Электромагнитный или ультразвуковой расходомер: что выбрать для узла учёта

При оснащении узла учёта перед инженером или ответственным за эксплуатацию специалистом всегда встаёт вопрос выбора типа расходомера. Два наиболее распространённых решения для коммерческого и технологического учёта — электромагнитные и ультразвуковые приборы. Каждый из них имеет свои сильные стороны, ограничения и области оптимального применения. В этой статье мы разберём принципы работы обоих типов, сравним их ключевые характеристики и поможем определить, какой вариант подойдёт именно для вашей задачи.

Как работает каждый

Электромагнитный расходомер основан на законе электромагнитной индукции Фарадея. Внутри первичного преобразователя расположены катушки, создающие магнитное поле. Когда через измерительный участок протекает электропроводящая жидкость, в ней наводится ЭДС, пропорциональная скорости потока. Электроды, встроенные в стенки трубы, снимают эту разность потенциалов и передают сигнал в электронный блок, где он преобразуется в значение расхода. Такой прибор способен измерять как прямой, так и реверсивный поток, а также работает с жидкостями, имеющими удельную электропроводность от 5 мкСм/см.

Ультразвуковой расходомер использует принцип измерения времени прохождения ультразвуковых импульсов по направлению движения потока и против него. Разность этих времён пропорциональна средней скорости движения среды по трубопроводу. Зная геометрию трубы и распределение скоростей в месте установки датчиков, прибор вычисляет расход и объём. Существуют как накладные ( clamp-on ) модели, устанавливаемые снаружи трубы, так и врезные, где преобразователи контактируют с измеряемой средой . Ультразвуковые расходомеры могут работать не только с жидкостями, но и с газом, а при повышенном содержании включений переходить в допплеровский режим.

Подробнее о физических принципах работы различных типов расходомеров читайте в нашей статье Принцип действия расходомера.

Сравнение

Для наглядности сведём ключевые различия в таблицу.

Дополнительную информацию о классификации расходомеров вы найдёте в статье Какие расходомеры бывают.

Что выбрать под задачу

Выбор типа расходомера напрямую зависит от измеряемой среды и условий эксплуатации.

Тепло и вода. Для узлов учёта тепловой энергии и воды электромагнитные расходомеры являются стандартным решением благодаря высокой точности и стабильности показаний на электропроводящих средах. Ультразвуковые приборы также применяются, особенно когда требуется установка без врезки в трубопровод или когда диаметр трубы велик.

Газ. Электромагнитные расходомеры для газа неприменимы — среда не обладает достаточной электропроводностью. Здесь используются ультразвуковые расходомеры, в том числе с расчётом фактора сжимаемости по алгоритму AGA8-92DC.

Сточные воды и шламы. Электромагнитные расходомеры отлично справляются с загрязнёнными средами, пульпами и шламами, поскольку не имеют движущихся частей в потоке и устойчивы к абразивному воздействию. Ультразвуковые модели могут применяться, но требуют учёта содержания включений.

Большие диаметры и безнапорные каналы. Ультразвуковые расходомеры с накладными датчиками и многоканальные модели позволяют измерять расход в трубопроводах большого диаметра и открытых каналах, где установка электромагнитного прибора затруднена или экономически нецелесообразна.

Как выбрать расходомер с учётом всех параметров вашего объекта, читайте в статье Как выбрать расходомер.

Монтаж и требования к прямым участкам

Оба типа расходомеров предъявляют требования к прямолинейным участкам трубопровода до и после места установки. Это необходимо для стабилизации потока и обеспечения заявленной точности измерений.

Для электромагнитных расходомеров типовое требование — не менее 5 Ду прямого участка до прибора и 3 Ду после. При наличии местных сопротивлений (задвижек, отводов, насосов) длины участков могут увеличиваться.

Ультразвуковые расходомеры также требуют прямых участков, конкретные значения определяются гидравлическими условиями и количеством акустических лучей. Для накладных моделей важно обеспечить чистоту внутренней поверхности трубы и отсутствие воздушных пробок.

При монтаже электромагнитных приборов необходимо обеспечить герметичность соединений и правильную ориентацию электродов. Ультразвуковые накладные датчики требуют тщательной подготовки поверхности трубы и точной установки преобразователей под заданным углом.