Как и в чем измеряется расход газа: методы измерения и виды приборов учета

Вам также может быть интересно: Передать показания счетчика Чем грозит задолженность по квартплате Как разобраться в квитанции за квартиру Что означает штрихкод в квитанции ЖКХ

Дополнительные продукты ЖКХ:

Программа 1C: Учет в управляющих компаниях ЖКХ, ТСЖ и ЖСК
Сайт с личными кабинетами для жильцов 1С: Сайт ЖКХ
Мобильное приложение ЖКХ: Личный кабинет
Мобильный монитор руководителя ЖКХ
Мобильное приложение Заявки мастера ЖКХ

Индивидуальные и общедомовые счетчики

Индивидуальные счетчики устанавливают жители в свои квартиры, а общедомовые контролируют потребление ресурсов в масштабах дома. Они измеряют фактические объемы воды, газа, электроэнергии и тепла.

Показания с индивидуальных приборов учета (ИПУ) снимают и передают сами жители, что отражается в квитанциях. Помимо этого, в квитанциях отражается ОДН (общедомовые нужды).

С общедомовых счетчиков показания должен снимать исполнитель коммунальных услуг. Это регламентировано Правилами предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов, утвержденных постановлением Правительства РФ от 06.05.2011 № 354 ( пункт «е» пункта 31). Наличие собственников рядом не обязательно. Показания заносятся в журнал учета показаний коллективных (общедомовых) приборов учета. При необходимости собственник может попросить ознакомиться с данными в журнале.

Если показания ОДН передаются дистанционно (например, через модемы или сетевые адаптеры), жители могут запросить скриншот с зафиксированными показаниями коллективного прибора учета.

Показатели ОДН в квитанциях включают ресурсы, неохваченные индивидуальными приборами учета.

Чтобы установить общедомовой счетчик, необходимо решение общего собрания жильцов. Общедомовые счетчики считаются общим имуществом, и за их установку платят собственники.

Прямой метод измерения потребления газа

Объем газа вычисляют в кубических метрах, реже используются другие единицы массы, такие как тонны или килограммы, как правило, для технологических газов.

Прямой метод – это единственный метод, обеспечивающий прямое измерение объема проходящего газа.

К слабым сторонам приборов, вычисляющих объемный или массовый расход вещества, относятся:

Ограниченная работоспособность расходомеров в условиях загрязненного газа.
Существует высокая вероятность поломки в результате частичного перекрытия потока или пневматического удара.
Высокая стоимость ротационных счетчиков по сравнению с другими приборами.
Крупные габариты устройств.

Многочисленные достоинства этого метода перекрывают перечисленные недостатки, благодаря чему и он и получил наибольшее распространение по числу установленных счетчиков.

С помощью расходомера можно вычислить объем или массу вещества в единицу времени. Установка на наклонном участке трубопровода позволит уменьшить ошибку измерения

В их числе – прямое измерение объема газа, отсутствие зависимости от искажений графика скоростей потока, как на входе, так и на выходе, что позволяет сократить УУГ. Ширина диапазона составляет до 1:100. Для этой цели применяются приборы мембранного и ротационного типа. Они могут использоваться в помещениях, с установленными котлами импульсного типа.

Ультразвуковые расходомеры

Расходомеры этого типа дополнены передатчиками УЗ-сигналов. Скорость прохождения сигнала от передатчика до приемника будет меняться каждый раз при движении жидкости. Если ультразвуковой сигнал идет по направления потока, то время уменьшается, если против – увеличивается. По разности времени прохождения сигнала по потоку и против него и рассчитывается объемный расход жидкости. Как правило, такие устройства комплектуются аналоговым выходом и микропроцессорным блоком управления, а все отображаемые данные выводятся на LED-дисплей.

Достоинства ультразвуковых расходомеров

Устойчивость к вибрациям и ударам.
Стабильный долговечный корпус.
Подходят для нефтеперерабатывающей промышленности и систем охлаждения.
Выполняют замеры расхода воды и жидкостей, подобных воде по физическим свойствам.
Работают в среднем динамическом диапазоне измерений.
Могут монтироваться на трубопроводы больших диаметров.

Недостатки

Повышенная чувствительность к вибрациям.
Восприимчивость к осадкам, поглощающим либо отражающим ультразвук.
Чувствительность к перекосам потока.

Прямой метод измерения потребления газа

Прямой метод – это единственный метод, обеспечивающий прямое измерение объема проходящего газа.

К слабым сторонам приборов, вычисляющих объемный или массовый расход вещества, относятся:

Ограниченная работоспособность расходомеров в условиях загрязненного газа.
Существует высокая вероятность поломки в результате частичного перекрытия потока или пневматического удара.
Высокая стоимость ротационных счетчиков по сравнению с другими приборами.
Крупные габариты устройств.

В их числе – прямое измерение объема газа, отсутствие зависимости от искажений графика скоростей потока, как на входе, так и на выходе, что позволяет сократить УУГ . Ширина диапазона составляет до 1:100. Для этой цели применяются приборы мембранного и ротационного типа. Они могут использоваться в помещениях, с установленными котлами импульсного типа.

Электромагнитные расходомеры

В основе устройства электромагнитных расходомеров – закон электромагнитной индукции, известный как закон Фарадея. Когда проводящая жидкость, например вода, проходит через силовые линии магнитного поля, индуцируется электродвижущая сила. Она пропорциональна скорости движения проводника, а направление тока – перпендикулярно направлению движения проводника.

В электромагнитных расходомерах жидкость течет между полюсами магнита, создавая электродвижущую силу. Прибор измеряет напряжение между двумя электродами, рассчитывая тем самым объем проходящей через трубопровод жидкости. Это надежный и точный метод, потому что сам прибор не влияет на скорость течения жидкости, а за счет отсутствия движущихся частей оборудование долговечное.

Преимущества электромагнитных расходомеров:

Умеренная стоимость.
Нет движущихся и неподвижных частей в поперечном сечении.
Большой динамический диапазон измерений.

Недостатки:

На работу прибора влияют магнитные и проводящие осадки.

Принцип работы электромагнитного расходомера

Приборы для измерения количества газа

Устройства для измерения расхода газа по способу вычисления делятся на несколько категорий. Скоростные используются для определения объемного числа исследуемой среды. В этих приборах отсутствуют измерительные камеры. Чувствительной деталью выступает турбинка (тангенциальная или аксиальная), которую приводит во вращение поток вещества.

Объемные счетчики отличаются меньшей зависимостью от типа продукта. К их недостаткам можно отнести сложность конструкции, высокую цену и внушительные габариты. Устройство состоит из нескольких измерительных камер, отличается более сложной конструкцией. Делится этот тип приборов на несколько видов – поршневые, лопастные, шестеренчатые.

Известна и другая классификация счетчиков количества газа, которая включает три типа устройств: роторные, барабанные и клапанные.

Роторные счетчики обладают большой пропускной способностью. Их действие основано на вычислении количества оборотов лопастей внутри устройства, показатель соответствует объему газа. К основным их преимуществам можно отнести долговечность, независимость от электроэнергии, повышенную устойчивость к кратковременным перегрузкам.

Газовые счетчики барабанного типа работают по принципу вытеснения. Такие поправочные показатели как температура, состав газа и уровень влажности не учитываются

Барабанные счетчики состоят из корпуса, счетного механизма и барабана с измерительными камерами. Принцип действия устройства для измерения потребления газа состоит в определении количества оборотов барабана, который вращается за счет разности давления. Несмотря на точность вычислений, этот тип приборов не нашел широкого применения по причине своих громоздких размеров.

Принцип действия последнего типа счетчиков, известного как клапанный, базируется на перемещении подвижной перегородки, на которую действует разность давления вещества. Устройство состоит из нескольких частей – счетного и газораспределительного механизма, а также корпуса. Имеет большие габариты, поэтому в основном используются в быту.

Электромагнитные счетчики воды

Электромагнитные водомеры отличаются высокой точностью данных. Измерение показаний базируется на параметрах взаимодействия магнитного поля и водного потока

Когда жидкость преодолевает магнитное поле, полученное искусственно, она меняет его показатели, датчики фиксируют это, а данные появляются на дисплее. Это дорогой вид счетчика. Служит он хорошо и долго, если трубы свободны от накипи. Поскольку такие условия встречаются редко, используют электромагнитные приборы нечасто.

Если высокая точность показаний является главным преимуществом электромагнитных водомеров, то сложность установки — их главный недостаток. К ним нужно подводить источник питания. Когда пропадет электричество, дом останется без воды, поскольку ее подачу прибор перекроет.

К плюсам можно отнести и следующие моменты:

большой диапазон измерений;
отсутствие подвижных элементов в проточной камере;
мгновенное отображение расхода;
архивирование данных.

Установка счетчика не влечет за собой большого увеличения сопротивления давлению воды. По этой причине его часто монтируют на трубопроводах с низким давлением.

Среди прочих недостатков следует отметить неравномерность распределения скорости жидкости по диаметру счетчика, восприимчивость к турбулентности потока.

Монтируя такой счетчик, нужно не забыть о фильтрах. Они обязательно должны присутствовать в системе, поскольку магнит привлекает крупинки металла, имеющиеся в воде. Хорошо, если установлены два фильтра — стандартный грязевик и магнитный.

Электромагнитный счетчик контролирует расход воды с разными температурными параметрами и вязкостью в широком диапазоне. В структуру преобразователя расхода входит магнитопроницаемый цилиндр с электромагнитным покрытием внутри и электромагнитными обмотками, размещенными снаружи

Общие сведения

Датчики изготовляются для фиксирования количества расхода разных по составу газов. Устройство ДРГ.М измеряет вещества с плотностью не меньше 0,6 кг/м3 и температурными показателями в пределах от -40ºС до + 25ºС. Избыточное давление при этом не должно превышать 4,0 МПа.

Датчик расхода газа Honeywell

Датчики эксплуатируются в системе измерительных приборов, счетчиков. Устройства примеряется как для коммерческого, так и для технологического учета газа и пара. Расходомеры используется во всех промышленных отраслях. Все устройства ДРГ.М обладают видом взрывозащиты nA и их разрешается монтировать в помещениях с взрывоопасным классом B-la и B-lr. Конструкция оборудована взрывонепроницаемой оболочкой.

Для химической и медицинской промышленности лучшим выбором являются датчики от компании Honeywell. Особенность устройств – отсутствие подвижной части. Расходомеры AWM работают в диапазоне от 0 до 30 см3/мин. Конструкция датчиков Honeywell включает чувствительный элемент, который состоит из нагревательной детали и двух мостов измерения.

Косвенные методы измерения

Эти методы предусматривают вычисление, к примеру, скорости потока вещества через заданную площадь сечения. Для получения максимально точных результатов необходимо выровнять скорость движения газа.

Измерение расхода газа по перепаду давлений

Один из самых распространенных и изученных методов расхода газа, основанный на использовании сужающего устройства, имеет несколько преимуществ, включая простоту механизма преобразователя расхода, действие которого направлено на измерение перепада давления вещества, протекающего через местное сужение в газовом трубопроводе. Для проведения расчетов не потребуются расходомерные стенды.

Несмотря на наличие полной научно-технической базы, этот метод измерения имеет несколько существенных недостатков – небольшой диапазон измерения, который даже с учетом многопредельных датчиков давления, не превышает значение 1:10.

Стандартные сужающиеся устройства производят по специальной технологии, с высокими требованиями к шероховатости. Допускается их использование исключительно на гладких трубопроводах

Гидравлические сопротивления в газовых трубопроводах повышают чувствительность к графику изменения усредненных скоростей по глубине или ширине потока на входе в диафрагму. Длина прямых участков перед сужающими устройствами должна составлять не менее 10 диаметров Ду сооружения из труб.

Скоростной метод определения расходов

Для этого метода используются преобразователи турбинного типа. Эти приборы имеют несколько преимуществ, включая небольшие габариты и вес, доступную цену в своей категории.

У этих устройств отсутствует чувствительность к пневматическим ударам. Интервал значений измерения расхода составляет до 1:30, что существенно превышает аналогичный показатель для сужающих устройств.

ТПР преобразователь расхода турбинный может использоваться в среде, при температуре от минус 200 до +200 °С, если устройство установлено для неагрессивных и однофазных криогенных жидкостей. Для агрессивных жидкостей показатель составит от минус 60 до +50 °С

К недостаткам можно отнести чувствительность, хоть и незначительную, к искажениям потока на входе и выходе прибора, отклонение результатов измерений пульсирующих потоков газа. На небольших расходах, в диапазоне от 8 до 10 м3/ч, расходомеры неработоспособны.

Ультразвуковой метод измерения

Популярность акустических расходомеров, с помощью которых измеряется количество газа, в особенности в коммерческом учете, возросла с развитием микроэлектроники. В акустических расходомерах отсутствуют подвижные части, а также детали, выступающие в поток, что существенно повышает их надежность.

Измерение производится в широком интервале значений благодаря способности устройства продолжительное время работать от встроенного источника питания. Отечественные приборы не отвечают всем необходимым требованиям, так как во избежание влияния искажений потока газа на результаты расчетов необходимо использовать исключительно многолучевые ультразвуковые расходомеры.

Для начала надо определиться — напорный или безнапорный поток необходимо учитывать.

Напорный поток — со всех сторон ограничен стенками водовода (форма сечения значения не имеет), давление в любой точке потока отличается от атмосферного — другими словами, водовод полностью заполнен. Как правило, напорными являются системы водоснабжения и теплоснабжения.
Безнапорный поток — имеет свободную поверхность, на которую воздействует атмосферное давление — водовод либо открыт, либо попросту не заполнен до конца. Движение жидкости в этом случае происходит под действием силы тяжести самого потока. В природе примером безнапорного потока являются ручьи и реки. Безнапорными, зачастую, являются системы водоотведения — ливневые, дренажные и хозяйственно-бытовые сточные воды.

Определившись с типом потока, переходим к основным принципам и методам измерения. Немного остановимся на основных терминах и понятиях.

Узел учета — это совокупность приборов и устройств, которые обеспечивают учет количества протекающей жидкости.

Средство измерения (прибор учета, расходомер) — техническое средство, предназначенное для измерений. Имеет нормированные метрологические характеристики, умеет хранить и/или воспроизводить некую измеренную физическую величину в пределах установленной погрешности. В данном случае основным значением измерения является объем протекающей жидкости.

Первичный преобразователь расхода — составная часть средства измерения, обеспечивающая первичное измерение параметров протекающей жидкости и передающая их на вторичный преобразователь.

Вторичный преобразователь расхода — составная часть средства измерения, принимающая информацию о параметрах протекающей жидкости от первичных преобразователей и вычисляющая непосредственно расход. Именно вторичный преобразователь хранит и/или воспроизводит информацию об объеме протекающей жидкости.

Счетчики для измерения потребляемого топлива

Счетчик измеряет количество газа при разных кондициях температуры и давления и с наличием специальной техники приводит полученный результат к показателю, который будет при стандартных условиях (СУ) — +20 °C и 101 кПа.

Объем топлива для СУ определяют формулой Vс = V×(p×Tс/pс×T×K), где

V — объем газа;
p — плотность;
T — термодинамическая температура;
K — коэффициент сжимаемости топлива.

Величины с буквой «с» — показатели для стандартных условий, без — для рабочих.

В быту используют мембранные, ротационные и ультразвуковые счетчики, на крупных предприятиях — турбинные и вихревые — это самые востребованные типы газомеров. На заводах газовой промышленности объем определяют в основном на переменных изменениях давления в сужениях, часто между 2 фланцевыми соединениями в непосредственной близости. Счетчики отличаются рабочими особенностями.

Мембранные расходомеры выдают минимальную погрешность в расчетах и потребляют мало электроэнергии. Устройства дают показания в широком диапазоне, но с невысоким предельным давлением — до 0,5 бар. В быту счетчик показывает себя наилучшим образом, так как межповерочный интервал доходит до 10 лет при высокой надежности устройства. Конструкция плохо реагирует на механическое загрязнение газа и в целом весьма громоздкая.

Ротационные, или же роторные, модели не зависят от электросети, годятся для небольших промышленных объектов, но они менее удобные. При маленькой площади на установку и высокой точности в условиях резких перепадов давления они шумят и чаще выходят из строя. «Боятся» пневмоударов и загрязнения.

Ультразвуковые счетчики имеют маленький размер, значительно разнятся по сложности строения. Акустические газомеры ценят за надежность и легкость в установке. Некоторые устройства содержат энергонезависимую память. Счетчики на типоразмеры G1,6 и G2,5 стоят сравнительно дорого.

Турбинные устройства используют для измерения количества бытовых и агрессивных газов, многокомпонентных составов. Счетчики получили распространение на магистральных газопроводах, химических заводах. Турбинные устройства фиксируют большие количества газа при давлении до 10 МПа, значительно различаются по размерам и рабочему Ду. Это универсальные приборы для измерения расхода природного газа в промышленности.

Вихревые измеряют объем природного или инертных газов. По диапазону измерений имеют преимущество над остальными моделями. Улавливают малейшие движения в газовой смеси и определяют большие количества газа на диаметр. Эффективность вихревого расходомера прямо пропорционально зависит от скорости потока топлива.

Методы измерения, используемые в газовых расходомерах

Расход топлива рассчитывают прямым и косвенным методами.

В случае с прямым газ наполняет измерительные камеры и выходит из них. Прошедший объем коррелирует с циклами наполнения-опорожнения. По описанному принципу работает подсчет в мембранном, ротационном и барабанном счетчиках.

Газомеры с косвенным методом измерения работают с показателями скорости и известной площади сечения. Способ подсчета бывает механическим или другим, связанным с особенностями счетчика. В механике используют турбинки, крыльчатки, балансирующие элементы.

У косвенного способа подсчета есть и другие методики:

детектирование вихрей;
измерение разницы давления на сужающем приборе;
расчет переноса тепла от нагретого тела;
измерение скоростного напора;
подсчет на основе движения ультразвука.

Корректность косвенных методик зависит от соответствия скорости по направлению и сечению. Помогают средства подготовки потока: турбулизаторы, конденсаторы и струевыпрямители. Устройства идут отдельно или как элементы счетчиков.

Разницу скорости по сечению приборы могут определять одновременно с быстротой движения газа и таким образом — снижать погрешность. Последняя часто возникает из-за застоя топлива у стенок. Подробнее о прямом и косвенном методах определения расхода газа читайте далее.

Как определяют давление газа?

Давление измеряют прямым способом при помощи манометров или сложением значений атмосферного (Pб) и избыточного давления (Pи). Pб измеряют в месте расположения преобразователя Pи, если последний находится в замкнутом пространстве и в нем есть наддув или разрежение.

Отверстие отбора давления для вертикальных и горизонтальных труб размещают радиально. На поперечном трубопроводе его располагают в верхней половине сечения.

В расходомерах без указанного отверстия отбор проводят перед счетчиком, на расстоянии от 1 до 3 диаметров трубопровода, с точкой отсчета от входного фланца газомера.

Приборы для измерения количества газа

Выводы и полезное видео по теме

О том как работают вихревые газовые расходомеры пойдет речь в следующем видеоролике:

Измерение расхода газа – одна из ключевых задач на производстве. На рынке расходомеров представлено огромное количество устройств с различными конструкциями и принципами действия, которые подойдут и для бытовых нужд. С их помощью можно определить практически любое количество жидкости или газа, при этом не потребуется специальная поверочная образцовая установка.

Вы можете дополнить наш материал интересными сведениями по теме статьи, задать интересующие вопросы или поучаствовать в обсуждении. Оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Выводы и полезное видео по теме

Расчетное потребление газа котлом при определенной мощности:

Большой расход газа при использовании газобаллонного оборудования для автомобиля:

Простые способы, благодаря которым можно снизить расход топлива в квартире/доме:

Время показало, что у себя в квартире лучше иметь один или несколько счетчиков. Только при больших объемах потребления и высокой цене газомеров становится выгодной плата по нормативам. В бытовых условиях для измерения расхода газа применяют расходомеры с роторами и мембранами, умным подсчетом.

В коммерческих целях используют турбинные, вихревые и левитационные. Для самых точных измерений в условиях лабораторий устанавливают барабанные модели. Мало иметь газомер, иногда нужно считать самому. Определять расчетное количество газа для текущих и планируемых нужд следует по формулах или вместе с приглашенным специалистом.

Пишите комментарии по теме статьи. Расскажите, приходилось ли вам определять расход газа самостоятельно, а если да, то с какой целью вы это делали. Задавайте вопросы в форме, которая расположена под статьей.

Источник