What Is A Flow Meter And How Does It Work
There are certain factors you should consider if you decide to use a flow meter. The personnel involved with the process should be familiar with handling and maintaining the flow meters used. Two of the most important things that your staff should know is the calibration and the functionality of flow meter. One of the usual mistakes that some people make is that they tend to use flow meters because it is the cheapest way to measure certain liquids and gases. But they don’t pay attention to what flow sensors they should apply for this specific situation. It is crucial to make sure that the engineer has approved of the whole thing, and with that, you are good to go.
Taking the first step#
The first step in choosing the right flow meter is to know if the measurement should be continuous or made in totality. Also, you should consider if you need the results remotely or locally. If you choose to have it remotely, ask yourself if you want the transmission to be digital, analog, or shared. If you decide to have it shared, you should know the required data-update frequency. Once all of these questions are answered, determining the properties and the flow characteristics of the fluid and the piping where the specimen should be measured should take place.
Fluid and flow#
The fluid and its characteristics like temperature, pressure, allowable pressure drop, maximum permissible temperature, viscosity, density, conductivity, and vapour pressure should be jot down. Taking notes on how these variables usually interact is also essential to predict unexpected situations. Furthermore, other properties of the fluid-like toxicity or different hazardous nature should be made known to avoid any accidents.
Pressure and temperature#
Determining the expected maximum and minimum pressure should be determined, as well as the varying temperature of the fluid as well as the standard operating variables that are important in choosing the right flow meter. The possibility of a reverse flow, the chances of it filling the pipe, and the formation of slugs, pulsation and aeration, and other variables changing in numeric values are needed and should be made known to allow smooth and safe maintenance.
Pipe and Installation#
There are certain factors to be considered as to where and how the pipes should be installed and where the flow meters are found. The size, pipe material, the schedules measurements and maintenance, accessibility, the flag-pressure rating, valves, regulator, and the length are just some of the elements to be considered when specifying the whole process. The engineer in charge of the entire thing should be notified if there are magnetic reactions in the area, as well as the vibrations, pneumatic power, and other safety hazards that can occur during the measurement. These requirements are required to ensure the safety of the personnel as well as the success of the whole thing.
Cautions#
In measuring liquids, make sure the flow meter is full of liquid at all times as gas and vapour can alter the volume and will significantly affect the accuracy of the measurement. On the other hand, gas and vapour service, the opposite should be done. Be sure that the flow meter is full of gas or vapour, as liquids can significantly alter the accuracy of the measurement. Disturbances could occur upstream or downstream or both at the same time, specifically in control valves and pipe elbows. These disturbances can alter the accuracy of the flow meter and will give off a wrong measurement. See to it that the control valves are located downstream as not to have the flow disturbances be directed to the flow meters as they are located upstream of the pipes. Also, ensuring that there are enough straight pipes for the specimen to run through is essential to minimize or avoid flow disturbances altogether during the process. Moreover, when having a two-phase flow such as liquid/gas or liquid/solid, make sure the flow meters can be plugged or completely stopped. These types of flow can alter each of their volumes, making it difficult to have an accurate measurement.
Takeaway#
There are specific factors that you should consider before picking the right flow meter that will be used, as well as for instructions on how to use them properly and efficiently. Taking note of all the properties of the specimen is essential to make sure the measurement is always accurate. Always remember that the safety of the personnel involved and the success of the whole operation is paramount. Author’s Bio: Slyvia Hopkins is a writer and blogger. She can be found writing content about flow measurement and technology. Sylvia enjoys her free time seeing live music, biking, and fishing.
flowmeter
гидрологический расходомер
Гидротехническое сооружение для измерения расходов воды в открытых водных потоках по устойчивой однозначной зависимости расхода воды от напора над сооружением.
[ГОСТ 19179-73]
Тематики
- гидрология суши
Обобщающие термины
- гидрометрия
- flowmeter
расходомер
Прибор для измерения расхода газов, жидкостей и сыпучих материалов
[ Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР) ]
Тематики
- измерение расхода жидкости и газа
- consumption indicator
- demand indicator
- flow gage
- flow gauge
- flow instrument
- flow meter
- flowmeter
- Abflußmesser
- Durchflußmesser
- débit-mètre
- jauge d’écoulement
расходомер
Устройство, которое показывает объемный расход определенного газа или газовой смеси
[ГОСТ Р 52423-2005]
Тематики
- ингаляц. анестезия, искусств. вентиляц. легких
- flowmeter
- Durchflußmeßgerät
- débitmètre
расходомер жидкости (газа)
расходомер
Ндп. измеритель расхода жидкости (газа)
Измерительный прибор или совокупность приборов, предназначенных для измерения расхода жидкости (газа).
[ГОСТ 15528-86]
Расходомеры, служат для измерения объема (объемный расход) или массы (массовый расход) жидкостей, газов и паров, проходящих через заданное сечение трубопровода в единицу времени. Иногда расходомеры снабжают интеграторами, или счетчиками — устройствами для суммирования измеряемых объемов или масс контролируемых сред в течение заданного промежутка времени. Расходомеры разных типов рассчитаны на измерения в определенной области расходов (рис. 1).
Рис. 1. Диапазоны измерений расходов жидкостей, газов и паров разными расходомерами.
Основные показатели, обусловливающие выбор расходомера: значение расхода; тип контролируемой среды, ее температура, давление, вязкость, плотность, электрическая проводимость, рН; перепад давлений на первичном измерительном преобразователе (датчике); диаметр трубопровода; диапазон (отношение максимального расхода к минимальному) и погрешность измерений. В зависимости от физ.-химических свойств измеряемой и окружающей сред в расходомеры используются различные методы измерений.
В данной статье рассматриваются наиболее важные типы расходомеры и счетчиков, применяемых в химических лабораториях, химических и смежных отраслях промышленности для высокоточных контроля и учета химических веществ при их производстве, выдаче и потреблении, а также в системах автоматизированного управления технологическими процессами.
Расходомеры переменного перепада давлений (рис. 2, а). Действие их основано на зависимости перепада давлений на гидравлическом сопротивлении (диафрагмы, сопла и трубы Вентури, сопла Лаваля и др.), расположенном в потоке контролируемой среды, от ее расхода Q. Измерения разности давлений Dp = p1 — p2 осуществляются на прямолинейном участке трубопровода (длиной до 10 и не менее 5 диаметров соответственно до и после гидравлического сопротивления). Расходомеры данного типа особенно распространены благодаря следующим достоинствам: простоте конструкции и возможности измерений в широком диапазоне значений расхода и диаметров трубопроводов (от десятков до 3000 мм и более); возможности применения для различных по составу и агрессивности жидкостей и газов при температурах до 350-400 °С и давлениях до 100 МПа; возможности расчетным путем определять расход без натурной градуировки расходомеры в случае трубопроводов диаметрами 50-1000 мм. Недостатки: небольшой диапазон измерений из-за квадратичной зависимости между расходом и перепадом давлений (3:1); значительные потери давления на гидравлическом сопротивлении и связанные с этим дополнительные затраты энергии. Погрешность 1,5-2,5% от макс. расхода.
Расходомеры постоянного перепада давлений, или ротаметры (рис. 2, б). В этих приборах измеряется прямо пропорциональная расходу величина перемещения поплавка h внутри конической трубки под воздействием движущегося снизу вверх потока контролируемой среды. Последний поднимает поплавок до тех пор, пока подъемная сила, возникающая благодаря наличию на нем перепада давлений, не уравновесится весом поплавка. Трубки ротаметров могут быть стеклянными (рассчитаны на давление до 2,5 МПа) и металлическими (до 70 МПа). Поплавки в зависимости от свойств жидкости или газа изготовляют из различных металлов либо пластмасс. Приборы работоспособны при температурах от — 80 до 400 °С, предпочтительны для трубопроводов диаметром до 150 мм, имеют равномерные шкалы, градуированные в единицах объемного расхода. Достоинства: возможность измерений расхода жидкостей и газов от весьма малых значений (0,002 л/ч по воде, 0,03 л/ч по воздуху) до высоких (150-200 и до 3000 м3/ч); широкий диапазон измерений (10:1); малые потери давления (до 0,015 МПа). Погрешность 0,5-2,5% от макс. расхода.
Электромагнитные расходомеры (рис. 2, в). Действие их основано на прямо пропорциональной зависимости расхода от эдс, индуцированной в потоке электропроводной жидкости (минимальная удельная электрическая проводимость 10-3-10-4 См/м), движущейся во внеш. магнитное поле, которое направлено перпендикулярно оси трубопровода. Эдс определяется с помощью двух электродов, вводимых в измеряемую среду диаметрально противоположно через электроизоляционное покрытие внутри поверхности трубопровода. Материалы покрытий — резины, фторопласты, эпоксидные компаунды, керамика и другие. Приборы позволяют измерять расход различных пульп, сиропов, агрессивных и радиоактивных жидкостей и т. д. при давлениях обычно до 2,5 МПа (иногда до 20 МПа); диаметр трубопроводов, как правило, 2-3000 мм. Во избежание поляризации электродов измерения проводят в переменном магнитном поле. Допустимые температуры контролируемой среды определяются термостойкостью электроизоляционных покрытий и могут достигать, как правило, 230 °С. При измерении расхода жидких металлов (например, Na, К и их эвтектик) указанные температуры обусловлены термостойкостью используемых конструкционных материалов, в первую очередь магнитов, создающих постоянное магнитное поле (исключает возникновение в металлах вихревых токов) и составляют 400-500 °С; в данном случае трубопроводы не имеют внутренней изоляции, а. электроды привариваются непосредственно к их наружным поверхностям. Достоинства: высокое быстродействие; широкий диапазон измерений (100:1); отсутствие потерь давления (приборы не имеют элементов, выступающих внутрь трубопровода); показания приборов не зависят от вязкости и плотности жидкостей. Погрешность 0,5-1,0% от измеряемой величины.
Тахометрические расходомеры В турбинных расходомерах (рис. 2, г) используется зависимость измеряемой тахометром частоты вращения турбинки, приводимой в движение потоком среды (нефтепродукты, растворы кислот и щелочей, нейтральные или агрессивные газы) от ее расхода. Турбинки могут размещаться аксиально либо тангенциально по отношению к направлению движения потока. Диаметр трубопроводов 4-4000 мм; вязкость среды 0,8-750 мм2/с; температура от -240 до 550 °С, давление до 70 МПа; диапазон измерений до 100:1; потери давления 0,05 МПа. Погрешность 0,5-1,5% от макс. расхода.
В шариковых расходомерах контролируемая жидкая среда закручивается с помощью неподвижного винтового направляющего аппарата и увлекает за собой металлический шарик, заставляя его вращаться внутри трубопровода (перемещению вдоль оси препятствуют ограничит. кольца). Мера расхода — частота вращения шарика, измеряемая, например, тахометром. Диаметр трубопроводов 5-150 мм; температура среды от -30 до 250 °С, давление до 6,4 МПа; диапазон измерений 10:1; потери давления до 0,05 МПа. В этих приборах в отличие от турбинных отсутствуют опорные подшипники, что позволяет измерять расход жидкостей с механическими включениями и увеличивает ресурс работы. Погрешность не более 1,5% от максимального расхода.
Ультразвуковые расходомеры (рис. 2, д). В основу их работы положено использование разницы во времени прохождения ультразвуковых колебаний (более 20 кГц) в направлении потока контролируемой среды и против него. Электронное устройство формирует электрический импульс, поступающий на пьезоэлемент П1, который излучает электромеханические колебания в движущуюся среду. Эти колебания воспринимаются через некоторое время пьезоэлементом П2, преобразуются им в электрический импульс, попадающий в электронное устройство и снова направляемый им на пьезоэлемент П1 и т.д. Контур П1-П2 характеризуется частотой f1 повторений импульсов, прямо пропорциональной расстоянию между пьезоэлементами и обратно пропорциональной разности между скоростью распространения звука в контролируемой среде и скоростью самой среды. Аналогично электронное устройство подает импульсы в обратном направлении, то есть от пьезоэлемента П2 к пьезоэлементу П1. Контур П2-П1 характеризуется частотой f2 повторений импульсов, прямо пропорциональной расстоянию между пьезоэлементами и обратно пропорциональной сумме скоростей распространения звука в среде и самой среды. Далее электронное устройство определяет разность Df указанных частот, которая пропорциональна скорости (расходу) среды.
Эти приборы не вызывают потерь давления, обладают высоким быстродействием и обеспечивают измерение пульсирующих расходов (частота 5-10 кГц) любых не содержащих газовых включений жидкостей (в т. ч. вязких и агрессивных), а также газов и паров. Диаметр трубопроводов 10-3000 мм и более; температура среды от —40 до 200°С (реже-от —250 до 250 °C), давление до 4 МПа; диапазон измерений 100:1. Погрешность 1,0-2,5% от макс. расхода.
Вихревые расходомеры (рис. 2, е). Действие их основано на зависимости между расходом и частотой возникновения вихрей за твердым телом (например, металлическим прямоугольным стержнем), которое расположено в потоке жидкости или газа. Образованию вихрей способствует поочередное изменение давления па гранях этого тела. Диапазон частот образования вихрей определяется размером и конфигурацией тела и диаметром трубопроводов (25-300 мм). Температура среды обычно от — 50 до 400 °С, реже от -270 до 450 °С; давление до 4 МПа, иногда до -6,3 МПа; диапазон измерений: для жидкостей 12:1, для газов 40:1. Градуировка приборов не зависит от плотности и вязкости контролируемой среды, а также от ее температуры и давления. Погрешность 0,5-1,0% от измеряемой величины при числах Рейнольдса Re > 30000; при Re < 10000 определение расхода практически невозможно из-за отсутствия вихрей.
Объемные расходомеры (рис. 2,ж). В качестве измерителей объема служат счетчики с цилиндрическими или овальными шестернями, поршневые, с плавающей шайбой, лопастные, винтовые и другие. Они снабжены устройствами выдачи сигналов, пропорциональных объемному расходу вещества. Эти приборы пропускают определенный объем жидкости за один цикл хода чувствительного элемента. Мера расхода — число таких циклов. Диаметр трубопроводов 15-300 мм; температура среды до 150°С, давление до 10 МПа; диапазон измерений до 20:1. Основное достоинство — стабильность показаний. Недостатки: необходимость установки фильтров, задерживающих твердые частицы (чувствительный элемент при их проникновении может выйти из строя); износ движущихся деталей, приводящий к увеличению погрешности показаний, которая обычно составляет 0,5-1,0 от измеряемой величины.
Струйные расходомеры (рис. 2,з). В них используется принцип действия генератора автоколебаний. В приборе часть струи потока жидкости или газа ответвляется и через так называемый канал обратной связи а поступает на вход устройства, создавая поперечное давление на струю. Последняя перебрасывается к противоположной стенке трубопровода, где от нее снова ответвляется часть потока, подаваемая через канал б на вход прибора; в результате струя переходит в первоначальное положение и т. д. Такой переброс происходит с частотой, пропорциональной расходу контролируемой среды, и сопровождается изменением давления в каналах а и б, что позволяет датчику давления воспринимать автоколебания. Диаметр трубопроводов 2-25 мм; температура среды от —263 до 500 °С, давление до 4 МПа; диапазон измерений 10:1. Основное достоинство — отсутствие подвижных элементов. Погрешность-1,5% от макс. расхода.
Корреляционные расходомеры (рис. 2, и). В этих приборах с помощью сложных ультразвуковых и иных устройств осуществляется запоминание в заданном сечении трубопровода (I) характерного "образа" потока контролируемой среды и его последнее распознавание в другом сечении (II), расположенном на определенном расстоянии от первого. Мера расхода — время прохождения "образом" потока участка трубопровода между сечениями. Диаметр трубопроводов 15-900 мм; температура среды до 100-150°С, давление до 20 МПа; диапазон измерений 10:1. Достоинства: независимость показаний от изменений плотности, вязкости, электропроводности и других параметров жидкости; отсутствие потерь давления. Погрешность 1 % от измеряемой величины.
What is water flow meter? And how does water flow meter work?
The amount of water flowing through a pipe is measured using a water flow meter. Depending on the application for water being measured, the required level of maintenance, and the available budget, there are various water flow meter technologies to pick from. Each of these water flow meter types have a different operating principle, offer advantages for a particular application, and have an overall cost of ownership. So, which water flow meter is best for your application involving water flow measurement?
Ultrasonic flow meters, magnetic flow meters, mechanical water flow meters and vortex volumetric flow meters are some of the important types of water flow meters.
Ultrasonic Flowmeter for Water Industry
Ultrasonic water flow meters use ultrasound to gauge a fluid velocity as it travels through a pipe in order to calculate volumetric flow. An ultrasonic signal is transmitted in the direction of the flowing fluid downstream in a transit-time ultrasonic liquid flow meter, followed by an ultrasonic signal that is transmitted against the running fluid upstream. In its simplest form, the time taken for the acoustic pulse to reach upstream and downstream is calculated. The fluid flow velocity is then determined using this differential time. The volumetric flow rate in the pipe is then calculated by the meter using this fluid velocity. Clamp-on ultrasonic meters offer a wide range of applications and are particularly suitable for measuring water flow in big pipes. Insertion type ultrasonic flow meters are useful where it is not possible to stop the flow in the pipeline. Hot tapping is possible for such meters. This saves a lot of time and money wasted, as the sensors are installed in the running pipeline.
Magnetic Flowmeter for Water Industry
To measure volumetric flow, magnetic flow meters employ a magnetic field to gauge the flow rate of a fluid in a pipe. Faraday’s Law of Electromagnetic Induction is applied here. Faraday’s Law states that as liquid moves through a magnetic field, voltage is produced. Electronics convert the voltage signal into the volumetric flow rate based on how much voltage is generated when the water moves. Due to their inability to monitor ions in pure water and inability to measure flow of hydrocarbons, magnetic flow meters are not appropriate for custody transfer applications.
Vortex Flow Meter used for Water Industry
Water flow meters that utilize vortices, do so by using a sensor submerged in the flow. A barrier, such as a boulder in a stream or a flagpole, causes a fluid to “swirl” and create vortices, which are natural forces. Each vortex that passes through a vortex meter causes a sensor tab to flex, which results in a frequency output that is inversely proportional to the volumetric flow rate. Re-calibration of the transmitter needs to be done in a flow calibration lab, which is an expensive and time-consuming. Therefore, other types of flow meters like differential pressure flow meters are preferred by some users.
Mechanical / Turbine Flow Meters used in Water Treatment
A form of flow meter that uses a system of moving parts to physically measure flow is a mechanical flow meter. The fluid travels either through a spinning turbine or rotor (positive displacement, or PD) or a set of gears or chambers. Electromagnetic and ultrasonic flow meters are fundamentally different from mechanical flow meters. Water, fuels, viscous fluids, and other liquid flow rates are conveniently monitored with mechanical flow meters. However, the accuracy of many of these meters are not as good as the other three types of flow meters mentioned above.
Selecting the best water flow meter depends on the application; different flow meters perform better when measuring various things. You can discover more by watching videos, reading blogs, and using various digital tools. This will help you to narrow down your search for the ideal flow meter for your liquid and water flow application.
Flow meter что это
6000 Series Flow Meter
Easy interfacing due to pulse output with your PLC
- Flow rates from 0.2 to 227 LPM / 0.06 to 60.0 GPM
- Has an option for RTD temperature integration
- The pulse output from 5–24 VDC
- FluidVision USB option
- Can be customized for OEMs
- Optional digital display
- 5-year warranty
PV6000 Series Vortex Flow Meters
PV6000 Series flow meters provide cost-effective, accurate, and concise reading of heat-transfer fluids and other liquids using the vortex principle. The total frequency of vortices shed by a bluff body is detected by an in-line sensor in the flow stream. A pulse output signal is then generated, which is directly proportional to the liquid’s flow rate.
You can check out Vortex Flow Meters
Vortex Flow Meters
- Flow ranges from 0.9 to 85 LPM / 0.2 to 22 GPM
- Better than 3% of flow range accuracy
- Measures from -40 to 100°C / -40 to 212°F liquid temperatures
- No moving parts – performance is not affected by fluid!
- Optional integrated temperature sensor
- Rugged glass-fiber-reinforced PPA construction
- Interfacing with your PLC is made by 0–10 VDC or 4–20 mA analog output or pulse output
- IP65 enclosure
- Can customize for OEMs
FluidVision™ USB
FluidVision™ USB from Proteus provides an easy and affordable method to connect flow meters directly to a PC. By doing this, it results in the reliable and accurate flow rate of liquids in closed-loop cooling systems. Through the standard USB connection, the output signals from temperature sensors and compact flow are monitored, analyzed, and transmitted for on-screen display in real-time. Accuracy is ensured by sensor-specific calibration factors stored in the device memory. Alarm accuracy for both flow and temperature have advanced monitoring capabilities.
Monitoring and collection of status data and flow rate from FluidVision USB devices is done using a software application. The measurement can also easily be incorporated into existing monitoring and data-acquisition systems.
FluidVision™ USB Flow and Temperature Meters
- A standard USB port connects flow sensor directly to a computer
- No auxiliary power needed since electronics and paired flow sensors are powered by a USB port
- Both flow rate and temperature have multiple programmable alarm levels
- System monitoring and data-logging are done using specialized software
- Compatible with V7000 Series and PV6000 Series vortex flow meters with pulse output
- Compatible with Windows XP, Windows Vista, and Windows 7
- 5-year warranty
How much maintenance does a flowmeter require?
A flow meter’s maintenance and lifespan is influenced by various factors. One obvious factor is using the right flow meter with the right application. Failure to match a proper flow meter to the right application will lead to breakages and device damages at an early stage. Flow meters that consist of moving parts usually need more attention in terms of maintenance than flow meters with no moving parts. However, all flow meters require maintenance one way or another.
For over 30 years and now, Proteus is offering the best flow meter products to valuable clients. Some industries that use our devices like flow meters, flow-switches, and sensors are medical, thermal industries, and technicians. Proteus products like sensors are used to guard thousands of robotic welders, induction furnaces, and devices that include plasma cutting and high-power laser systems. You can order the products according to your preference. Customization is available on many of the products.
FAQs
How is flow measured? Flow is generally measured either by weight or volume of the fluid.
1. How is the flow rate calculated?
For example, if you fill up a 50 Liter bucket in 10 minutes, you can calculate the flow rate as 50/10 = 5 Liters per 1 minute.
2. Where are flow meters used?
Flow meters are usually used in domestic and various industrial sectors to measure the volume or mass of a liquid or gas, depending on the application.
3. Which flow meter is the most accurate?
Although Coriolis mass flow meters are costly, they are the most accurate types of flow meters.
4. How do you calibrate a flow meter?
Calibration in flowmeters can be done in various ways that mainly entail contrasting and adjusting the flow meter to conform to a standard under test.
5. What is the unit for measuring flow?
Liquid flow measurement is usually measured in cubic meters/second, gallons/minute, and units of cubic feet/second.
There you go, an overview of a flow meter. It is a unique device for measuring gas flow rate, steam, or liquid that goes inside a pipe. Various kinds of applications such as natural gas, compressed air, mixing and blending of gas, water, burner control, boiler efficiency, & steam flow.
Here is a question for you: Do you know the pros and cons of flow meters?