Датчики расхода воды виды и принципы работы (импульсный и цифровой)

Для автоматизации контроля за использованием применяют датчик расхода воды, который в заводском исполнении состоит из датчика Холла и водяного ротора в пластиковом корпусе с клапаном. Существуют варианты съёма информации с устройств с помощью ИК-лучей.

Для использования прибора необходимо:

• на основе датчика расхода воды собирать макет с последующей установкой на водопроводную трубу и подключением питания,
• подключить микроконтроллер,
• произвести настройку, так как большинство устройств требуют калибровки (заявленная точность чаще варьируется в пределах 10 %).

Принципы работы и виды датчиков

Прохождение водяной струи обеспечивает вращение ротора, которое зависит от скорости движения потока. В результате вращения крыльчатки в схеме создаётся магнитное поле, передаваемое на вторичный преобразователь, после чего на считывающее устройство выдаётся импульс – сигнал определённой частоты. Алгоритм такого действия описывает эффекта Холла – появление поперечной разности потенциалов при перемещении в магнитное поле проводника с постоянным током.

По типу выдаваемой информации импульсный датчик расхода воды может быть:

• только с импульсным выходом, где «цена импульса» – это объём носителя, проходящий между двумя импульсами,
• с добавленным индикатором накопленного объёма, времени наработки и мгновенного расхода,
• с токовым выходным сигналом (в дополнение к вышеперечисленным параметрам).

Подключение к регистрирующему прибору производится с помощью цветных проводов (преимущественно – 2-4) с заданным значением:

• жёлтый (PWM) – широтно-импульсная модуляция выходного сигнала датчика,
• чёрный (GND) – земля, общий контакт,
• красный (VCC) – напряжение питания и т. д.

Питание датчиков расхода воды тоже осуществляется разными способами:

• от Arduino контроллера,
• от другого управляющего микропроцессорного устройства,
• от внешнего источника питания: батареи, блока питания, батареи и др..

Подключение к Ардуино датчика расхода воды позволяет создавать электронные устройства, которые могут принимать сигналы от различного типа цифровых и/или аналоговых датчиков. Ардуино (Arduino) – «электронный конструктор» применяют также для управления исполнительными устройствами. Среду разработки программ можно скачать в интернете бесплатно (последняя версия – http://www.arduino.cc/en/Main/Software).

На случаи отключения питания в приборе предусматривается энергонезависимая память, сохраняющая объём и время наработки. После подключения к компьютеру осуществляется быстрая настройка параметров.

Задачи, которые решает потребитель

Спектр задач при применении различных по сложности моделей импульсных, цифровых счётчиков касается изменения объёма, массы, давления и температуры. При подсчёте расхода холодной воды счётчики с импульсным выходом чаще используют просто для удобства считывания информации на выносном дисплее. Для учёта потребления горячей воды их чаще применяют в комплексе с термодатчиком для разделения учёта расхода холодной, подогретой и горячей воды.

Встраивание термодатчика в такой счётчик даёт возможность подсчитывать отдельно:

• сначала вытекающую из «горячего крана» холодную воду, пока она не изменит температуру,
• затем, после увеличения температуры, – объём горячего гидропотока (информация о нём будет передаваться в ту ячейку сумматора, которая фиксирует потребление именно горячей воды).

В многотарифных моделях импульсных счётчиков такая возможность уже предусмотрена.

Часто несколько импульсных счётчиков настраиваются так, что они автоматически дают информацию на один сумматор. Так можно видеть как водорасход по отдельным объектам, так и общий, суммарный показатель.

Кроме фиксирования информации, преимущество импульсного выхода в том, что его сигналы могут быть управляющими. Например, на производстве с неравномерным гидропотоком, где в воду необходимо добавлять различные вещества в точной дозировке, импульсный сигнализатор автоматически производит управляющую регулировку, что сохраняет заданные пропорции состава потока.

Нередко в приборы с цифровым датчиком расхода воды переделывают механические бытовые устройства с целью:

• повышения точности данных для анализа,
• облегчения отслеживания показаний и регистрации,
• удовлетворения творческо-технических амбиций авторов.

Для коммерческого учёта такие переделанные счётчики не используют, однако с их помощью можно поставить эксперимент и отследить реальную экономию, которую дают, например, модернизированные аэраторы (http://water-save.com/), предназначенные для сокращения водорасхода в квартире.

Читайте далее

Оставьте комментарий и вступите в дискуссию

Типы датчиков расхода жидкостей

Датчик расхода жидкостей  — это прибор, который одновременно измеряет расход и количество вещества, проходящего через данное сечение трубопровода в единицу времени. Если прибор имеет интегрирующее устройство со счетчиком и служит для одновременного измерения и количества вещества, то его называют расходомером со счетчиком.

Расходомеры разделены, как правило, на четыре типа по принципу действия: электромагнитные, ультразвуковые, вихревые и механические, кориолисовые, тепловые.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ РАСХОДА ЖИДКОСТИ

Принцип действия механических расходомеров (крыльчатых, турбинных, винтовых) основан на преобразовании поступательного движения потока жидкости во вращательное движение измерительной части. Механические расходомеры чувствительны к наличию крупных механических примесей в воде. Этот дефект легко убирается установкой перед счетчиком магнитомеханического фильтра.

1.  муфта;
2. инжектор;
3. турбина;
4. фильтр.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ДАТЧИКИ РАСХОДА ЖИДКОСТИ

В настоящее время твердую позицию среди устройств измерения расхода жидких веществ (в частности, воды) занимают электромагнитные расходомеры с поперечным полем. Он обладает высокой точностью измерения, имеет широкий линейный динамический диапазон и не имеет механических частей, соприкасающихся с жидкостью.

Работа электромагнитных измерителей расхода жидкости основана на законе Фарадея. В проводнике, пересекающем силовые линии поля, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения проводника. При этом направление тока, возникающего в проводнике, перпендикулярно к направлению движения проводника и направлению магнитного поля. Если заменить проводник потоком проводящей жидкости, текущей между полюсами магнита, и измерять ЭДС, наведённую в жидкости по закону Фарадея, можно получить принципиальную схему электромагнитного расходомера, предложенную ещё самим Фарадеем

Схема и принцип действия электромагнитного расходомера с поперечным магнитным полем:

1. трубопровод;
2. полюса магнита;
3. электроды для съема ЭДС;
4. электронный усилитель;
5. отсчетная система;
6. источник питания магнита.

ВИХРЕВЫЕ  ДАТЧИКИ РАСХОДА ЖИДКОСТИ

Принцип действия вихревого расходомера основан на определение частоты вихрей, образующихся в потоке измеряемой среды при обтекании тела специальной формы, установленным в проточной части преобразователя расхода. Частота вихрей пропорциональна объемному расходу определяется при помощи двух пьезо датчиков, которые фиксируют пульсации давления в зоне вихреобразования.

Прибор состоит из корпуса проточной части и электронного блока. В корпусе проточной части датчика размещены первичные преобразователи объемного расхода, избыточного давления и температуры. На входе в проточную часть датчика установлено тело обтекания 1. За телом обтекания, по направлению потока газа, симметрично расположены два пьезоэлектрических преобразователя пульсаций давления 2. Преобразователь избыточного давления 3 тензорезисторного принципа действия размещен перед телом обтекания вблизи его крепления. Термопреобразователь сопротивления платиновый 4 размещен внутри тела обтекания. Для обеспечения непосредственного контакта измеряемой среды и ТСП в теле обтекания выполнены отверстия 5. Плата цифровой обработки 6 производит обработку сигналов и передает на вычислитель 7.

Приборы этого типа также чувствительны к резким изменениям в потоке жидкости, к наличию крупных примесей, но безразличен к отложениям в трубах и магнитным примесям (железо в воде).

КОРИОЛИСОВЫ ДАТЧИКИ РАСХОДА ЖИДКОСТИ

Кориолисовый расходомер состоит из датчика расхода (сенсора) и преобразователя. Сенсор напрямую измеряет расход, плотность среды и температуру сенсорных трубок. Преобразователь конвертирует полученную с сенсора информацию в стандартный выходной сигнал.

Измеряемая среда, поступающая в сенсор, разделяется на равные половины и протекает через каждую из сенсорных трубок. Движение задающей катушки приводит к тому, что трубки колеблются вверх-вниз в противоположном направлении друг к другу.

Сборки магнитов и катушек-соленоидов, называемые детекторами, установлены на сенсорных трубках (рис.191). Катушки смонтированы на одной трубке, магниты на другой. Каждая катушка движется сквозь однороное магнитное поле постоянного магнита. Сгенерированное напряжение от каждой катушки детектора имеет форму синусоиальной волны. Эти сигналы представляют собой движение одной трубки относительно другой.

При движении измеряемой среды через сенсор проявляется физическое явление, известное как эффект Кориолиса. Поступательное движение среды во вращательном движении сенсорной трубки приводит к возникновению кориолисового ускорения, которое, в свою очередь, приводит к появлению кориоливовой силы. Эта сила направлена против движения трубки, приданного ей задающей катушкой, т.е. когда трубка движется вверх во время половины ее собственного цикла, то для жидкости, поступающей внутрь, сила Кориолиса направлена вниз. Как только жидкость проходит изгиб трубки, направление силы меняется на противоположное. Сила Кориолиса и, следовательно, величина изгиба сенсорной трубки прямо пропорциональны массовому расходу жидкости.

УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ДАТЧИКИ РАСХОДА ЖИДКОСТИ

Неоспоримые достоинства ультразвуковых расходомеров: малое или полное отсутствие гидравлического сопротивления, надежность (так как нет подвижных механических элементов), высокая точность, быстродействие, помехозащищенность – определили их широкое распространение.

Существуют три основные методики определения расхода жидкости при помощи ультразвука:

• время-импульсный метод (фазового сдвига),
• доплеровские расходомеры,
• метод сноса ультразвукового сигнала (корреляционный).

Ультразвуковые счетчики работают на принципе изменения времени прохождения ультразвукового сигнала от источника до приемника сигналов, которое зависит от скорости потока жидкости.

Звуковая волна, распространяющаяся в направлении потока, движется с большей скоростью, чем движущаяся против потока — разность времени (прямо пропорциональна средней скорости продукта) непрерывно измеряется. Объемный расход равен средней скорости продукта (vm), умноженной на площадь трубы.

Эти приборы хорошо работают при измерении расхода чистой, однородной жидкости по чистым трубам. Однако, при протекании жидкостей, имеющих посторонние включения — окалина, частицы накипи, песок, воздушные пузыри и при неустойчивом расходе, они дают существенные неточности показаний. Отложение накипи и других механических примесей на стенках измерительной части расходомера сделают искажения постоянными, вплоть до отказа работы прибора.

ТЕПЛОВЫЕ ДАТЧИКИ РАСХОДА ЖИДКОСТИ

Принцип действия теплового расходомера основан на измерении эффекта теплового воздействия на поток, зависящее от расхода.Тепловой расходомер состоит из нагревателя 1 и двух датчиков температуры 2 и 3, которые устанавливаются снаружи трубки 4 с измеряемым потоком.

При постоянной мощности нагревателя количество тепла, забираемое от него потоком, будет также постоянным. Поэтому с увеличением расхода Q нагрев потока будет уменьшаться, что определяется по разности температур, измеряемой термодатчиками 3 и 2. Для измерения больших расходов измеряют не весь поток Q, а лишь его часть Q1, которую пропускают по трубке 4. Эта трубка шунтирует участок трубопровода 5, снабженный дросселем 6. Проходное сечение дросселя определяет верхнюю границу диапазона измеряемых расходов: чем больше это сечение, тем большие расходы можно измерять (при той же мощности нагревателя).

Тепловые расходомеры рассчитаны на применение в составе теплосчетчиков для водяных и паровых систем теплоснабжения и иных измерительных систем, где в качестве теплоносителя используются вода, конденсат, перегретый пар либо сухой или влажный насыщенный пар.

Интегрированные функциональные возможности тепло вычислителя обеспечивают комплексное решение широкого круга задач:

• коммерческий учет потребления тепловой энергии и массы воды, перегретого и насыщенного пара;
• контроль режимов теплопотребления;
• организация систем диспетчеризации и контроля потребления тепловой энергии и теплоносителя.

Один из возможных вариантов теплосчетчика: 

Измерение электрических сигналов, соответствующих параметрам теплоносителя, с последующим расчетом тепловой энергии и количества теплоносителя. Современные теплосчетчики имеют коммуникационный порт, предназначенный для расширения функциональных возможностей в части увеличения числа обслуживаемых тепловых нагрузок.

---

Вам понравится

[/su_posts]

Расходомеры воды промышленные высокоточные

Приборы для измерения расхода воды наиболее распространены в промышленности. Среди ассортимента расходомеров воды легко подобрать оптимальный вариант для любого производства.

Простой расходомер воды. Описание и применение

Наиболее простым способом мониторинга расхода воды является установка ротаметра (один из примеров – Hedland EzView). В устройствах в основном используется ротаметрический принцип, при котором прохождение воды приводит в движение индикатор. Это вариант для систем бюджетных в качестве расходомера холодной воды или не требующих электрической обратной связи по расходу.

Индикаторы такого типа обеспечивают приемлемую для визуального контроля точность (порядка 5%) и устанавливаются на трубопроводы малых диаметров (в районе 2»).

Отличительные преимущества такого прибора:

• Экономичность, самая низкая цена
• Простая конструкция, легкость в эксплуатации

С его помощью легко оценивать напор воды, работоспособность насосов и поддержание требуемого расхода. Прибор подходит лучше остальных тогда, когда не требуется ничего кроме как визуально контролировать технологический процесс.

Компактный турбинный расходомер воды для малых трубопроводов

Это уже чуть более сложные в исполнении приборы для измерения расхода воды (пример – Vision-1000), способный работать под более высокими давлением. Он уже имеет электрический выход, но более компактный. Его принцип основывается на эффекте Холла: в конструкции находится приводимая в движение потоком воды турбины и датчик Холла, который выдает импульсы в зависимости от частоты вращения турбины.

Отличительные преимущества:

• Возможность измерения малых расходов (начиная от 0,1 л в минуту)
• Электрический частотный выход (расходомер с импульсным выходом)
• Эффективен в соотношении цена/качества

При помощи этого расходомера уже можно строить автоматизированные системы управления на трубопроводах малого диаметра в самых разных областях промышленности. Благодаря компактной турбине он лучше остальных себя проявит там, где напор/расход воды может понижаться до очень низких значений.

Расходомер воды гигиенического исполнения

Для промышленности, чей продукт предназначен для питания или использования в медицинских целях, требуется расходомер со специальным допуском. Одним из таких приборов является Blancett FloClean, специально разработанный для предприятий, которым важно соблюдать гигиенические стандарты в технологических процессах. Принцип работы у него схож с турбинными расходомерами воды, но благодаря дополнительным аксессуарам есть возможность нормализации выходного сигнала (в ток или напряжение).

Отличительными особенностями семейства являются:

• Соответствие санитарным нормам и стандартам (в частности, гигиеническому 3А, EHEDG)
• Широкий температурный диапазон для работы
• Расширенный для работы в АСУ функционал (расходомер импульсный + с доп. аксессуарами)
• Высокая точность

Расходомеры воды с гигиеническими допусками лучше остальных, а иногда и безальтернативно, подходят для предприятий пищевой и фармацевтической промышленности.

«Хит продаж» расходомеров воды

В средней ценовой категории есть приборы (например, электромагнитный ModMag-M1000), подходящие для разных условий эксплуатации благодаря своей универсальности. Большинство производств не предъявляет узкоспециализированных требований к работе, поэтому расходомеры воды такого типа пользуются популярностью.

Важные особенности:

• Широкая функциональность, заточенная под промышленное применение:
  • Поддержка RS232/RS422, RS485 Modbus RTU
  • Возможность питания как от промышленных сетей, так и от АКБ
  • Нормализованные для АСУТП выходные сигналы (расходомеры воды с токовым выходом)
  • Высокая точность и вспомогательные детекторы (пустой трубы, сигнализация и т.п.)
  • Поддерживаемый типоразмер трубопровода до 8»
• Высокозащищенная конструкция (до IP67 + по вибрации и коррозии)

Такие расходомеры воды находят применение практически во всех сферах промышленности, от пищевой/фармацевтической до топливной и газовой, в том числе на передвижных установках. Благодаря электромагнитному принципу работы они нечувствительны к вибрации и способны работать в условиях, недоступных для многих механических расходомеров.

Экономичный датчик воды высокой точности

В качестве таких приборов обычно выступают приборы, предназначенные для установки в трубы малого диаметра (например, Vision 2000). Это компактные механические расходомеры воды с импульсным выходом, практически не занимающие места и весящие 10-15 г. Но при этом они обладают хорошей точностью, благодаря чему их основными преимуществами являются:

• Небольшая стоимость (отличное соотношение цена/качество)
• Компактность и малый вес
• Широкие возможности для применения благодаря разнообразию совместимых материалов

Эти приборы недорогие и предназначены для монтажа на трубопроводы диаметра 6 или 8 мм. Для них наилучшим применением будут разнообразные системы дозирования, впрыска и контроля малых расходов воды (как в автоматах для напитков или топливных системах автомобиля, различных мойках). Благодаря конструкции их можно использовать практически в любой сфере.

Расходомеры воды для малых расходов и труб небольшого диаметра

Для измерения расхода в малых диапазонах оптимально подходят такие приборы, как Vision 3000. Они предназначены для монтажа на трубу диаметром 12 мм и измерения расхода в наиболее широком диапазоне (от 5 до 65 л/мин)

Они схожи с предыдущей моделью и имеют те же достоинства в виде малой цены, очень компактной конструкции и пригодности во множестве промышленных областей, однако отличаются в лучшую сторону своим расширенным диапазоном работы. Поэтому они более универсальны и могут заменить приборы на других принципах действия.

Это лучший выбор для измерения малых расходов, если Вам требуется сочетание функциональности, надежности и экономичности.

Надежные и точные расходомеры воды

Тем, кто не стеснен в средствах, и просто старается выбирать лучшее из того, что есть, стоит обратить внимание на новое поколение расходомеров воды электромагнитных ModMag. Для всей серии характерны:

• Высочайшая точность (вплоть до ±0,25%) и температурный диапазон от -40ºС до +150ºС)
• Превосходная адаптированность к промышленным системам управления (поддержка промышленных цифровых протоколов RS232/RS422/RS485, а также нормализованных аналоговых, частотных или импульсных), оснащены LCD-дисплеем
• Соответствие строгим стандартам качества и высокая надежность

Среди них можно выделить три модели, несколько различающиеся в своих достоинствах и применении.

• ModMag-M1000. Вибрационно и коррозионно стойкий. Может применяться в пищевой промышленности. Лучше остальных справится с измерением малых расходов (¼”…8”) в промышленных системах.
• ModMag-M2000. Наиболее функциональная модель, оснащенная в том числе программируемым цифровым входом. Применяется там, где нельзя использовать иные приборы (допустимые типоразмеры трубопроводов от ¼” до 54”).
• ModMag-M5000. Эта модель разработана для автономной работы с питанием от внутренних батарей. Лучше остальных справится с работой на передвижных установках и полевых АСУ.

Рекомендации по выбору расходомеров воды

Представленные выше модели являются наиболее типичными представителями приборов для измерения расхода воды, но выбор Вы можете сделать из существенно большего числа вариантов. Для многих моделей доступны аксессуары, как расширяющие функционал, так и повышающие удобство пользования. Систему измерения расхода воды в трубопроводах можно построить на расходомере с дистанционным исполнением, а в зависимости от типа производства может понадобиться взрывозащита или санитарно-гигиенические допуски.

Как купить расходомер воды

Если Вам требуется помощь, то наши специалисты сориентируют вас по ценам расходомеров воды и с удовольствием помогут найти оптимальное решение под любые нужды, требования и рабочие условия Вашего предприятия.

Датчики расхода воды в Санкт-Петербурге (500 товаров) 🥇

Тип: датчики, Цвет: белый, Стилистика дизайна: современный стиль

Компания из Санкт-Петербурга, доставка В МАГАЗИН Бесплатный номер 8 800… Заказ в один клик

Расходомеры жидкости профессиональный учет расхода

Расходомеры жидкости контактные и бесконтактные. Промышленные расходомеры жидкости ультразвуковые, турбинные, массовые, вихревые, электромагнитные, ротаметры, с овальными шестернями. Для профессиональных решений измерения расхода жидкости в пищевой, фармацевтической, нефтехимической промышленности, энергетике и коммунальных хозяйствах.

Области применения расходомеров жидкости

• Нефтедобывающая, нефтеперерабатывающая промышленность (+ системы пластового давления, пластовая/сеноманская/подтоварная вода, водонагнетательные/водозаборные скважины)
• Пищевая промышленность (жидкие продукты)
• Машиностроение и приборостроение
• Химическая, фармацевтическая, металлургическая, энергетическая промышленность (технологические жидкости)
• Жилищно-коммунальное хозяйство
• Целлюлозно-бумажная промышленность
• Водоочистка/водоподготовка
• Измерение расхода жидких сред на промпредприятиях

Возможные среды применения

Назначение расходомеров жидкости

• Коммерческий учет жидкостей (нефти, смесей, воды и т.п.)
• Измерение параметров скважин (дебит, расход + доп. параметры – температура, давление и т.п.)
• Измерение расхода воды (теплофикационной, технологической, сточной и канализационной), учет расхода высоковязких жидкостей
• Счетчики воды (в том числе в ЖКХ)
• Заправка транспорта/оценка потребления топлива
• Организация систем ППД, системы одновременно-раздельной эксплуатации пластов, ОРД, ОРЗ, ВСП, МСП, глубинно-исследовательские комплексы  (скважинное применение)
• Защита оборудования, насосов от сухого хода и других критических ситуаций
• Визуальная индикация расхода, контроль/регулирование в ТП (, сигнализация, слив/налив продукта из цистерн)
• Регулирование смешивания/дозирования жидкостей в пищевой/фармацевтической/химической и иных отраслях

Преимущества

На достоинства приборов влияют используемые способы работы. С целью подобрать оптимальный для своего предприятия прибор с учетом всех достоинств и недостатков метода обратитесь к специалистам за консультациями. В целом же можно отметить, что:

• Применение современных расходомеров позволяет улучшить рентабельность производства, особенно в нефтяной отрасли и в скважинных применениях (+ снижает затраты на организацию добычи продукта, организацию систем автоматики)
• Отдельные модели (например, электромагнитные расходомер) нечувствительны к параметрам среды и могут применяться в особо коррозионных средах.

Недостатки

Недостатки приборов связаны с их методом работы. Некоторые общие свойства:

1. Расходомеры с подвижными частями (ротаметры, ротационные счетчики, крыльчатые, роторные, реле потока) имеют меньшую надежность чем приборы без подвижных частей (например, вихревые)
2. Расходомеры без электронных блоков (некоторые реле потока, ротаметры) более экономичны, не требуют питания и дают показания сразу на месте, но имеют подвижные части и менее надежны.

Принцип работы расходомеров жидкости

На примере скважинного расходомера ЭВ-200 СКВ можно в общем оценить метод работы промышленных расходомеров. Прибор устанавливается на НКТ в нужной точке скважины, использует вихревой принцип (регистрируются вихри за телом обтекания и вычисляется расход). Электроника формирует сигнал выхода (в том числе с доп. датчиков давления и температуры) и передает далее в АСУТП. Так оценивается дебит, расход скважины, непрерывно контролируются параметры.