1 Термінологія та одиниці вимірювання кількості та витрати рідини

Витрата – кількість речовини (рідини), яка проходить (протікає) через живий переріз в одиницю часу.

Прилад, який вимірює витрати речовини, називається витратоміром, а масу або кількість речовини (рідини) – лічильником кількості або просто лічильником (ГОСТ 15528 – 86).

Швидкісні й об’ємні лічильники витрати рідини використовують для вимірювання та визначення кількості витрат холодної, гарячої води, нафти, нафтопродуктів, бензину і таке інше, які хімічно не впливають на металеві частини приладів і пристроїв, що використовуються при цьому.

Прилад який одночасно вимірює витрати і кількість речовини (рідини) має назву витратоміра або лічильника.

До цих термінів необхідно додати назву речовини (рідини) що виміряється з використанням даного пристрою: лічильник води, лічильник газу, витратомір пара з лічильником.

Пристрій, який безпосередньо сприймає витрату що вимірюється (наприклад, діафрагма, сопло, напірна трубка) і перетворює його в іншу величину (наприклад, в перепад тиску), яка зручна для вимірювання, має назву перетворювача витрат.

Кількість речовини що визначається (вимірюється) або в одиницях маси (кілограмах, тонах, грамах), або в одиницях об’єму (метрах кубічних, сантиметрах кубічних). Відповідно витрата вимірюється в одиницях маси, які поділені на одиниці часу (кілограм в секунду, кілограм в годину і таке інше), або в одиницях об’єму, також поділених на одиницю часу (метрах кубічних в секунду, метрах кубічних на годину і таке подібне). В першому випадку маємо масовику витрату , а в другому – об’ємну .

За допомогою одиниці об’єму можливо правильно визначити кількість речовини (рідини), у разі коли відомі його тиск і температура. У зв’язку з чим зручно приводити результати отриманих значень вимірювання до стандартних та усім відомім.

2 Вимоги до технічних засобів вимірювання витратних і кількісних характеристик рідини

При проведенні вимірювання перемінних витрат, кількісних характеристик до приладів висуваються вимоги щодо можливості швидкої дії, інакше кажучи високими динамічними характеристиками. Ця вимога висувається до витратомірів при вимірюванні процесів які протікають швидко, а також при контролі перехідних процесів (режимів) звичайних процесів. Особливо це стає важливим для використання витратомірів які працюють в системі автоматичного регулювання і автоматизації різних технологічних процесів. Висока якість визначення технологічних параметрів вимірювання витрати буде залежати від швидкого реагування приладу на зміну величини витрати.

Інші вимоги висуваються до приладів, які вимірюють пульсуючий характер витрат, який виникає при роботі об’ємних насосів, наприклад поршневих та аналогічного компресорного обладнання. У цьому випадку необхідно знати лише правильне значення середньої витрати, а не миттєвих його параметрів. Для цього необхідно знати не тільки швидкодію приладів, скільки лінійній характер роботи витратоміра, яка визначається в широкому смислі цього слова.

Необхідно також, знати не тільки лінійний характер вимірювання приладів, але й рівність показників від швидкої дії приладів, наприклад, постійного значення часу, як при його зменшенні, так і при підвищенні витрат, коли має лінійних характер у динаміці.

Ці прилади мають назву швидкісних або об’ємних витратомірів і в залежності від того, для вимірювання якої рідини вони використовуються: водомірними, нафто мірними, бензиномірними пристроями і таке інше.

В останній час до витратомірів, лічильників і приладів для вимірювання витрат і кількості води висувається багато вимог, виконання яких не завжди є можливим.

Відомі дві великих групи вимог. До першої групи відносяться індивідуальні вимоги, які висуваються до приладів для вимірювання витрат і кількості: висока точність, надійність, незалежність результатів вимірювання від густини рідини, швидка взаємодія і значний діапазон вимірювання. До другої групи належать вимоги, які характеризують усю групу витратомірів і лічильників: необхідність вимірювання витрат і кількості широкого кола різноманітної номенклатури речовин з різними властивостями, різні значення витрат від дуже малих до значено великих при різних тисках і температурному режимі.

Наведемо сучасні вимоги до обладнання:

1. Висока точність вимірювання – одна з головних вимог, які висуваються до лічильникам. Поріг похибки вимірювання повинен бути не більше ніж 0,2 ... 0,5 % підвищення точності вимірювання досягається як за рахунок використання прогресивних методів і приладів (електромагнітних, ультразвукових і таке інш.), так і за рахунок удосконалення уже існуючих класичних методів.

2. Надійність (поряд з точністю) одна з головних вимог. Головним показником надійності є час, на протязі якого прилад придатний для виконування робочої функції і достатню точність вимірювання.

3. Незалежність результатів вимірювання при зміні густини рідини (чи речовини) або інших параметрів.

4. Швидка дія приладу, мобільність та функціональні можливості, яка визначається його добрими динамічними характеристиками, яке є важливим при зміні об’ємів, які швидко змінюються, а також при використанні приладу в системі автоматичного регулювання.

5. Широкий діапазон необхідного вимірювання, який залежить від співвідношення ( ), коли значення витрат змінюються у відповідно широких межах.

6. Враховувати параметри речовини (рідини), що вимірюється. Вносити необхідні параметри

Таким чином, наведені сучасні вимого до обладнання, яке використовується для вимірювання витратних і кількісних характеристик рідини дозволяє не тільки вивчати обладнання та устаткування, а й проведення експериментальних досліджень.