Измерение жидкостей с низкой смазывающей способностью

Достаточно часто наши клиенты сталкиваются с необходимостью измерения расхода жидкостей с малой смазывающей способностью и малыми расходами. Малые расходы резко ограничивают типы расходомеров, которые можно использовать для этой цели, особенно если диаметр трубопровода или слишком мал, или несколько больше того, в котором обеспечивается попадание в рабочий диапазон для расходомеров таких типов, как ультразвуковой, вихревой, электромагнитный и т.д.

Простые, неприхотливые, работающие на принципе волюметрического измерения расходомеры-счетчики в этом случае имеют наилучшее соотношение цена/качество по сравнению с оставшимися конкурентами. Возможность установки в трубопровод другого диаметра, отсутствие требований к нормализации потока, установка в горизонтальном, вертикальном, наклонном положении также часто являются весомыми аргументами для пользователя. Как правило, такие расходомеры прекрасно работают с жидкостями, которые обладают хорошей смазывающей способностью (масла, углеводородные топлива, жиры и т.д.). Их можно также использовать и для измерения жидкостей с малой смазывающей способностью (вода, спирты, ПАВы, сжиженные газы и т.д.), но с учетом определенных особенностей, теперь по порядку.

Наши партнеры в России, компания «ДАРКОНТ» (www.darkont.ru) получила интересные результаты первичной поверки на тестовом стенде ФБУ «Ростест – Москва» на поверочной установке УПСЖ-50/ВМГ с пределом допускаемой относительной погрешности ±0,05%. Калибровался расходомер Дарконт OM015S511.219 – расходомер из нержавеющей стали, работающий в диапазоне 1-40 литр/мин (60-2400 л/час). Паспортная точность (на легком масле, или ДТ) – не хуже ±0,5% от измеряемого значения.

Как видно из сертификата, калибровка расходомера проводилась на воде, которая имеет низкую смазывающую способность, что очень сильно сказывается на результатах замеров при расходах, близких к нижней границе диапазона.

Анализ полученных данных (см .таблицу сертификата) показывает:
-очень высокую стабильность результатов испытываемого расходомера, которая даже превышает стабильность эталонного прибора;
-отклонения от точности эталонного прибора, для расходов
больших, чем 10% Qmax. менее, чем на 0,5%;
больших, чем 25% Qmax- менее, чем на 0,015%.
- резкое снижение точности при расходах равных, или меньших, чем Qmin – до -2,5%.

Последнее легко объяснимо тем, что подшипники трения шестерней расходомера ОМ015 на малых расходах, вследствие низкой смазывающей способности воды, оказывают большее сопротивление потоку жидкости, что вызывает большие паразитные утечки между шестернями и крышкой/дном и стенками измерительной камеры расходомера, что дает занижение показываемых результатов по сравнению с эталонным счетчиком. Им можно пренебречь, т.к. он проявляется только при расходах близких к Qmin, и суммарная погрешность расходомера (если, конечно, он не все время работает на расходах, близких к минимальному) ухудшится не сильно;

Но есть способы, чтобы полностью исключить влияние данного фактора:
1-й способ, простейший – при использовании с такого рода жидкостями сужать диапазон измерений, сдвигая нижнюю границу Qmin до значений превышающих Qmin для жидкостей с хорошей смазывающей способностью приблизительно в полтора-два раза, т.е. Qmin1=1,5~2Qmin.

Данный способ пригоден как для расходомеров с механическим сумматором, так и с импульсным выходом.
2-й способ – используя так называемую коррекцию нелинейности. Она может использоваться только для расходомеров с импульсным выходом.

Как было указано выше, стабильность результатов испытываемого расходомера очень велика, поэтому достаточно для значений расходов жидкости около Qmin измерить коэффициент К (количество импульсов на 1 л прошедшей жидкости) для одного или нескольких значений
Q 1, Q 2 …. и т.д (до 10 значений) и ввести его/их в контроллер с необходимой нам дискретностью.

Коррекция нелинейности является опцией для расходомеров-счетчиков Дарконт и заказывается на фабрике-изготовителе, которая поверяет необходимый расходомер при заданных Заказчиком значениях. В сертификате поверки фабрики, в этом случае, будет приведено не одно значение этого коэффициента К (как правило, измеряемое в середине диапазона Qmin…Qmax), а нужное вам количество К1,К2… (до К10), при строго заданных Q 1, Q 2 …. и т.д. Затем эти значения вводятся в контроллер (сумматор). Таким образом, мы преобразуем кривую графика зависимости коэффициента К от расхода в кусочно- линейную функцию, значительно улучшая точность измерений.
Возможность ввода К1-Кn есть в предлагаемом нами сумматоре FRT121 производства компании TRIMEC.

Таким образом, существующие методы позволяют компенсировать небольшие проблемы с точностью, возникающие при эксплуатации расходомеров объемного типа на жидкостях с низкой смазывающей способностью, и с успехом их использовать для таких применений.