Эти технологии расходомеров были внедрены до 1950 года. Эти расходомеры меньше разрабатываются, чем счетчики новых технологий. Традиционные счетчики обычно работают на более низком уровне, чем счетчики новой технологии, в таких категориях, как точность и повторяемость. Традиционные счетчики включают в себя счетчики дифференциального давления (DP), объемного расхода (PD), турбинные, с открытым каналом, тепловые и с переменной площадью.
Датчики перепада давления
Датчики перепада давления используются для измерения расхода уже более столетия. В сочетании с первичным элементом, например, диафрагмой или трубкой Вентури, они измеряют падение давления на препятствии в трубе. Это хорошо изученная технология, особенно популярная в США. Одним из наиболее важных разработок в области расходомеров перепада давления стала компоновка преобразователей перепада давления вместе с первичными элементами для создания настоящего расходомера перепада давления. Вместо того, чтобы покупать и устанавливать диафрагму или усредняющую трубку Пито отдельно, этот новый тип расходомера DP поставляется с первичным элементом, уже интегрированным с преобразователем. Некоторые модели также оснащены датчиками давления и температуры, а также возможностью измерения массового расхода. Примерами являются ProBar и Mass ProBar от Emerson Rosemount.
Важные достижения были достигнуты в области многопараметрических расходомеров, которые представляют собой разновидность счетчиков новой технологии. Эти расходомеры рассчитывают расход путем измерения двух или более переменных процесса. Обычно они используют датчик перепада давления и значения датчика давления и температуры для расчета массового расхода. Foxboro и ABB входят в число компаний, представивших многопараметрические преобразователи. История расходомеров прямого вытеснения восходит к 1815 году, когда был изобретен счетчик PD для измерения расхода газа. Счетчики с нутирующим диском, используемые для измерения расхода воды, были изобретены в 1830 году. Популярный расходомер с овальной шестерней, используемый сегодня для промышленного применения, был запатентован в Германии компанией Bopp & Reuther в 1932 году. Bopp & Reuther до сих пор продает этот расходомер, и он также производится в Бразилии компанией Metroval.
Расходомеры прямого вытеснения работают путем улавливания жидкости в небольшом объеме, размеры которого точно известны. Затем они подсчитывают, сколько раз происходит эта операция. Именно эта потребность в подсчете и привела к появлению регистров, которые украшают верхнюю часть многих счетчиков прямого смещения. Счетные регистры придают счетчикам индивидуальность благодаря своему внешнему виду. Поставщики измерителей PD используют передовые технологии производства и хронометрию для более точного измерения размеров измерителей РD и производства более точных расходомеров. Благодаря своей точности измерители PD до сих пор широко используются для коммерческого измерения углеводородов и воды. Они также используются для коммерческого учета газа. Рейнхард Вольтман изобрел первый турбинный счетчик в 1790 году. С тех пор было изобретено как минимум шесть различных типов турбинных счетчиков. Однако современное использование турбинных счетчиков для измерения расхода топлива появилось сравнительно недавно. Это связано с попытками, предпринятыми во время Второй мировой войны, разработать надежный расходомер для измерения расхода топлива на военных самолетах. Во всем мире существует не менее 140 поставщиков турбинных расходомеров – больше, чем любого другого типа расходомеров. Ежегодно продается больше турбинных расходомеров, чем счетчиков любого другого типа в единицах измерения. Фактически, в 2002 году было продано больше турбинных счетчиков, чем общее количество всех расходомеров новой технологии во всем мире. Однако то же уравнение не справедливо для долларов, поскольку средняя цена продажи турбинных счетчиков значительно меньше, чем средняя цена продажи счетчиков новой технологии. Поставщики турбин совершенствуют свои счетчики, используя более прочные материалы для повышения их надежности. Например, компания Hoffer Flow Controls использует гибридные керамические шарикоподшипники для увеличения срока службы. Компания Hoffer также представила вставные турбинные счетчики с зажимным креплением, чтобы составить конкуренцию пластиковым лопастным счетчикам. Расходомеры открытого канала используются для измерения расхода рек и ручьев, а также для измерения расхода воды в частично заполненных крупных трубах. Используются различные методы, включая водосливы и желоба, методы измерения скорости потока и методы разбавления. При использовании водосливов или желобов для измерения уровня используются различные методы. Некоторые достижения в измерении расхода в открытых каналах связаны с усовершенствованиями электроники и средствами связи. Есть также возможности для совершенствования сенсорных технологий. Некоторые улучшения такого типа уже произошли с помощью доплеровской технологии. Тепловые расходомеры были разработаны в 1960-х и 1970-х годах несколькими независимыми компаниями в Калифорнии. Эта технология возникла из термоанемометрии, истоки которой восходят к началу 1900-х годов. Анемометры с горячей проволокой использовались для исследования профиля скорости и турбулентности. Поскольку они хрупкие и подвержены ошибкам, вызванным грязью, они не подходят для промышленных условий. Жидкостные компоненты Intl. (FCI) первой разработала тепловые реле расхода, позволяющие измерять расход или отсутствие расхода нефти, откачиваемой из скважин в Калифорнии. Процесс создания этих переключателей потока начался в 1964 году; только в 1981 году FCI начала производство тепловых расходомеров. Эти счетчики были разработаны для измерения расхода газа. В тот же период компания Sierra Instruments независимо разработала тепловые расходомеры. Хотя очевидно, что термоанемометрия является традиционной технологией измерения расхода, тепловые расходомеры соответствуют некоторым критериям расходомеров новой технологии. А последние технологические достижения привели к появлению тепловых счетчиков, которые работают на значительно более высоком уровне. Если эти технологические разработки продолжатся, возможно, потребуется переклассифицировать их в счетчики новых технологий. Большинство расходомеров с переменным сечением считываются вручную. У них есть поплавок, который поднимается пропорционально силе потока. Калиброванная стеклянная, металлическая или пластиковая трубка имеет маркировку, указывающую скорость потока. Расходомеры переменного сечения в основном используются там, где не требуется высокая точность. Они полезны для определения потока/отсутствия потока, а также для тех случаев, когда визуальное считывание является всем, что необходимо. Однако в последнее время некоторые поставщики разработали счетчики переменной площади с выходным сигналом, что делает их более удобными для использования в технологической среде.
Помимо этих 10 технологий, существует еще несколько, включая измерители целей. Еще более интересным является развитие, по-видимому, действительно новых технологий потока. Одним из них является расходомер Sonartrac от CiDRA Corp., который использует гидролокационные методы для измерения объемного расхода. Счетчик определяет давление на трубу, вызванное естественными вихревыми возмущениями в турбулентных потоках. Он предназначен для промышленного применения. Приятной работы и успехов в развитии метрологии!
