Basınçlı hava kütle akış ölçer

Basınçlı hava kütle akış ölçer nedir?

Basitçe ifade etmek gerekirse, basınçlı hava kütle akış ölçer, "boru hattından geçen hava miktarını (kilogram cinsinden)" kg/saat, t/saat gibi akış hızı birimleriyle doğrudan ölçen bir alettir. Geleneksel girdap akış ölçer veya delikli akış ölçer gibi "hacimsel akış" (m³/saat) ölçen cihazlardan farklıdır. Basınçlı hava sistemlerinde bu değer büyük ölçüde değişir; çünkü basınçlı havanın hacmi basınç ve sıcaklıkla önemli ölçüde değişirken, kütlesi sabit kalır. Örneğin, aynı cihazın farklı basınçlar altında tükettiği "metreküp (m³)" miktarı birkaç kat farklılık gösterebilir, ancak kütle akışı olan "kilogram (kg)" miktarı temelde sabittir. Bu nedenle, basınçlı havada basınç dalgalanmalarının yaygın olduğu senaryolarda, kütle akış hızı ile ölçüm yapmak, gerçek enerji tüketimini ve kullanımını doğru bir şekilde yansıtır.

Basınçlı hava akış ölçümüm neden her zaman yanlış sonuç veriyor?

Basınçlı hava sistemlerinde hatalı ölçümlerin en yaygın nedenleri şunlardır: Birincisi, basınç ve sıcaklık dalgalanmalarıdır. Birçok tesis, özellikle birden fazla hava kompresörünün paralel bağlandığı veya sık sık yüklenip boşaltıldığı sistemlerde, yukarı akış basıncı değişikliklerinden kaynaklanan yoğunluk değişimlerini göz ardı ederek, yalnızca debimetre çıkışına bir basınç göstergesi takmaktadır. Sıcaklık etkisi de aynı derecede önemlidir, çünkü iç ve dış boru hatlarının okumaları yaz ve kış arasında %10'dan fazla farklılık gösterebilir.

Sırada boru hattı türbülansı var. Sahada en sık karşılaşılan sorun, basınçlı hava akış ölçerlerin dirseklerden, vanalardan veya redüktörlerden hemen sonra takılmasıdır. Bu bileşenlerden geçtikten sonra hava şiddetli girdaplar oluşturur ve düzgün akışı sağlamak için yeterince uzun bir düz boru bölümü (genellikle yukarı akış borusunun çapının 10 katı ve aşağı akış borusunun çapının 5 katı) gerektirir. Birçok fabrika zaman kazanmak için hava kompresörü çıkışına birkaç metre mesafede hava akış sensörleri takar, ancak okumalar aniden yükselir.
Ayrıca, yoğuşma suyu ve yağ buharı da mevcuttur. Basınçlı hava kaçınılmaz olarak yağ ve su taşır ve bu safsızlıklar sensöre, özellikle termal akış ölçerin probuna yapışırsa, ısı dağıtım özelliklerini ciddi şekilde etkileyerek okuma sapmasına veya hatta hasara yol açabilir. Birçok tesis, ana boru hattına yalnızca filtre takmakta, dallanmaların veya cihazların önündeki ikincil filtrelemeyi ihmal etmektedir.

Doğru basınçlı hava kütle akış ölçerini nasıl seçersiniz?

Sıkıştırılmış hava akış aralığı ve boru hattı boyutu, çalışma sıcaklığı ve basıncı

Seçim işlemi öncelikle boru çapı ve akış aralığının belirtilmesini gerektirir. Akış aralığı üç değer içermelidir: minimum, ortalama ve maksimum, özellikle minimum akış değeri önemlidir; çünkü birçok basınçlı hava akış sensörü düşük akış hızlarında doğrulukta keskin bir düşüş yaşar. İkinci olarak, çalışma basıncı ve sıcaklığı sadece geleneksel değerlere göre değil, aynı zamanda aşırı çalışma koşulları da dikkate alınarak değerlendirilmelidir.

Hava kalitesi sıklıkla göz ardı ediliyor.

Sistemin basınç çiğ noktası ve yağ içeriğini netleştirmek gerekirse, çoğu akış ölçer ISO 8573-1 standardı Sınıf 2'nin altındaki havayı (basınç çiğ noktası -40 °C, yağ içeriği ≤ 0,1 mg/m³) işleyebilir; daha nemli veya yağlı ise, kirlilik önleyici tasarıma sahip bir hava akış sensörü seçmek gerekir.

Analog çıkışlı veya dijital iletişimli dijital basınçlı hava

Çıkış sinyali kontrol sistemine göre belirlenir: 4-20mA analog çıkış en yaygın olanıdır, Modbus RTU veri toplama için uygundur ve HART yerinde hata ayıklama için kullanışlıdır. Doğruluk körü körüne takip edilmemelidir - enerji tüketimi izleme için, ± %1 doğruluktan ziyade ± %1,5 tekrarlanabilirlik genellikle daha pratiktir.

Basınçlı hava kütle akış ölçümü için termal akış ölçer

Basınçlı hava için termal kütle akış ölçer

Prensip

Termal kütle akış ölçerler, kütle akış hızını doğrudan ölçtükleri için özellikle basınçlı hava için uygundur. Prensip basittir: Prob üzerinde iki sıcaklık sensörü bulunur; biri ısıtılır, diğeri ise hava akışının sıcaklığını algılar. Hava akarken ısıyı uzaklaştırır ve akış hızı ne kadar yüksekse, ısı dağılımı o kadar hızlı olur. Kütle akış hızı, ısıtma gücü değiştirilerek hesaplanabilir.

Avantajlar

En büyük avantajı, basınç ve sıcaklık kompanzasyonuna ihtiyaç duymamasıdır (basıncın nispeten sabit olduğu senaryolarda) ve düşük akış hızlarına karşı son derece hassastır; 0,1 metre/saniye gibi hafif bir rüzgar hızını bile algılayabilen, 100:1'e kadar çıkabilen bir düşürme oranına sahiptir ki bu da sızıntı tespiti için çok faydalıdır. Ancak gerçekten de hassastır - su, yağ ve tozdan etkilenir. Hava kalitesi kötüyse, prob kirlenmeye eğilimlidir ve düzenli olarak temizlenmesi veya hatta değiştirilmesi gerekir. Ayrıca, yüksek kurulum gereksinimlerine sahiptir ve düz boru bölümü yetersiz olduğunda önemli hatalara neden olur.

Termal kütle akış ölçer için hangi tür hava uygundur?

Dolayısıyla termal kütle akış ölçer, elektronik ve ilaç fabrikalarındaki temiz hava kaynakları gibi kuru, temiz ve basınç açısından stabil basınçlı hava sistemleri için uygundur. Ancak eski hava kompresyon istasyonları veya yağlama sistemleri gibi şiddetli basınç dalgalanmalarının olduğu nemli ve yağlı ortamlar için uygun değildir.

Sıcaklık ve basınç kompanzasyonlu girdaplı debimetre, basınçlı hava kütle ölçümünde pratik bir yaklaşımdır.

Sıcaklık ve basınç kompanzasyonlu girdap akış ölçer

Prensip

Prensibi "sayısal girdap"tır - hava akışı probun etrafından geçerken bir girdap sütunu oluşur ve frekans akış hızıyla orantılıdır. Ancak ölçülen şey, çalışma koşulları altındaki hacimsel akış hızıdır; oysa sıkıştırılmış havanın hacmi basınç ve sıcaklıkla önemli ölçüde değişir. Bu nedenle, asıl sorun telafide yatmaktadır: girdap akış sensörünün basınç ve sıcaklık sinyallerini gerçek zamanlı olarak toplaması, çalışma akış hızını standart akış hızına (Nm³/h) veya kütle akış hızına (kg/h) dönüştürmesi ve verilerin anlamlı olması gerekir.

Avantajlar

Avantajları açıktır: termal kütle akış ölçer tipine kıyasla kire karşı daha dayanıklıdır ve basınçlı havadaki yaygın yağ buharı ve yoğunlaşmış suya karşı daha az hassastır; hareketli parçası yoktur, sağlam ve dayanıklıdır; ayrıca orta ve yüksek akış hızlarında maliyet etkinliği olağanüstüdür.

Dezavantajlar

Eksiklikler de açıkça ortada: düşük akış hızlarından korkuluyor, akış hızı 2-3 m/s'nin altına düştüğünde doğruluk genellikle azalıyor veya ölçülemiyor, bu da küçük sızıntıları tespit etmeyi zorlaştırıyor; ayrıca boru hattı titreşiminden de endişeleniyorum. Titreşim frekansı girdap frekansına yakınsa, girişime neden olur.

Bu nedenle, güvenilir enerji toplam hesaplaması için hava kompresyon istasyonlarının çıkışı ve atölye ana boru hatları gibi sabit basınca ve orta ila yüksek akış hızlarına sahip ana boru hatlarına kurulum için uygundur. Telafi edilmiş, istikrarlı ve karşılaştırılabilir veriler sağlayarak sistem ölçümü için ekonomik bir seçenek haline gelir.

Yerleştirme tipi kütle akış ölçer mi yoksa hat içi kütle akış ölçer mi?

Hat içi mi yoksa yerleştirme tipi basınçlı hava kütle akış ölçer mi?

Bu, esas olarak boru hattı boyutunun ve bütçesinin izlenmesine odaklanmaktadır. Giriş tipi hava kütle akış ölçerinin kurulum maliyeti düşüktür ve üretimi durdurmaya veya boruları kesmeye gerek yoktur. Bir ekip tarafından iki saat içinde kurulabilir, bu da DN80 veya daha büyük çaplı boru hatlarının yenilenmesi için çok uygundur. Ancak giriş tipi girdap akış ölçerinin doğruluğu genellikle ± %2 civarındadır ve akış hızı dağılımından büyük ölçüde etkilenir. İyi haber şu ki, giriş tipi termal kütle akış ölçer ve hat içi termal kütle akış ölçer aynı doğruluğa sahiptir.

Hat içi tip, daha yüksek doğruluk (± %1'e kadar) ve iyi stabiliteye sahiptir, ancak pahalıdır, kurulumu zordur ve boru hattının kesilmesini gerektirir. Vorteks akış ölçer takıldığında (örneğin ticari uzlaşma) yüksek ölçüm doğruluğu gereksinimlerinin olduğu yeni projeler veya durumlar için uygundur. Basit prensip: DN200 ve altı için boru kesitli tip tercih edilirken, DN300 ve üzeri için takılabilir tip daha maliyet etkinliğine sahiptir.

Basınçlı hava kütle akış ölçümü için yeterli düz boru yoksa ne olur?

Eğer sahada yeterli düz boru bölümü yoksa (örneğin bilgisayar odasında sınırlı alan varsa), birkaç alternatif çözüm mevcuttur: Birincisi, girdabı dağıtmak ve düz boru bölümü ihtiyacını 10D'den 5D'ye düşürmek için bir boru hattı düzeltici takmak; ikincisi, akış ölçeri daha aşağıya taşımak; birkaç on metre boru hattı kullanılsa bile, okuma çok daha kararlı olacaktır.

Sıkıştırılmış hava akış ölçüm üniteleri

Birim dönüştürme en kolay karıştırılan kısımdır. Nm³/h standart akış hızıdır (0 °C, 1 atmosfer), m³/h çalışma akış hızıdır (gerçek sıcaklık ve basınçta) ve SCFM Amerikan standart metreküp/dakikadır (21 °C, 1 atmosfer). Basınçlı hava sözleşmeleri genellikle Nm³/h cinsinden yapılır, ancak akış ölçer kg/h veya gerçek m³/h cinsinden çıkış verir ve bu da gerçek zamanlı basınç ve sıcaklığa göre dönüştürülmelidir. Güvenilir bir yaklaşım, daha sonraki hesaplama hatalarını önlemek için akış ölçerin doğrudan Nm³/h cinsinden çıkış vermesini ve telafi edilmesini sağlamaktır.

Sonuç olarak, basınçlı hava kütle akışını ölçmek, yüksek hassasiyetli bir cihaz satın alarak çözülebilecek bir şey değildir. Seçimden, kurulumdan bakıma kadar her aşamada hata oluşabilecek bir sistem mühendisliğidir. Prensipleri anlamak, çalışma koşullarını tanımak ve kurulumu standartlaştırmak, sadece cihaz doğruluğunu hedeflemekten daha önemlidir. Sahada, düzgün bir şekilde kurulmuş orta hassasiyetli bir cihaz, rastgele kurulmuş yüksek hassasiyetli bir hava kütle akış ölçerinden genellikle çok daha güvenilirdir.
İhtiyaçlarınıza uygun ve düşük maliyetli bir basınçlı hava kütle akış ölçer seçmek için sales@silveinstruments.com adresinden bizimle iletişime geçin.