Счетчики газа

Счётчики
газа

Счётчик газа (газосчётчик) — прибор учёта,
предназначенный для измерения количества (чаще —
объёма, реже — массы) прошедшего по
газопроводу газа. Соответственно, количество газа,
как правило, измеряют в кубических метрах (м³),
редко — в единицах массы, килограммах
или тоннах (в основном — технологических газов).
Приборы, позволяющие измерять или вычислять
проходящее количество газа за
единицу времени (расход газа),
называются расходомерами или расходомерамисчетчиками. Чаще всего расход газа измеряют в
кубических метрах в час (м³/ч).
Счетчики газа с несколько худшими точностными
характеристиками, предназначенные для
технологического или внутрихозяйственного учёта и
не применяемые для коммерческого учёта, часто
называют квантометрами.




1 Технические характеристики бытовых счетчиков газа
2 Методы измерения расхода и объема газа
 2.1 Прямой метод измерения объема
 2.2 Косвенный метод измерения объема
3 Классификация счётчиков газа по принципу действия
 3.1 Барабанный
 3.2 Вихревой
 3.3 Левитационный
 3.4 Мембранный (камерный, диафрагменный)
 3.5 Основанный на методе перепада давления на сужающем устройстве
 3.6 Термоанемометрический расходомер
 3.7 Ротационный
 3.8 Струйный
 3.9 Турбинный
 3.10 Ультразвуковой
 3.11 Прочие
4 Классификация счётчиков газа по их пропускной способности
 4.1 Бытовые
 4.2 Коммунально-бытовые
 4.3 Промышленные
 Бытовые
диафрагменные счётчики газа
классифицируются на счетчики с верхним
подводом и счетчики с боковым подводом. В
России единственным производителем бытовых
счетчиков газа с боковым (горизонтальным)
подводом является ООО ЭПО «Сигнал».
 Характеристики
диафрагменных счётчиков газа
на примере счетчиков типа ВК-G 1,6; ВК-G 2,5;
ВК-G 4.
Диапазон рабочих расходов:
0,016 м3/ч до 2,5 м3/ч (G1,6);
0,025 м3/ч до 4,0 м3/ч (G2,5);
0,04 м3/ч до 6,0 м3/ч (G4).
Рабочее давление газа до 50 кПа
Диапазон температур окружающей среды:
рабочей среды минус 30 0С плюс 50 0С
окружающей среды минус 40 0С плюс 50 0С
Потеря давления < 200 Па.
Межповерочный интервал — 10 лет.
Погрешность измерения:
±3 % в диапазоне расходов от Qмин. до 0,1 Qном.
±1,5% в диапазоне расходов от 0,1 Qном. до Qмакс.
Включительно
Порог чувствительности счётчика газа:
0,0032 м3/ч.
Габаритные размеры прибора
212 мм х 195 мм х 155 мм.
Масса счётчика — 1.9 кг.
Срок службы не менее 24 лет
2.1 Прямой метод измерения объема
В этом случае одна или чаще несколько
измерительных камер известного объема
попеременно заполняются проходящим потоком
газа со стороны входа и опорожняются на выход.
Прошедший через устройство объем газа
пропорционален количеству циклов наполненияопорожнения. Данный метод используется в
барабанных, мембранных (камерных),
ротационных счетчиках газа.
Расход газа вычисляется дифференцированием
объема по времени.
2.2 Косвенный метод измерения объема
В этом случае измеряется расход газа через прибор, путем
измерения, например, скорости потока газа через известную
площадь сечении. Для измерения скорости потока
применяются как механические устройства (различные
крыльчатки, турбинки и т. п.), так и иные способы.
Например, измерение скорости потока с
помощью ультразвука,термоанемометра, детектирования
вихрей на теле обтекания, измерения перепада давления на
сужающем устройстве, измерения скоростного напора
потока газа и т. д.
Для корректного применения данного метода необходимо в
зоне измерения выровнять скорость потока газа по его
сечению и направлению, для чего применяются различные
устройства подготовки потока (струевыпрямители,
конденсаторы потока, турбулизаторы), как в виде отдельных
устройств, так и как составная часть самих приборов.
Для снижения погрешности различие скоростей потока газа
по сечению (эпюра скоростей), например, из-за торможения
слоев газа у стенок, может учитываться прибором при
вычислении расхода газа по скорости его потока.
Объем прошедшего через сечение прибора газа вычисляется
интегрированием расхода по времени.
3.1 Барабанный
Используется в основном в лабораторных целях в
качестве образцовых средств измерения. Барабан
(вроде револьверного принципа), секция которого
заполняется газом, вращается под его давлением и
опорожняется дойдя до выхода. Число оборотов
барабана
пропорционально
объему
газа,
прошедшего через счетчик. Вращение барабана
через механическую передачу передается на
счетное устройство (циферблат). Диапазоны
измерения, в зависимости от типоразмеров, от
единиц л/ч до 10…20 м³/ч. Характеризуются
высокой
точностью
измерения,
основная
погрешность до 0,15…0,2 %.
Используется
подсчёт
периодичности
возникновения вихрей вокруг обтекаемого
потоком
газа
тела
(см.
Вихревой
расходомер). Для детектирования вихрей
используются
пьезоэлектрические
или
термоанемометрические датчики-детекторы.
3.3 Левитационный
Используется принцип тахометра на
газовых подшипниках.
Самый распространённый тип счетчика газа.
Первый патент на прибор такого типа был
получен в Англии в 1844 году. Принцип действия
основан на перемещении подвижных мембран
камер при поступлении газа в прибор. Впуск и
выпуск
газа
вызывает
попеременное
перемещение
мембран
и
через
комплекс рычагов и редуктор приводит в
действие счётный механизм. Эти счётчики
отличаются большим диапазоном измерения до
1:100.
Типы сужающих устройств: диафрагмы, трубы
и сопла Вентури, осредняющие трубки
Аннубар и Торбар и т. д. При протекании
потока
через
сужающее
устройства
образуется
перепад
давления
между
участками
трубопровода
до
и
после
сужающего устройства. Перепад давления
пропорционален
квадрату
расхода.
Измеряется одним (или несколькими, для
расширения
диапазона
измерения)
дифференциальными манометрами.
Два ротора располагаются в измерительной камере поперек
потока газа. При поступлении газа на вход счетчика оба
ротора под его напором приходят во вращение. Форма
роторов и сечение измерительной камеры рассчитывается
таким образом, чтобы при вращении ротор одним концом
описывал профиль поверхности стенки измерительной
камеры, а другим концом описывал профиль поверхности
второго, вращающегося навстречу ротора. В начальном
положении ротора располагаются под углом 90° друг к
другу, это взаимное положение фиксируется двумя
колесами-синхронизаторами, установленными на осях
роторов. Эти же колеса обеспечивают строго синхронное
вращение роторов. При вращении оба ротора попеременно
отсекают определенный объем газа (порцию), заключенный
между ротором и стенкой измерительной камеры и
перепускают его на выход счетчика. Объем прошедшего
через счетчик газа пропорционален количеству порций и,
соответственно, пропорционален числу оборотов роторов.
Вращение ротора с его оси через механическую передачу
(редуктор, магнитная муфта, система шестерен) передается
на счетный механизм, в котором происходит накопление
количества прошедшего газа.
В турбинном счетчике газа под воздействием потока газа
колесо турбины приводится во вращение, число оборотов
которого прямо пропорционально протекающему объему газа.
Число оборотов турбины через понижающий редуктор и
газонепроницаемую
магнитную
муфту
передается
на
находящийся вне газовой полости счетный механизм,
показывающий (по нарастающей) суммарный объем газа при
рабочих условиях, прошедший через прибор.
На последнем зубчатом колесе редуктора закреплен
постоянный магнит, а вблизи колеса – два геркона, частота
замыкания контактов первого пропорциональна скорости
вращения ротора турбины, т.е. скорости потока газа. При
появлении мощного внешнего магнитного поля контакты
второго геркона замыкаются, что
используется
для
сигнализации о несанкционированном вмешательстве.
Конструктивно турбинные счетчики, выпускаемые в России,
представляют собой отрезок трубы с фланцами, в проточной
части которого последовательно по потоку расположен входной
струевыпрямитель, узел турбины с валом и подшипниковыми
опорами вращения и задняя опора. На корпусе счетчика
установлен узел плунжерного масляного насоса, с помощью
которого в зону подшипников по трубкам подается жидкое
масло. На корпусе турбины предусмотрены места для
установки датчиков аппаратуры (для измерения давления,
температуры, импульсов).
3.7
Ультразвук, пускаемый по ходу движения газа, и
ультразвук, пускаемый против хода потока газа, имеют
разницу скорости движения, которая пропорциональна
скорости движения газа. Сравнивая их, получают
скорость потока и, соответственно, расход и объём
прошедшего газа. Самые простые и недорогие приборы
такого типа небольших диаметров имеют одну пару
ультразвуковых
излучателей,
расположенных
друг
напротив друга по оси прибора или на противоположных
стенках под углом к потоку. Или, как вариант, на одной
стенке. В этом случае ультразвуковая волна от одного
излучателя отражается от противоположной стенки и
попадает на второй. И наоборот, от второго к первому.
Более сложные и дорогие приборы больших диаметров
имеют несколько пар излучателей, расположенных
радиально на стенках прибора под углом к потоку, что
позволяет более точно определять среднюю скорость
потока по сечению.
3.8
Пропускная способность — диапазон расходов, в котором
обеспечивается заявленная производителем погрешность
измерения
счетчика.
Максимальный
расход
(Qмакс)
большинством производителей выбирается из ряда 1; 1,6; 2,5;
4; 6(6,5) с множителем 10n, м3/ч. Значением минимального
расхода(Qмин) характеризуется ширина диапазона измерений
счетчика. Принято определять ширину диапазона измерений
как соотношение Qмин/Qмакс. У выпускаемых в настоящее
время счетчиков ширина диапазона составляет от 1:10 до 1:250
и шире. От Qмин следует отличать чувствительность
(характеристика, как правило, механических приборов) —
такой самый минимальный расход, при котором счетный
механизм еще находится в движении и происходит изменение
его показаний, но погрешность такого измерения не
соответствует
нормативной.
С максимальной пропускной способностью
от 1 до 6 м³/ч. Чаще всего используют
в квартирах, домах, офисах, небольших
топочных
для
локального
учёта
потребления
газа.
Это, как правило, небольшие мембранные
(камерные,
диафрагменные),
реже
ультразвуковые, струйные, небольшие
ротационные
счетчики
газа
(см.
раздел Классификация счётчиков газа по
принципу действия)
С максимальной пропускной способностью от
10 до 40 м³/ч. Применяются для учёта
потребления газа небольшими котельными,
технологическими установками и т. п. Это,
как правило, более крупные мембранные
(камерные, диафрагменные), ротационные,
ультразвуковые, струйные счетчики газа.
С максимальной пропускной способностью
свыше
40
м³/ч.
В основном используются на узлах учёта
крупных
потребителей
—
газовых
котельных,
промышленных
и
сельхозпредприятий,
узлах
учёта
газораспределительных
сетей
(ротационные,
турбинные,
вихревые,
ультразвуковые, струйные счетчики газа),
на
магистральных
сетях
(сужающие
устройства,
турбинные,
вихревые,
ультразвуковые счетчики газа)