Похибки вимірювання витрати води
Потреби в точних вимірах витрати води диктуються зростаючими запитами сучасної економіки
Потреби у точних вимірах витрати води диктуються зростаючими запитами сучасної економіки. Це пов'язано насамперед із енергозбереженням, т.к. витратоміри входять до складу теплолічильників, і з урахуванням холодної води та стічних вод. Будь-який витратомір має нормовані метрологічні характеристики, які визначені під час випробувань на затвердження типу.
Характеристики приладів контролюються за первинної та періодичної повірки в нормальних умовах перевірочної лабораторії. Але при вимірах витрати реальних технологічних середовищ виникають незрозумілі дисбаланси з урахуванням енергоресурсів. Наприклад, витрата води, що повертається з тепломережі більше обсягу води, що подається туди, витрата виробляється насиченої пари більше споживаної кількості пари, витрата газу більше розрахункового по ККД. енергоустановки і т.д.
Звідки виникають додаткові похибки?
Випробування і перевірка витратомірів та лічильників здійснюються на еталонних установках, що відтворюють витрату середовища, наближену до ідеальних умов. Але в реальних умовах на витратомір впливають багато факторів, що не враховуються, і вони мають помітний вплив і на вимірювану величину, і на використовувані засоби вимірювання, тому результати вимірювання значною мірою спотворюються. Нижче наведено основні фактори впливу.
1. Несформованість потоку впливає на всі типи витратомірів, заснованих на принципі виміру "площа-швидкість". Поширена рекомендація щодо встановлення витратомірів на відстані, що дорівнює 5…10 діаметрам трубопроводу установки (Dу) на вході та 2…5 Dу на виході, передбачає, що витратомір повинен працювати так, як цепоставлено виробником, тобто. за умов ідеального турбулентного потоку. Насправді потік може бути зміщений, зрушений по фазі аксіальних профілів швидкостей, може бути завихреним або закрученим. Вплив місцевих опорів, встановлених перед витратоміром, досить вивчений лише витратомірів змінного перепаду тиску. Для решти витратомірів таких досліджень не проводиться. Різні конфігурації трубопроводів створюють різні види збурень потоку, які змінюються за напрямом і величиною залежно від типу та сили вихрового руху, числа Рейнольдса та конкретного виду та конструкції витратоміра. Необхідна довжина прямих ділянок залежить від типу місцевих опорів, вплив яких на витратомір має бути оцінено експериментально, а підвищення точності вимірювання має бути виключено.
Відомо, що всі типи витратомірів під час роботи на газорідинних сумішах дають велику похибку. Це один із способів можливого шахрайства на бензозаправках: якщо на вході паливних насосів встановити дистанційно керований електромагнітний клапан, з'єднаний з атмосферою, бензин аерується, а лічильник буде вважати і бензин, і повітря. До повітряного середовища особливо чутливі турбінні витратоміри, які завищують витрату за наявності повітря у воді до 20%. Істотно аерація води позначається і показаннях ультразвукових расходомеров. Зіткнення ультразвукового променя з бульбашкою повітря ведуть до розсіювання променя та погіршення метрологічних характеристик. Швидкість звуку у суміші "повітря-вода" знаходиться в межах 340 ... 1530 м / с. Після дослідження витратоміра на проливних установках зі штучним підмішуванням повітря у вимірювальний трубопровід можна буде визначити цю поправку та ввести в алгоритм обчислень. Наприклад, встановити дваультразвукові датчики, врізані перпендикулярно осі трубопроводу, для вимірювання швидкості звуку в суміші. Здавалося б, можна вирішити проблему, використовуючи витратоміри, що вимірюють масу. Але, виявляється, наявність бульбашок повітря у середовищі впливає і показання кориолисовых витратомірів, т.к. амплітуда коливання труб зменшується із збільшенням відсотка аерації. При зростанні витрат аерованої рідини похибка вимірювання збільшується і може досягати 200% за основної похибки 0,2%.
В даний час залишається тільки давати рекомендації щодо приведення середовища до умов, близьких до повірочних: використовувати струменевипрямлячі, фільтри, віддільники повітря, конденсатовідвідники.
Проблема актуальна, потребує вивчення з боку виробників приладів та рішення з боку метрологів.