Расходомер Endress+Hauser Prowirl F для промышленных процессов

Endress+Hauser Prowirl F — семейство фланцевых вихревых расходомеров для измерения расхода жидкостей, газов и пара в трубопроводах. Прибор определяет объёмный расход по частоте вихрей, возникающих за обтекаемым телом внутри измерительного канала. В зависимости от исполнения и дополнительных датчиков он также может измерять температуру и давление, а затем рассчитывать массовый расход или расход энергии. Prowirl F применяют в системах учёта пара, на технологических линиях и в установках, где требуется контролировать расход нескольких видов сред.

Технические характеристики

Расходомер используют для мониторинга технологических потоков и передачи измерительных данных в систему управления. Вихревой метод особенно подходит для сред, которые могут проходить через трубу без подвижных механических деталей в измерительном канале. К основным характеристикам семейства относятся:

• измерение объёмного расхода жидкостей, газов и пара;
• фланцевое присоединение к трубопроводу;
• типоразмеры в диапазоне примерно DN 15–300, в зависимости от исполнения;
• рабочая температура среды в отдельных версиях — от −200 до +400 C;
• номинальное давление — в зависимости от конструкции, материала и фланцевого стандарта, вплоть до высоких классов давления;
• погрешность измерения — зависит от типа среды, диаметра, условий потока и конфигурации прибора;
• выходные сигналы и цифровые протоколы — определяются установленным преобразователем и заказанным исполнением.

Эти значения характеризуют семейство в целом, а не любой отдельный прибор. Для рабочего проекта проверяют данные конкретной модели: допустимые давление и температуру, тип фланцев, материалы смачиваемых частей, электрическое подключение и точность в заданном диапазоне расхода.

Конструкция и принцип работы

Измерительный участок Prowirl F содержит обтекаемое тело, установленное поперёк потока. При прохождении среды за ним попеременно образуются вихри. Их частота связана со скоростью потока и геометрией измерительного канала. Датчик регистрирует колебания давления, вызванные вихрями, а электронный преобразователь обрабатывает сигнал и рассчитывает расход. Основные компоненты прибора выполняют следующие функции:

• корпус и фланцы обеспечивают включение расходомера в трубопровод;
• обтекаемое тело формирует вихревой след;
• чувствительный элемент регистрирует частоту вихреобразования;
• электронный преобразователь фильтрует сигнал, рассчитывает расход и передаёт данные;
• встроенный или дополнительный датчик температуры позволяет учитывать температуру среды;
• дополнительный датчик давления в соответствующей конфигурации даёт возможность учитывать давление при расчётах для газа или пара.

Измерительный принцип не требует вращающегося ротора. Это уменьшает число движущихся деталей и делает прибор пригодным для длительной эксплуатации при условии соблюдения требований к монтажу и параметрам потока.

Расчёт расхода и функциональные возможности

Для несжимаемых жидкостей прибор обычно определяет объёмный расход по измеренной частоте вихрей и геометрии канала. При работе с газом и паром на результат влияют плотность, температура и давление. Поэтому для расчёта массового расхода могут потребоваться данные о состоянии среды, полученные встроенными датчиками или переданные извне. В зависимости от комплектации Prowirl F может выполнять такие задачи:

• измерять объёмный расход;
• передавать частотный сигнал, пропорциональный расходу;
• выдавать аналоговый сигнал 4–20 мА и цифровые данные через предусмотренный протокол связи;
• учитывать температуру, а в соответствующем исполнении — давление;
• рассчитывать массовый расход пара или газа при наличии необходимых измерительных данных;
• передавать диагностические сведения о состоянии прибора и качестве измерительного сигнала.

Вихревой расходомер наиболее точен в рабочем диапазоне, где поток создаёт устойчивый и регистрируемый вихревой след. При слишком малой скорости сигнал может стать недостаточным для надёжного измерения. Предельные значения зависят от диаметра трубы, свойств среды и выбранного исполнения.

Монтаж и эксплуатация

Точность измерения зависит не только от самого расходомера, но и от структуры потока перед ним. Отводы, тройники, регулирующая арматура и насосы могут создавать завихрения и неравномерное распределение скорости. Поэтому при монтаже учитывают требуемые прямые участки до и после прибора, указанные для конкретной конфигурации. При установке необходимо соблюдать следующие условия:

• направление потока должно совпадать со стрелкой на корпусе;
• внутренний диаметр трубопровода должен соответствовать выбранному типоразмеру;
• фланцы должны быть соосны, без механического напряжения на корпусе;
• прокладки не должны выступать внутрь измерительного канала;
• трубопровод и расходомер должны быть заполнены средой в соответствии с условиями измерения;
• электрическое подключение и заземление выполняют по документации установленного преобразователя;
• температура, давление и состав среды должны оставаться в пределах, допустимых для материалов и исполнения прибора.

Для жидкостей важно исключить образование газовых карманов и обеспечить заполнение измерительного участка. При измерении пара учитывают состояние пара и условия теплоизоляции трубопровода. Загрязнения, отложения и механические включения могут ухудшить работу чувствительного элемента и увеличить нестабильность показаний.

Области применения

Prowirl F используют там, где требуется измерять расход среды в закрытом трубопроводе и передавать данные в локальную автоматику или систему диспетчеризации. Типичные направления применения включают:

• учёт технологического и отопительного пара;
• контроль расхода сжатого воздуха и технологических газов;
• измерение расхода воды и других совместимых жидкостей;
• мониторинг потоков в теплообменниках и котельных установках;
• контроль расхода в производственных линиях и системах энергоснабжения.

Выбор вихревого принципа требует проверки условий потока. Метод не подходит для измерений, если скорость среды в рабочем режиме недостаточна для устойчивой регистрации вихрей или если условия процесса выходят за диапазон конкретного исполнения. Также следует учитывать потери давления и совместимость материалов прибора со средой.

Таким образом, Endress+Hauser Prowirl F — фланцевый вихревой расходомер для измерения расхода жидкостей, газов и пара. Отсутствие вращающихся деталей упрощает конструкцию, а варианты с измерением температуры и давления расширяют возможности расчёта массового расхода. Для корректной работы важны соответствие прибора параметрам процесса, правильный монтаж и учёт особенностей среды. Компания «Олниса» поставляет промышленное оборудование на территории России и стран СНГ. В ассортимент поставок входят приборы и компоненты для систем автоматизации и технологических процессов. «Олниса» обеспечивает поставки промышленного оборудования для предприятий различных отраслей.