing. A fixed volume of liquid is swept to the meter’s outlet from each compartment as the impeller rotates. The revolutions of the impeller are counted and registered in volumetric units. 90018 90027 90002 The positive displacement flowmeter may be used for all relatively nonabrasive fluids such as heating oils, lubrication oils, polymer additives, animal and vegetable fat, printing ink, Dichlorodifluoromethane R-12, and many more. 90007 90002 Accuracy may be up to 90257 0.1% 90258 of full rate with a TurnDown of 70: 1 or more. 90007 90014 Mass Flowmeters 90015 90002 Mass meters measure the mass flow rate directly. 90007 90014 Thermal Flowmeter 90015 90002 The thermal mass flowmeter operates independent of density, pressure, and viscosity. Thermal meters use a heated sensing element isolated from the fluid flow path where the flow stream conducts heat from the sensing element. The conducted heat is directly proportional to the mass flow rate and the temperature difference is calculated to mass flow.90007 90002 The accuracy of the thermal mass flow device depends on the calibrations reliability of the actual process and variations in the temperature, pressure, flow rate, heat capacity and viscosity of the fluid. 90007 90014 Coriolis Flowmeter 90015 90002 Direct mass measurement sets Coriolis flowmeters apart from other technologies. Mass measurement is not sensitive to changes in pressure, temperature, viscosity and density. With the ability to measure liquids, slurries and gases, Coriolis flowmeters are universal meters.90007 90002 Coriolis Mass Flowmeter uses the Coriolis effect to measure the amount of mass moving through the element. The fluid to be measured runs through a U-shaped tube that is caused to vibrate in an angular harmonic oscillation. Due to the Coriolis forces, the tubes will deform and an additional vibration component will be added to the oscillation. This additional component causes a phase shift on some places of the tubes which can be measured with sensors. 90007 90002 The Coriolis flow meters are in general very accurate, better than +/- 0,1% with an turndown rate more than 100: 1.The Coriolis meter can also be used to measure the fluids density. 90007 90014 Open Channel Flowmeters 90015 90002 A common method of measuring flow through an open channel is to measure the height of the liquid as it passes over an obstruction as a flume or weir in the channel. 90007 90002 90283 90007 90002 Common used is the Sharp-Crested Weir, the V-Notch Weir, the Cipolletti weir, the Rectangular-Notch Weir, the Parshall Flume or Venturi Flume. 90007 90014 Selection Considerations 90015 90002 Important factors when selecting flow metering devices are 90007 90016 90017 accuracy 90018 90017 cost 90018 90017 legal contraints 90018 90017 flow rate range 90018 90017 head loss 90018 90017 operating requirements 90018 90017 maintenance 90018 90017 life time 90018 90027 90002 These factors are more or less related to each other.Example — cost of flow meters increases with accuracy and life time quality. 90007.90000 Flowmeter Selection Guide: Types For Application 90001 90002 What Flowmeter Will Work Best for Your Application? 90003 90004 From single-use to magnetic to variable-area to Coriolis, the options in flowmeters are plentiful. Yet there are distinct differences in functionality, accuracy, and certainly price. Ultrasonic sensors that accurately and non-invasively measure through commonly used tubing is an excellent multi-use option that is positioned on the higher end of the price scale.If low unit price is desirable without sacrificing accuracy, then single-use turbine type sensors are a good option particularly if working fluid is low viscosity. If higher viscosity working fluids are involved, the single-use flow through disposable ultrasonic sensors are the best fit. 90005 90004 When selecting a flow meter consideration must be given to: 90005 90008 90009 90010 Flow measurement type 90011 — momentum (velocity), volumetric or mass flow measurement 90012 90009 90010 Media 90011 — type of media (liquid, gas or slurry) and any special condition such as particulates in the media and viscosity of the media 90012 90009 90010 Media conditions 90011 — pressure and temperature of media and whether media conditions are likely to remain constant or vary 90012 90009 90010 Flow range 90011 — required flow range of media (min and max readings required) 90012 90009 90010 Accuracy 90011 — required accuracy of the readings 90012 90009 90010 Environmental considerations 90011 — special installation considerations such as hygienic installation, installing in to an ATEX zone or requiring tamper proof readings 90012 90033 90004 Here is an overview for some of the flowmeter options available to you: 90005 90036 90037 90038 90039 90040 90037 90038 90043 Figure 1: Masterflex® turbine flow sensor clamp mount PFA-0.06 to 2 LPM; 7 mm barbed connection 90044 90039 90040 90047 90004 90010 Single-Use flowmeters 90011 (Figure 1) are used in high hygiene applications such as biopharma, food, or semiconductor fabrication when a CIP option is not optimal. Sensor types include invasive sensors that come in contact with the working fluid and are discarded after each use and non-invasive models that do not come in contact with the working fluid and are therefore reusable. Given the high value placed on typical working fluids, sensor reliability, accuracy, and compatibility with the workflow are key requirements for single-use flowmeters.If extremely tight accuracies are desired, 90005 90004 90010 Coriolis 90011 90010 Snapshot: 90011 Extremely high accuracy and no pressure drop. The meters track mass flow and offer a very high turn-down ratio. Yet initial expense is high, clogging can occur, and meters are larger in overall size. 90005 90004 90010 Coriolis flowmeters 90011 offer true mass flow measurement through two designs: a single tube or two parallel tubes. They operate via an oscillation which is induced in the tube (s) at a reference frequency.Based on Newton’s Second Law of Motion (F = m x a), the oscillation frequency will change with changes in mass flow rate. Among the most accurate of technologies available, Coriolis flowmeters are suitable for a wide and growing range of gas and liquid applications. These devices provide multiparameter data on mass, density, and temperature. They are used in pharmaceutical manufacturing, wastewater treatment facilities, nuclear facilities, natural gas measurement and custody transfer. 90005 90004 90010 Differential Pressure Snapshot: 90011 Very high accuracy, multiple calibrations, outputs and size.At the same time, this model can be used with water or gases only and can not handle particulates. It also requires power. 90005 90036 90037 90038 90039 90040 90037 90038 90043 Figure 2: Cole-Parmer® differential flowmeter for water 90044 90039 90040 90047 90004 90010 Differential pressure flowmeters 90011 (Figure 2) measure changes in pressure to determine flow velocity. They feature a flow-restrictive orifice or laminar flow element that evaluates the pressure drop through the restriction.The pressure drop between upstream and downstream points is proportional to the rate of flow. This technology works well when no moving parts are desired, or when an ultrafast response time is required. Differential Pressure flowmeters are typically found in more industrial applications, such as measuring the output of fuels (for example, benzines or jet fuel), in specialty chemical manufacturing, simple water measurement testing, or on aquafarms. They are also used in labs to measure and control the flow of gases when mixing them or separating them through chromatography.90005 90004 90010 Gear Snapshot: 90011 High accuracy; measurement is independent of fluid viscosity. No straight pipe runs required. Accuracy degrades slightly when measuring the flow of low-viscosity fluids. 90005 90004 90010 Gear meters 90011 employ oval counter-synchronized rotors (gears) which are interlocked to rotate with the passing of liquid. The amount of fluid passing through the oval gears is well controlled, giving the meters a high level of accuracy. Designs are typically rugged and simple, allowing for installation in the most aggressive environments.In fact, gear meters are one of a few types which are suited to high-viscosity fluids. Used in hydraulics and other applications involving very viscous liquids, gear flowmeters work well in the pulp and paper industry, fuel or oil transfer, and manufacturing. Because the gears are stainless steel, they are ideal for the petrochemical industry or any application incorporating light to heavy oils. 90005 90004 90010 Magnetic Snapshot: 90011 No obstruction of flow path, no pressure drop, no moving parts.These meters can handle heavy slurries. Yet, the fluid measured must be conductive or water-based, and the meter must be grounded. 90005 90004 90010 Magnetic meters 90011 (or magmeters) are available in two design styles: insertion and full-bore. Coils in the meter produce a magnetic field. When a conductive fluid is passed through the field, a voltage is produced through an electrode in the meter wall or insertion probe; this generated voltage is proportional to the flow. Magmeters operate by measuring the electrical content of water or other fluids.The magnetic technology contains no moving parts, and the full-bore designs offer no intrusions into the flow stream. Magmeters are higher-end flowmeters and are used in the food & beverage industry, water purification, pulp and paper manufacturing, mining, chemical manufacturing, and petrochemical industries. They should not be used with low conductivity fluids such as de-ionized water. 90005 90004 90010 Paddle Wheel Snapshot: 90011 Fast response time. Easy maintenance. Inexpensive. Some may be difficult to install.Uses moving parts and requires a full pipe. 90005 90036 90037 90038 90039 90040 90037 90038 90043 Figure 3: Cole-Parmer® economical in-line flowmeter 90044 90039 90040 90047 90004 90010 Paddle wheel meters 90011 (Figure 3) include those with rotating paddle wheels, propellers, and oscillating disks (multi- jet types). The rotating component is designed to provide a pulse when passing either a magnetic or optical sensor. The frequency of the pulses is proportional to the velocity of the fluid at one point in the pipe or channel.These designs offer relatively high accuracy for their low cost. Some insertion versions are very easy to install while other styles are more difficult. The paddle wheel style of flowmeter is often seen in rural areas for irrigation, on aquafarms, in water / wastewater treatment, and for simple water measurement. These meters are also used in utilities and the oil and gas industries and can work with viscous fluids if a turbulent flow is present. 90005 90004 90010 Thermal Dispersion Snapshot: 90011 No moving parts.Measures the mass of the gas, not the volume, so it is very accurate. However, the gas must be dry and free of particulates. Response time is fairly slow. 90005 90004 90010 Thermal dispersion 90011 90010 meters 90011 operate with a side-stream flow of gas which is directed through a capillary. The capillary includes two external heater-sensor coils, one downstream from the other. Gas flow carries heat from the upstream coil to the downstream coil. The resultant temperature-dependent resistance differential at each coil is then measured.The gradient at the coils is linearly proportional to the instantaneous flow rate. 90005 90004 With minimal invasiveness and no moving parts, these meters are used for chemical line monitoring, purging instrument air lines, and filtration loading. They may also control the flow in gas mixing and OEM applications. 90005 90004 90010 Turbine Snapshot: 90011 High accuracy, millisecond response time, along with high pressure and temperature capabilities. Conversely, their moving parts can wear or become clogged.Not for low flow. 90005 90004 90010 Turbine meters 90011 contain a bladed rotor positioned along the centerline of the flow stream. The rotating component is designed to provide a pulse when passing either a magnetic or optical sensor. The frequency of the pulses is proportional to the velocity of the fluid. Some designs offer high levels of accuracy and can handle slightly higher viscosity fluids than basic propeller-type designs. Also, some turbine designs meet sanitary guidelines. 90005 90004 Irrigation and water purification are two common applications for turbine flowmeters.They are also used in the oil and gas, utilities, and wastewater industries. When used with sanitary connections, turbine meters control flow in food & beverage applications. These meters are not the best choice for low-flow applications. 90005 90004 90010 Ultrasonic Snapshot: 90011 Very high accuracy. No pressure drops, no obstruction of flow path and no moving parts. Low maintenance costs. They are priced higher than some other technologies. Not a good choice for low-flow applications.90005 90036 90037 90038 90039 90040 90037 90038 90043 Figure 4: Masterflex® ultrasonic flow sensor 90044 90039 90040 90047 90004 90010 Ultrasonic meters 90011 (Figure 4) offer more advanced technology and greater versatility than some other types. These designs measure the frequency shift of an ultrasonic signal that is sent through the fluid. Two types of ultrasonic meters are Doppler and transit-time. Doppler technologies utilize particles or aeration in the fluid as a reflective mechanism to gauge the velocity of the fluid.Transit-time technologies rely on a frequency difference in forward and reverse signals sent though a clean liquid to gauge the velocity of the fluid; the fluid must not have solids or aeration, as they will distort the sonic pulses. These are ideal technologies to create flow profiles through an existing process, when modifying piping is not possible. 90005 90004 Because of their versatility, ultrasonic flowmeters are used in a long list of industries, including facilities management, pulp and paper manufacturing, chemical manufacturing, and mining.Water / wastewater, petrochemical, and aquafarms also enlist this technology. Ultrasonic meters can be used to measure the corrosiveness of slurry fluid flow. 90005 90004 90010 Variable Area Snapshot: 90011 Easy setup and use with low setup cost. Very low maintenance. Can be used for both liquids and gases. Yet, these meters provide low accuracy and may not withstand caustic media. No data output or recording capabilities. 90005 90036 90037 90038 90039 90040 90037 90038 90043 Figure 5: Cole-Parmer® valved acrylic flowmeters for bench or panel mount with direct metric-reading scales 90044 90039 90040 90047 90004 90010 Variable Area flowmeters 90011 (Figure 5) are the veterans in the industry and are the most commonly used.They are also referred to as rotameters. Their design consists of a float-usually a sphere-enclosed in a tube. The float responds to change in velocity of the fluid (gas, air, or liquid) by moving up or down the flow tube. The variable area principle of operation is: fluid flow velocity raises a float in a tapered tube, increasing the area for passage of the fluid. The greater the flow, the higher the float rises. The height of the float is directly proportional to the flow rate. To determine flow, simply read thegraduated markings at the center of the float.90005 90004 Variable area flowmeters can be used in laboratory and industrial applications, and when compared with other types of flow instrumentation, are the most economical for indicating flow rate measurement when taking into account practicality and accuracy. These meters are used in academia in science labs for experimentation and education. They can be found in basic manufacturing including beverage manufacturing and chemical manufacturing as well as in water purification, aquafarms, and oil and gas applications.These meters should not be used with media that could coat the float or measuring tube. 90005 90004 90010 Vortex Snapshot: 90011 Low to medium initial setup costs. Very low maintenance when used in clean flow conditions. Yet, the vortex meters may experience a low to medium pressure drop due to an obstruction in the flow path. 90005 90004 90010 Vortex meters 90011 use a pressure sensor to measure the pressure pulses from vortices that come from the fluid passing a bluff body bar across the flow stream.A simple analogy of this phenomenon is that of a flag waving in the wind. The pulses are proportional to the rate of flow. Many users find the technology appealing because it has no moving parts and a low sensitivity to variations in process conditions. 90005 90004 Although many may be less familiar with the vortex flowmeter, it is an option that offers high accuracy. Because the meter body and vortex bar can be molded as one, the design is ideal for use in either aggressive or high-purity applications.These meters work well in the oil and gas, water / wastewater, and food & beverage industries. They are also used in utilities, chemical manufacturing and water purification. 90005 90004 For additional application guidance, you can refer to the flowmeter selection table below: 90005 90004 90043 Table scrolls horizontally 90044 90005.90000 90001 Series VFC / VFCII | Visi-Float® Acrylic Flowmeter is a clear acrylic body flowmeter suitable for both gas and liquid applications. A few applications are cabinet purging, remediation, and osmosis skids. 90002 All shipping times are dependent on product availability at time of shipment. 90003 Although we make every effort to ensure a continuous supply of our products, occasional circumstances may force us to temporarily run out of a product, or have shipping delays. Should this occur, customers will be notified soon after placement of any orders for such products and, if applicable, items will be put on backorder.For orders requiring expedited shipment, our customer service team can be contacted to confirm product availability 90004 90003 COVID-19 Update: Due to high customer demand, lead time on some products may be up to two weeks. While this is a developing health situation, we are working continuously to take the necessary measures to ensure that the products you need are available with minimal interruption. 90004 90007 90008 Model 90009 90010 Description 90009 90012 90007 90014 VFC-121 90015 90016 Flowmeter, range 4-25 SCFM air.90015 90012 90007 90014 VFC-122 90015 90016 Flowmeter, range 5-50 SCFM air. 90015 90012 90007 90014 VFC-123 90015 90016 Flowmeter, range 10-100 SCFM air. 90015 90012 90007 90014 VFC-131 90015 90016 Flowmeter, range 100-700 LPM air. 90015 90012 90007 90014 VFC-132 90015 90016 Flowmeter, range 200-1400 LPM air. 90015 90012 90007 90014 VFC-133 90015 90016 Flowmeter, range 300-2800 LPM air. 90015 90012 90007 90014 VFC-141 90015 90016 Flowmeter, range.5-5 GPM water. 90015 90012 90007 90014 VFC-142 90015 90016 Flowmeter, range 1-10 GPM water. 90015 90012 90007 90014 VFC-143 90015 90016 Flowmeter, range 2-20 GPM water. 90015 90012 90007 90014 VFC-151 90015 90016 Flowmeter, range 2-20 LPM water. 90015 90012 90007 90014 VFC-152 90015 90016 Flowmeter, range 4-40 LPM water. 90015 90012 90007 90014 VFC-153 90015 90016 Flowmeter, range 10-75 LPM water. 90015 90012 90085.