Приборы для точного контроля расхода и давления

В статье представлен модельный ряд измерителей и регуляторов расхода и давления.

ООО «Сигм плюс инжиниринг», г. Москва

скачать pdf >>

В материале рассматриваются решения для подбора, поставки и сервисного обслуживания измерителей и регуляторов расхода и давления. Представленная линейка оборудования используется для выполнения как базовых, так и специализированных задач контроля потоков газов и жидкостей.

Расходомеры трех типов (тепловые, кориолисовые, ламинарные/переменного перепада давления) в общей сложности перекрывают диапазон расходов от 0,05 мл/мин до 10 000 л/мин по га­зу и от 2 г/ч до 1200 кг/ч по жидкости. Наиболее точные расходомеры га­за имеют погрешность измерения 0,5 % от показаний, наименее точные – 2 % от верхнего предела измерений (ВПИ). Наибольшая точность измерения расхода жидкости 0,25 % ВПИ, наименьшая – 1 % ВПИ.

Тепловые расходомеры га­за в диапазоне расходов от 100 мл/мин до 1700 л/мин с точностью 0,5 % показаний + 0,1 % ВПИ внесены в ГРСИ РФ. Вскоре состоится внесение в ГРСИ новой серии приборов, работающих в диапазоне от 2 мл/мин до 10 000 л/мин с точностью 0,5 % ВПИ.

В применениях с высокими рабочими давлениями га­за востребованы тепловые расходомеры. Они работают при давлениях вплоть до 400 бар и при перепадах до 390 бар. Кориолисовые измерители могут работать при давлениях до 200 бар. Для задач измерения и регулирования расхода при малых перепадах давления применяются как тепловые, так и ламинарные расходомеры. Приборы обеспечивают перепад давления на уровне 800 Па.

Для работы с газами, имеющими высокую температуру, применяются тепловые расходомеры с вынесенным блоком управления или ламинарные расходомеры в исполнении со встроенным (менее 200 °C) или также вынесенным (более 200 °C) блоком управления. Для задач, где требуется высокая герметичность газовой системы и осуществляется подача особо чистых газов, необходимо использование специализированных расходомеров с уплотнениями «металл по металлу». Герметичность поставляемых приборов на 2 порядка лучше, чем у обычных расходомеров с эластомерными уплотнениями, и составляет 10^-11 мбар·л/с по Гелию. 

Компактные регуляторы расхода на основе МЭМС-сенсоров при высоте всего 7 см обеспечивают точное и надежное регулирование расхода. Приборы выпускаются в версии с поверхностным монтажом, что позволяет создавать еще более компактные узлы подачи газов. Также МЭМС-расходомеры применяются для измерения быстро меняющихся расходов газа. Но еще большее быстродействие демонстрируют ламинарные расходомеры: измерение – 20 мс, а регулирование – 300 мс. 

Технология МЭМС позволяет создавать бюджетные измерители расхода га­за. Входящие в линейку электронные ротаметры выполнены в форм-факторе классического поплавкового ротаметра, имеют точность 1,5 % ВПИ, у них отсутствует чувствительность к положению монтажа.

Для кориолисовых расходомеров, напротив, характерна высокая точность измерения расхода га­за (0,5 % ВПИ) и жидкости (0,25 % ВПИ). Особенность этих приборов – прямое измерение массового расхода, показания не зависят от состава рабочей среды. Эти расходомеры подходят для работы со средами неизвестного или постоянно меняющегося состава. Кроме то­го, они независимо измеряют плотность рабочей среды и ее температуру.

Цифровые регуляторы давления позволяют решать задачи поддержания давления до 200 бар внутри рабочего объема. В зависимости от взаимного расположения измерительной части и регулирующего клапана прибор может контролировать давление «до се­бя» (сброс из рабочего объема, размещенного до прибора) или «после се­бя» (подача в рабочий объем, размещенный после прибора). Регуляторы могут оснащаться двумя регулирующими клапанами, которые последовательно осуществляют подачу и сброс рабочей среды из объема для поддержания в нем заданного давления.

Для создания потока па­ра заданного состава и температуры применяется система смешения и испарения, в которой высокоточные массовые расходомеры га­за и жидкости осуществляют подачу исходных компонентов. А смесительный блок и испаритель обеспечивают стабильный поток па­ра заданной температуры. Эта система позволяет быстро и контролируемо изменять состав пара.

В зависимости от условий эксплуатации приборы могут поставляться в лабораторном (IP40) или промышленном (IP65) исполнении. Для работы во взрывоопасных условиях предназначены расходомеры, помещенные внутрь взрывозащищенной оболочки (класс Ex d). Внутрь оболочки заводится трубопровод с рабочей средой, электрические кабели, по которым подается питание и управляющий сигнал. 

Наличие унифицированных аналоговых и цифровых интерфейсов (Modbus RTU, PROFIBUS DP, Devi­ce­Net^TM, EtherCAT^®) позволяет легко интегрировать приборы в современные АСУ ТП. 

Опубликовано в журнале «ИСУП» № 3(117)_2025

ООО «Сигм плюс инжиниринг»,
г. Москва,
тел.: +7 (495) 789‑3664,
e‑mail: sales2@siplus.ru

Иллюстрации предоставлены компанией ООО «Сигм плюс инжиниринг»