WIERTNICTWO NAFTA GAZ " TOM 24 " ZESZYT 2 " 2007
Czesław Rybicki*, Stanisław A
uczy ski*
POMIARY NAT ENIA PRZEPA
YWU
1. WST P
W celu okre lenia ilo ci cieczy i gazów przepływaj cych w ruroci gach prowadzone
s pomiary przepływu. Wykonuje si pomiary pr dko ci przepływu w (m/s), nat enia
obj to ciowego q (m3/s) lub strumienia masy G (kg/s). Wielko ci te s ze sob powi zane
i mog być obliczone według zale no ci: q = w S, G = q, je eli znane s S  powierzchnia
przekroju, w  pr dko ć rednia i  g sto ci przepływaj cego czynnika.
Przyrz dami do pomiaru nat enia przepływu gazu s gazomierze. W przemy le gazow-
niczym u ywanych jest wiele typów gazomierzy. S to mi dzy innymi:
 gazomierze zw kowe,
 gazomierze turbinowe,
 gazomierze rotorowe,
 gazomierze miechowe,
 gazomierze ultrad wi kowe,
 gazomierze działaj ce w oparciu o sił Coriolisa,
 termiczne,
 optyczne.
Typoszereg gazomierzy: G-1,6, G-2,5, G-4, G-6, G-10, G-16, G-25, G-40, G-65, G-100,
G-160, G-250, G-400, G-650, G-1000, G-1600
Rodzaj gazomierza dobiera si w zale no ci od (tab. 1):
 funkcji, jak ma spełniać w okre lonym odcinku pomiarowym okre lonego rodzaju
układu pomiarowego;
 maksymalnego wydatku obj to ciowego i maksymalnego ci nienia mierzonego gazu.
Warto ci dotycz pojedynczego odcinka pomiarowego, w którym pr dko ć gazu nie
powinna przekraczać: dla gazomierza zw kowego 20 m/s; dla gazomierza turbinowego
i rotorowego 16m/s; dla gazomierza miechowego 6 m/s.
* Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu, AGH, Kraków
835
Tabela 1
Dobór rodzaju gazomierza w zale no ci od maksymalnego ci nienia i strumienia obj to ci
Maksymalny strumie obj to ci
Maksymalna Maksymalne
Rodzaj
gazu Q [mn3/h]
rednica nominalna ci nienie robocze
gazomierza
DN [mm] p [kPa]
Q1 Qn
Zw kowy 300 4000 250000 10000
750
Turbinowy
Rotorowy 200 1600 8000 400
Miechowy 150 250 1000 400
Ultrad wiekowy 900 325 65000 10000
Masowy 154  100000 
2. GAZOMIERZE ZW KOWE
Zw ki pomiarowe dziel si na:
 kryzy,
 dysze pomiarowe,
 zw ki krytyczne,
 zw ki ograniczaj ce.
Gazomierze zw kowe s przeznaczone s do:
 pomiaru ilo ci gazów w celach rozliczeniowych,
 opomiarowania linii przesyłowych i dystrybucji gazów technologicznych,
 pomiarów kontrolnych przepływu gazu.
Doboru gazomierzy dokonuje si w oparciu o odpowiednie normy. Kryzy wmonto-
wane w ruroci g musz być odpowiednio obudowane. Zespół obudowy kryzy zale y od ro-
dzaju odbioru ci nienia.. Ka dy zespół obudowy kryzy składa si z tzw. obudowy plusowej
po stronie dopływowej, oraz obudowy minusowej po stronie odpływowej. Obudowy kryz
s wyposa one w króćce impulsowe, oraz spustowe wyposa one w zawory zaporowe. Dłu-
go ci obudów kryz w zale no ci od rodzaju odbioru ci nienia s ró ne i powinny wynosić
od 40÷70 mm.
Nowym rozwi zaniem konstrukcyjnym s zestawy obudów kryz z mechanizmem wy-
miany. Stosuje si je w miejscach, gdzie nie ma mo liwo ci rozsuwa odcinków pomiarowych
w trakcie zakładania i wyjmowania kryzy. Obudowy tego typu mog być wykonywane jako
jedno- lub dwukomorowe (rys. 1).
Wielko ć gazomierzy zw kowych dobiera si wg tabeli 2, w zale no ci od przewidy-
wanych maksymalnych i minimalnych wielko ci przepływaj cego strumienia obj to ci gazu
przez gazomierz. Warto ci podane w tabeli 2 nale y traktować jako orientacyjne.
836
a) b) c)
Rys. 1. Kryzy pomiarowe z mechanizmem wymiany: a) przykład typowej zabudowy dwukomorowej
 FIOMASTER w ci gu pomiarowym; b) obudowa dwukomorowa kryzy firmy Pietro Fiorentini;
c) gazomierz zw kowy dwukomorowy firmy PECO [1]
Tabela 2
Parametry gazomierzy zw kowych
qmin [mn3/h]
Wielko ć Dn qmax
Jeden przetwornik "p0,5 Jeden przetwornik
gazomierza [mm] [mn3/h]
lub dwa przetworniki "p "p
GZ 50 50 120 10 30
GZ 80 80 300 30 90
GZ 100 100 450 50 150
GZ 150 150 1000 100 300
GZ 200 200 1800 180 540
GZ 250 250 2800 280 840
GZ 300 300 4000 400 1200
GZ 400 400 7200 720 2200
W celu uzyskania zakresu pomiarowego równego zakresowi pomiarowemu przetwornika
pierwiastkuj cego, nale y stosować dwa przetworniki liniowe. Bł d sygnału wyj ciowego
przetwornika pomiarowego ró nicy ci nie pierwiastkuj cego lub liniowego jest mniejszy
ni 0,25% górnej granicy zakresu, oraz nie powinien przekraczać 1,25% warto ci sygnału
odpowiadaj cego warto ci wielko ci mierzonej.
837
3. GAZOMIERZE TURBINOWE
Gazomierz turbinowy (rys. 2), jest to gazomierz, którego elementem pomiarowym jest
wirnik ze skrzydełkami, obracaj cy si z pr dko ci proporcjonaln do strumienia obj to ci
przepływaj cego gazu. Gazomierze turbinowe znajduj zastosowanie głównie przy pomia-
rach rozliczeniowych gazu w sieciach przesyłowych wysokiego ci nienia. Mog być one
stosowane tak e przy ci nieniach ni szych, jednak ich praca jest najbardziej korzystna przy
wysokich ci nieniach, kiedy wzrasta zakres pomiarowy gazomierza, a obni eniu ulega efekt
bezwładno ci turbiny.
a) b) c)
Rys. 2. Gazomierze turbinowe: a) firmy Alsi GTE; b) firmy Gazomet typ TRZ 03; c) CGT firmy
Common [15]
Korpus główny gazomierza mo e być wykonany z aluminium, eliwa, eliwa sferoi-
dalnego lub te ze stali w kształcie cylindra wraz z zintegrowanymi kołnierzami słu cymi
do zamontowania gazomierza.
W skład gazomierza turbinowego wchodz :
 Zespół pomiarowy  komora pomiarowa, składaj ca si z:
" prostownicy strumienia;
" wirnika pomiarowego turbiny, wykonanego z du dokładno ci , z aluminium, lub
tworzywa sztucznego;
" pompy oleju, stosowanej w gazomierzach o rednicach wi kszych jak 50 mm.
 Zespół przeniesienia nap du, składaj cy si ze sprz gła magnetycznego wraz z kor-
pusem przegrody hermetycznej.
Zespół liczydła  zło ony z przekładni z batych, za pomoc , których zostaj zliczane
obroty turbiny, przekazywane nast pnie na liczydło mechaniczne zliczaj ce rzeczywist ilo ć
przepływaj cego gazu.
Gazomierze wyposa one s w dwa otwory impulsowe w postaci króćców z gwintowa-
nym gniazdem. Otwory te s rozmieszczone symetrycznie po obu stronach korpusu głów-
nego. Wielko ć impulsów, czyli liczba m3 gazu przypadaj ca na jeden impuls ustalana jest
dla ka dego gazomierza i podawana przez producenta w tabliczce znamionowej. Długo ć
całkowita gazomierza turbinowego wynosi 3Dn, natomiast odległo ci skrajnie wystaj cych
838
cz ci gazomierza, które wystaj poza korpus gazomierza, mierzone od jego osi wynosz ok.
150mm plus 1,5 rednicy nominalnej gazoci gu Dn.
Dwuturbinowy moduł  auto-adjust (rys. 3) (stosowany w gazomierzach Alsi Equi-
meter) przystosowuje gazomierze do spełniania dodatkowych czynno ci, polegaj cych na
sygnalizowaniu nieprawidłowo ci w pracy urz dzenia. Moduł pozwala na automatyczne
samokorygowanie mierzonej wielko ci i niwelowanie bł dów, b d cych wynikiem zu ycia
elementów gazomierza.
a) b)
Rys. 3. Schemat gazomierza turbinowego: a) budowa; 1. zespół pomiarowy, w skład którego wchodz :
2  korpus główny, 3  kierownica strugi, 4  wirnik turbiny, 5  zespół przeniesienia nap du, 6  zespół
liczydła; b) przekrój gazomierza wyposa onego w moduł  auto-adjust [23]
Gazomierze turbinowe stosuje si do najni szego nat enia przepływu, wynosz cego
0,8 mn3/h przy zakresowo ci obci enia 1:50.
Zasada pomiaru przepływaj cego medium przez gazomierz turbinowy polega na pomia-
rze po rednim. Nie jest mierzona bezpo rednio obj to ć przepływaj cego gazu, lecz liczba
obrotów turbiny. Podczas pracy gazomierza zakłada si , e pr dko ć obrotowa turbiny jest
proporcjonalna do strumienia obj to ci gazu. W rzeczywisto ci wielko ć ta zale na jest jeszcze
od takich wielko ci jak lepko ć kinematyczna, g sto ć, moment tarcia w ło yskach, rednica
korpusu, rednica piasty, rednica zewn trznej turbiny, ilo ć i grubo ć łopatek, nachylenie
łopatek, długo ć turbiny, skok linii rubowej.
Gazomierze turbinowe s precyzyjnymi urz dzeniami pomiarowymi. W celu zapewnienia
ich prawidłowego funkcjonowania nale y dokładnie przestrzegać instrukcji producenta, oraz
instrukcji monta owych. Gazomierze turbinowe w wykonaniu standardowym przeznaczone
s do pracy w pozycji poziomej, oraz instalowane na odcinkach prostoliniowego przepływu
gazu. Dopuszcza si pionowy monta gazomierzy, do napływu z góry, jednak tylko dla ga-
zomierzy, które s wykonywane na specjalne zamówienie. Sposób instalowania pionowego
nale y jednak szczegółowo uzgadniać z producentem przepływomierzy.
Gazomierze turbinowe starszej generacji wymagały długich, prostych odcinków do-
pływowych, które montowane s przed gazomierzem. Przed odcinkiem dopływowym jest
zamontowany filtr gazowy w celu dokładnego oczyszczenia gazu z cz stek, co najmniej do
10 µm, w celu zabezpieczenia przed uszkodzeniem wirnika turbiny, który jest wra liwy na
839
uszkodzenia mechaniczne. W nowoczesnych rozwi zaniach konstrukcyjnych gazomierzy dłu-
go ć prostego odcinka pomiarowego mo e wynosić 2Dn, bez prostownicy strumienia. Długo ć
ta wynika z pomiarów technologicznych dokonanych przez firmy produkuj ce gazomierze
i powinna być udokumentowana na etapie zatwierdzania typu gazomierza.
Cały zestaw gazomierza turbinowego pokazany na rysunku 4 składa si z odcinka dopły-
wowego, gazomierza turbinowego, korektora obj to ciowego, oraz odcinka odpływowego.
Rys. 4. Zestaw monta owy gazomierza turbinowego z korektorem obj to ci [2]
Tabela 3
Wielko ci gazomierzy turbinowych
Warto ć Qmin w zale no ci od zakresu obci enia
rednica nominalna
Wielko ć gazomierza
[mn3/h]
przył czy gazomierza
zale na od Qmax [mn3/h]
DN
1:10 1:20 1:30 1:50
40 50 4 2 1,3 0,8
65 50 6 3 2 1,3
100 50 10 5 32
160 80 16853
250 80 25 13 85
400 100 40 20 13 8
650 150 65 32 20 13
1000 150 100 50 32 20
1600 200 160 80 50 32
2500 250 250 130 80 50
4000 300 400 200 130 80
6500 400 650 320 200 130
10000 500 1000 500 320 200
16000 600 1600 800 500 320
25000 750 2500 1300 800 500
840
Do pomiarów ilo ci przepływaj cego gazu przy rednim i wysokim ci nieniu na odcinku
dopływowym wmontowana jest prostownica strumienia. Przy pomiarach gazu w warunkach
du ych zakłóce przepływu długo ć odcinka prostoliniowego po stronie dopływowej wynosi
18 rednic gazoci gu wraz z długo ci prostownicy strumienia.. Odcinek odpływowy jest pro-
sty i powinien posiadać dwa gniazda na zamontowanie termometrów temperatury (kontrolny,
u ytkowy). Zestawy monta owe ró ni si w zale no ci od rodzaju zastosowanych korektorów
obj to ci przepływaj cego gazu (z przelicznikiem sieciowym, lub bez przelicznika).
Wielko ć gazomierzy turbinowych dobiera si (tab. 3) w zale no ci od przewidywanego
obci enia maksymalnego oraz minimalnego, a tak e od ci nienia nominalnego. Gazomierze
turbinowe przewidziane s na ci nienie nominalne nast puj cego typoszeregu: 1,0; 1,6; 2,5;
4,0; 6,3; 10,0 MPa.
4. GAZOMIERZE ROTOROWE
Gazomierze rotorowe s precyzyjnymi urz dzeniami do pomiaru obj to ci gazu dla
celów rozliczeniowych i technologicznych, oraz innych gazów wymienionych, stosowane
wsz dzie tam, gdzie wymagane s du a dokładno ć pomiaru, redni zakres pomiarowy
i solidna konstrukcja. Ze wzgl du na swoje doskonałe własno ci metrologiczne, łatwo ć oraz
wygod obsługi w miejscu pracy s one optymalnymi urz dzeniami pomiarowymi do małych
i rednich stacji pomiarowych lub redukcyjno-pomiarowych.
Dzi ki bardzo du emu zakresowi pracy doskonale sprawdzaj si tam, gdzie wyst puje
du a ró nica mi dzy maksymalnym a minimalnym przepływem gazu. Gazomierz rotorowy
(rys. 5), jest to gazomierz o konstrukcji komorowej, o przegrodach w postaci obrotowych,
odpowiednio ukształtowanych wirników.
a) b) c)
Rys. 5. Gazomierze rotorowe: a) firmy Common; b) firmy Romet; c) firmy InterGas [22]
Obecnie produkuje si gazomierze rotorowe w wersji ze sztywn komor pomiarow
(rys. 6a), lub z komor pomiarow , elastycznie osadzon w korpusie (rys. 6b). Gazomierze
rotorowe s przyrz dami do pomiaru obj to ci.
Przepływ gazu przez komor pomiarow wymusza ruch dwóch przeciwbie nych rotorów
poÅ‚ czonych par kół synchronizuj cych. PeÅ‚ny obrót rotorów o 360° odpowiada przepÅ‚ywowi
czterech obj to ci gazu przez komor pomiarow .
841
a) b)
Rys. 6. Przekrój gazomierzy rotorowych
Obja nienia w tek cie
Obrót rotorów jest przenoszony przez sprz gło magnetyczne i system przekładni do
liczydła. Informacja o ilo ci gazu, który przepłyn ł przez gazomierz jest wskazywana na
liczydle mechanicznym, natomiast nadajniki HF i LF umo liwiaj współprac gazomierza
z zewn trznymi urz dzeniami elektronicznymi, np. korektorem CMK-01, CMK-02 i innymi
pracuj cymi w standardzie okre lonym przez odpowiedni norm bran ow .
Zestaw monta owy gazomierza rotorowego składa si z:
 prostego odcinka ruroci gu po stronie dopływowej,
 gazomierza rotorowego,
 prostego odcinka ruroci gu po stronie odpływowej.
Tabela 4
Wielko ci gazomierzy rotorowych
Obci enie minimalne
rednica Obci enie
Wielko ć
Qmin [mn3/h], dla zakresów obci e :
nominalna maksymalne
gazomierza
DN [mm] Qmax [mn3/h]
1:20 1:30 1:50
G 16 25 1,3 0,8 0,5
40
G 25 40 2 1,3 0,8
G 40 65 3 2 1,3
50
G 65 100 5 32
G 100 160 853
80
G 160 250 13 85
G 250 100 400 20 13 8
G 400 650 32 20 13
150
G 650 1000 50 32 20
G 1000 200 1600 80 50 32
842
Odcinek dopływowy ma długo ć wi ksz , lub, co najmniej równ czterem rednicom
Dn. Odległo ć gniazda termometru od gazomierza powinna wynosić nie wi cej jak 3Dn. Od-
cinek odpływowy jest prosty na długo ci, co najmniej 2Dn, wraz z kołnierzem. Na wylocie
powinien posiadać kołnierz, lub ko cówk do przyspawania.
Wielko ć gazomierza rotorowego zale y od ci nienia nominalnego, jak i przewidywanych
warto ci jego maksymalnego i minimalnego obci enia. Przewidywan wielko ć gazomierza
rotorowego dobiera si wg tabeli 4.
5. GAZOMIERZE MIECHOWE
Gazomierz miechowy jest przemysłowym urz dzeniem pomiarowym spełniaj cym
najwy sze wymagania dotycz ce dokładno ci pomiaru i bezpiecze stwa. Odznaczaj si
nowoczesn konstrukcj , dzi ki czemu posiadaj minimalne wymiary, a wydłu onemu cza-
sowi eksploatacji towarzyszy wysoka gwarancja szczelno ci i bezpiecze stwa pracy oraz
długotrwała stabilno ć metrologiczna. Gazomierze miechowe (rys. 7) stosowane s przy
pomiarach gazu u odbiorców indywidualnych, a tak e u odbiorców przemysłowych.
a) b)
Rys. 7. Gazomierz miechowy: a) widok; b) przekrój [21]
Gazomierz miechowy zbudowany jest z dwóch komór pomiarowych z odkształcal-
nymi mieszkami. Mieszki wykonane s przewa nie z tkanin syntetycznych gumowanych
(dawniej kozia skóra). Mechanizm pomiarowy pracuje na zasadzie swobodnej membrany.
Ruch mechanizmu wywołany jest ró nic ci nie mi dzy króćcem wlotowym a wylotowym
gazomierza. Komor pomiarow jest przestrze mi dzy ruchom membran , a obudow
gazomierza. Cztery podzielone syntetycznymi membranami komory pomiarowe zostaj na
przemian napełniane i opró niane w czasie pracy.
843
Przekładnia przegubowa przenosi ruch mieszków na wałek korbowy. Wałek korbowy
poprzez zasuwy steruje przepływem gazu. Ruch obrotowy przekładni przenoszony jest poprzez
sprz gło magnetyczne na liczydło. Efektem tego s małe siły działaj ce na ło yskowania oraz
cicha praca gazomierza, a rozwi zanie konstrukcyjne oparte na zasadzie swobodnej membrany
umo liwia zastosowanie mechanicznej korekcji temperaturowej dla ustalonej temperatury
odniesienia. Gazomierze s produkowane w obudowie z blachy stalowej ł czonej na zakładk
w wersji z dwoma  lub jednym króćcem. Gazomierze miechowe stosowane do pomiarów
przemysłowych posiadaj nadajnik impulsów, do przesyłania danych. Wielko ć gazomierza
dobiera si w zale no ci od przewidywanych obci e maksymalnego i minimalnego. Wiel-
ko ci stosowanych gazomierzy miechowych podano w tabeli 5, według której w zale no ci
od rednicy i wielko ci przepływaj cego gazu, ustala si wielko ć gazomierza.
Tabela 5
Wielko ć gazomierzy miechowych
Wielko ć rednica nominalna Dn Obci enie maksymalne Obci enie minimalne
gazomierza [mm] Qmax [mn3/h] Qmin [mn3/h]
G 1,6 20 2,5 0,016
G 2,5 25 4 0,025
G 4 25 6 0,040
G 6 25 10 0,060
G 10 40 16 0,100
G 16 40 25 0,160
G 25 50 40 0,250
G 40 80 65 0,400
G 65 80 100 0,650
G 100 100 160 1,000
G 160 150 250 1,600
6. GAZOMIERZE ULTRAD WI KOWE
Przepływomierze ultrad wi kowe (rys. 8a) maj zastosowanie zarówno do pomiarów
obj to ci przepływaj cych cieczy jak i gazów. Zasada działania polega na wysyłaniu tysi cy
krótkich wi zek impulsów ultrad wi kowych na sekund do przepływaj cego płynu o stałej
cz stotliwo ci. Fala zostaje odbita od cz steczki przepływaj cej w medium i powraca. Na
podstawie ró nicy cz stotliwo ci mi dzy fal wysłan a fal odbit wyznaczana jest pr dko ć
osiowa gazu, która zale y od rednicy ruroci gu przesyłowego oraz liczby Reynoldsa. Wynik
844
pomiaru przekazywany jest na wyj cie z modułu pr dowego w postać sygnału w zakresie
4÷20 mA oraz na dowolnie programowalne wyj cia przeka nikowe dla ilo ci, warto ci gra-
nicznych, alarmu itp. Wynik pomiaru pokazywany jest na wy wietlaczu oraz zapisywany
w pami ci w postaci wykresu.
Ultrad wi kowe czujniki mierz szybko ć przepływu płynu poprzez detekcj zmian cz -
stotliwo ci ultrad wi kowego echa wracaj cego do czujnika (rys. 8b). Nowoczesne czujniki
zawieraj dwa przetworniki piezoelektryczne w obudowie stalowej. Jeden przetwornik wysyła
impulsy ultrad wi kowe z precyzyjn cz stotliwo ci , które s odbijane do przetwornika
odbiorczego od gazu lub cz steczek w cieczy.
a) b)
Rys. 8. Gazomierz ultrad wi kowy: a) widok gazomierza; b) zasada działania [3, 4, 5]
Poniewa ciecz si porusza powracaj ce echo wraca do czujnika ze zmienion cz stotli-
wo ci (efekt Dopplera). W przypadku stosowania do precyzyjnego pomiaru obj to ci prze-
pływaj cego gazu stosuje si obecnie kilka par przetworników piezoelektrycznych, a nast pnie
na podstawie zmierzonych warto ci ze wskaza oblicza si warto ć redni pr dko ci.
Gazomierz ultrad wi kowy do pomiaru obj to ci przepływu mo e być montowany na
ruroci gach w szerokim zakresie rednic od 80÷1600 mm. Pracuje w oparciu o zasad pomiaru
czasu przej cia fali d wi kowej. Gazomierze mierz przepływ w standardowych jednost-
kach obj to ci lub masy. Pomiar jest niezale ny od zmian temperatury, g sto ci, ci nienia
i przewodno ci elektrycznej. Wielko ć przepływu jest wyznaczana poprzez pomiar ró nicy
czasu "t przej cia fali d wi kowej mi dzy sondami w kierunku zgodnym i przeciwnym do
kierunku przepływu cieczy. rednia wielko ć czasu przej cia t jest miar pr dko ci d wi ku
w o rodku.
Zastosowanie techniki cyfrowej przetwarzania sygnałów umo liwia bardzo dokładny
pomiar czasu przej cia fali ultrad wi kowej, a co si z tym wi e zapewnia dokładny pomiar
przepływu. Ze wzgl du na zastosowan cyfrow technik obróbki sygnałów, osi gni ta została
wyj tkowo du a stabilno ć pomiaru.
Przepływomierze ultrad wi kowe zapewniaj pomiar z dokładno ci wi ksz ni 0,5%
aktualnej wielko ci przepływu nie powoduj c strat ci nienia. Główny licznik sumuj cy
845
umo liwia podgl d całkowitej sumy przepływu zarejestrowanej przez przepływomierz od
momentu jego instalacji. Kasowalny licznik pomocniczy jest licznikiem przeznaczonym
dla u ytku operatora i umo liwia on rejestracj okresowych warto ci przepływu i mo na go
zerować niezale nie od głównego licznika sumuj cego
Na dokładno ć pomiaru mo e mieć wpływ profil przepływu, poniewa płyn ma ten-
dencj płyni cia wolniej przy ciankach rury ni w rodku. Dokładno ć pomiaru mo e być
tak e zmniejszona w przypadku, gdy pomiar ma miejsce w długiej poziomej rurze. Sto-
sowane rury powinny mieć jak najmniej ubytków i w erów wewn trznych, a zwła-
szcza w miejscu, gdzie przebiegał b dzie pomiar. Dokładno ć pomiaru i jako ć sygnału
obni a si dla bardzo małych pr dko ci przepływu (około 0,3 m/s lub mniej). Przepływomie-
rze wykonywane i projektowane s przewa nie dla zakresu pr dko ci przepływu powy ej
0.6÷3m/s.
W zakresie temperatury pracy czujnika od 233 K do 366 K dokładno ć przeprowa-
dzanego pomiaru nie powinna si zmieniać wi cej ni 0,3%. Wysokie lub niskie tempera-
tury mog uszkodzić czujnik. Jednak obecnie wykonuje si czujniki, które mog pracować
w temperaturze nawet do 423 K.
Wpływ na dokładno ć pomiaru mog mieć powstaj ce osady ograniczaj ce przekrój
rury, jak i korozja, co mo e wpływać na zwi kszenie bł du warto ci odczytu obj to ci prze-
pływu. Osady te mog tak e mieć wpływ na tłumienie d wi ku i nat enia sygnału Dopplera.
Tak e ródła wysokiego napi cia, falowniki lub tyrystorowe nap dy typu DC umiejscowione
w bezpo redniej blisko ci czujnika, kabla lub elektroniki mog interferować z sygnałem
Dopplerowskim. Zakłócenia pomiaru powodować mog tak e wibracje rury, powstaj ce
zwłaszcza w czasie redukcji ci nienia przepływaj cego gazu. Mog być one interpretowane
jako sygnał Dopplerowski co b dzie spowodowane ruchem czujnika na wibruj cej rurze.
Gazomierze ultrad wi kowe mog być montowane na pionowych i poziomych odcinkach
gazoci gów. W skład zestawu gazomierza wchodzi: przetwornik, oraz czujnik. Czujniki
pomiarowe montowane s w rurach, i mocowane za pomoc kołnierza lub te przy pomocy
rubunku samozaciskowego do wpawanego w gazomierz króćca.
Je eli przepływ jest silnie turbulentny, a odległo ć zamontowanego gazomierza od czyn-
ników powoduj cych zaburzenie przepływu jest zbyt mała, mo na stosować przed punktem
pomiarowym prostownice strumienia.
Producenci gazomierzy podaj , e minimalna odległo ć monta u gazomierza od łuku
powinna wynosić, co najmniej 6 DN, natomiast w przypadku silniejszych zaburze prze-
pływu typu przew enie nawet 40 DN. Odległo ć odcinka prostoliniowego za gazomierzem
ultrad wi kowym powinna wynosić minimum 2 3 DN. Szczególn uwag w czasie monta u
nale y zwracać na szczelno ć poł cze kołnierzowych i gwintowych poprzez zastosowanie
odpowiednich materiałów uszczelniaj cych (ta my teflonowe, uszczelki). Kabel czujnika nie
powinien le eć w pobli u, lub te równolegle koło przewodów przesyłowych pr dowych,
poniewa b dzie powodowało to zakłócenia elektryczne lub te mo e doprowadzić do uszko-
dzenia czujnika. Przetworniki s umieszczane w miejscu, gdzie nie b d miały wpływu na
jego prac : wibracje, urz dzenia wytwarzaj ce ciepło, urz dzenia powoduj ce powstawanie
pola magnetycznego, chemikalia powoduj ce zniszczenie i korozj oraz nie b dzie nara ony
na uszkodzenia mechaniczne.
846
7. GAZOMIERZE DZIAA
AJ CE W OPARCIU O SIA
CORIOLISA
Działanie przepływomierza oparte jest na zjawisku opisanym w 1835 roku przez fran-
cuskiego in yniera i matematyka Gustawa Gasparda Coriolisa. Polega ono na pozornym
zakrzywianiu si toru ruchu ciała poruszaj cego si w wiruj cym układzie współrz dnych.
Odchylenie toru ruchu ciała w takim układzie zale y od pr dko ci ruchu ciała i pr dko ci
wynikaj cej z ruchu wirowego układu odniesienia. Zjawisku temu towarzyszy siła bezwład-
no ci nazywana sił Coriolisa.
W przypadku pomiaru gazu ziemnego zakres pomiarowy (zale nie od ci nienia gazu)
gazomierzy Coriolisa mo e wynie ć około 100 tys. mn3/h.
Obecnie przepływomierze Coriolisa znalazły zastosowanie tak e przy pomiarach prze-
pływaj cych gazów, w tym w rozliczeniowych pomiarach gazu ziemnego. Przepływomierze
Coriolisa dokonuj pomiaru strumienia masy, co stanowi jedn z ich głównych zalet. Zasada
działania tych gazomierzy pokazana jest na rysunku 9. Masa jest sposobem wyra ania ilo ci
medium cz sto stosowanym do rozlicze . W przeciwie stwie do obj to ci, masa medium nie
zale y od ci nienia i temperatury, nie jest wi c konieczne okre lanie warunków odniesienia,
dokonywanie pomiarów ci nienia i temperatury oraz oblicze koryguj cych obj to ć.
Rys. 9. Zasada działania przepływomierza Coriolisa [1, 2]
Ze wzgl du na eliminacj czynników wnosz cych bł dy zastosowanie pomiaru masy po-
zwala na popraw dokładno ci bilansowania. Dzi ki zasadzie pomiaru mo liwe jest mierzenie
ró nych mediów za pomoc tego samego przepływomierza i brak konieczno ci znajomo ci
rodzaju i składu medium dla otrzymania poprawnych wyników pomiaru.
Powszechny sposób wyznaczania masy medium, jakim jest przeliczenie obj to ci na mas
przy znanej g sto ci medium wymaga pomiaru g sto ci medium za pomoc g sto ciomierza
lub obliczenia g sto ci w oparciu o znajomo ć jego składu i warunków pomiaru, co stanowi
dodatkowe ródło bł dów.
Zasada działania przepływomierzy opiera si na pomiarze odkształcenia rury z płyn cym
medium wywołanego przez sił Coriolisa. Warto ć siły i powodowanego przez ni odkształ-
cenia jest proporcjonalna do pr dko ci ruchu i g sto ci medium. Tym samym odkształcenie
rury z medium jest proporcjonalne do przepływaj cego przez ni strumienia masy medium.
Dla celów pomiaru rura z medium wprawiana jest w swobodne drgania sinusoidalne, których
cz sto ć wynika z cz sto ci drga własnych układu masowo spr ystego przepływomierza,
tj. rury wypełnionej medium. W praktyce cz sto ć drga rury przepływomierza wynosi od
847
kilkudziesi ciu do kilku tysi cy Hz, zale nie od modelu i g sto ci medium, a ich amplituda
nie przekracza zwykle dziesi tych milimetra.
W czasie przepływu medium siła Coriolisa działaj c na drgaj c rur powoduje jej od-
kształcenie. Odkształcenie rury jest mierzone jako przesuni cie fazowe drga przez nieruchome
wzgl dem drgaj cej rury cewki elektromagnetyczne, rejestruj ce zmiany pola magnetycznego
od magnesów naklejonych na rur przepływomierza. Przesuni cie fazowe sygnałów cewek
jest proporcjonalne do odkształcenia rury powodowanego przez strumie masy medium. Masa
przepływaj cego medium jest wyliczana w wyniku całkowania wydatku po czasie. Zmiana
kierunku przepływu powoduje zmian kierunku odkształcenia rury, co pozwala okre lić
kierunek przepływu medium. Cz sto ć drga rury przepływomierza Coriolisa wypełnionej
medium jest odwrotnie proporcjonalna do g sto ci medium. Pomiar g sto ci medium mo e
być realizowany przez przetwornik przepływomierza jako opcja.
Pomiar g sto ci jest stosowany mi dzy innymi do celów technologicznych, np. le-
dzenia zmian jako ci medium np. zmiany gatunku transportowanej ropy, co jest mo liwe ze
wzgl du na dokładno ć pomiaru rz du dziesi tych kg/m3. Na cz stotliwo ć drga własnych
przepływomierza ma wpływ sztywno ć jego rury. Rozszerzalno ć cieplna rury powoduje
zmiany jej sztywno ci. Układ kompensacji tych zmian wykorzystuje zintegrowany z rur
czujnik temperatury.
Główn zalet przepływomierzy Coriolisa jest ich wysoka dokładno ć, dochodz ca do
0,1% masy (dla gazów kilka dziesi tych procenta), wysoka powtarzalno ć i szeroki zakres
pomiaru nat enia przepływu.
Istnieje mo liwo ć dokonywania pomiarów w obu kierunkach z zachowaniem zwrotu,
tj. prawidłowego zliczania wydawania i przyjmowania medium, co nie jest mo liwe w przy-
padku wielu typów przepływomierzy, np. zw ek pomiarowych, turbin i przepływomierzy
wirowych. Brak wymaga co do profilu przepływu medium sprawia, e przepływomierze
Coriolisa mog być stosowane bez odcinków prostych przed i za przepływomierzem oraz
prostownic strumienia, co obni a koszt i stanowi ułatwienie ich zabudowy. Dzi ki brakowi
bezwładno ci i asymetrii elementu pomiarowego wzgl dem kierunku przepływu, przepływo-
mierze masowe radz sobie dobrze z przepływem pulsuj cym, je eli cz stotliwo ć pulsacji jest
niska w porównaniu z cz stotliwo ci drga rury przepływomierza, co jest na ogół spełnione.
Przepływomierze Coriolisa dobrze sprawdzaj si w dozowaniu, gdzie wyst puj krótkie
okresy odmierzania dawki. Jest to istotne zwłaszcza w przypadku mediów gazowych, które
ze wzgl du na niewielk lepko ć stawiaj tu szczególnie trudne wymagania.
Ograniczenia w stosowaniu przepływomierzy Coriolisa wynikaj z trudno ci w budo-
wie przepływomierza dla du ych przepływów wynikaj cych z przyczyn konstrukcyjnych,
a konkretnie z wykładniczego wzrostu sztywno ci rury przepływomierza i znacznego przyro-
stu jego rozmiarów wraz ze rednic rury. Z tego powodu nie spotyka si przepływomierzy
o rednicy wi kszej ni 6 cali (152,4 mm). Dobrze dobrany do warunków eksploatacji
przepływomierz masowy Coriolisa funkcjonuje bezobsługowo przez wiele lat, zapewniaj c
wysok dokładno ć pomiaru. Dzieje si tak dzi ki brakowi cz ci mechanicznych ulegaj cych
zu yciu oraz rurek impulsowych wymagaj cych odpowietrzania lub spuszczania kondensatu.
W niektórych aplikacjach ograniczeniem w stosowaniu przepływomierzy masowych mog
być znaczne spadki ci nienia przepływu i ryzyko cierania powierzchni wewn trznej rury
848
pomiarowej przez drobiny ciał stałych w medium przy wysokich pr dko ciach przepływu.
Sposobem ograniczania tego problemu mo e być przewymiarowanie przepływomierza, które
przy du ym zakresie (nawet 100:1) na ogół nie stanowi problemu.
W przypadku pomiaru, gdzie mo liwe jest odkładanie si w rurze przepływomierza za-
nieczyszcze obecnych w medium lepsze mog okazać si przepływomierze Coriolisa z prost
rur . Przepływomierz z prost rur łatwo poddać kontroli i oczy cić. Jest to mo liwe równie
na instalacji (po zabudowie z zawracaniem kierunku przepływu i dwoma trójnikami).
Rozwi zanie z prost rur , cechuje si niskimi spadkami ci nienia, porównywalnymi
do spadków dla ruroci gu o rednicy rury przepływomierza. Ze wzgl dów konstrukcyjnych
(wzrost sztywno ci rury) przepływomierze z prost rur wyst puj dla rednic nie wi kszych
ni 3cale.
Minimalne wymagania odno nie warunków zabudowy sprawiaj , e porównuj c koszty
przepływomierzy Coriolisa i np. pomiarów opartych na spadku ci nienia lub ultrad wi ko-
wych nale y uwzgl dnić nie tylko cen zakupu przepływomierza, ale równie brak potrzeby
zapewnienia kompensacji temperatury i ci nienia, odcinków dopływowego i odpływowego
oraz przelicznika.
Pozycja pracy przepływomierzy Coriolisa jest dobierana w zale no ci od medium.
Cz sto wybiera si j z uwzgl dnieniem takich wymaga dodatkowych jak samo opró nianie
si rury przepływomierza, stałe wypełnienie przez medium, zapobieganie gromadzeniu si
kondensatu (media gazowe) lub par i gazów (media ciekłe).
Poza aplikacjami nietypowymi, w których mog wyst pować procesy pokrywania cianek
przepływomierza przez medium nie s wymagane adne czynno ci obsługowe.
Zakłócenia w pracy przepływomierza mog być powodowane przez drgania instala-
cji. Przeciwdziała si im konstrukcyjnie poprzez stosowanie np. dwóch rur pomiarowych
drgaj cych w przeciwfazie, które wzajemnie kompensuj wpływ drga zewn trznych na
przepływomierz. Innym sposobem jest zastosowanie układu tłumienia drga osłabiaj cego
wpływ drga zewn trznych czy te elementu odniesienia, który drga pod wpływem drga
zewn trznych i jest wykorzystywany do ich kompensacji. Stosowane s równie cyfrowe
techniki filtracji zakłóce , równie pochodz cych od szumów i pulsacji przepływu.
Potencjalnym ródłem zakłóce pomiaru przepływu mog być wzdłu ne napr enia
ruroci gu (np. termiczne) lub wynikaj ce z braku osiowo ci ruroci gu  przenosz ce si na
rur przepływomierza. Przeciwdziała si im konstrukcyjnie po przez zaprojektowanie prze-
pływomierza w sposób odci aj cy rur pomiarow . Odporno ć na zakłócenia stanowi dla
wielu przepływomierzy i ich u ytkowników najtrudniejsz prób . Kłopotliwe bywa poja-
wianie si przepływu dwufazowego w przepływomierzu. Mo e tak dziać si w wyniku spad-
ków ci nienia lub wzrostu temperatury medium prowadz cych do zmiany jego składu fazo-
wego. Je eli w obj to ci ciekłego medium pojawiaj si p cherzyki par uwi zione w medium
lub ciała stałe w postaci zawiesiny nie musi to powodować bł dów pomiaru. Pojawienie
si du ych p cherzy lub korków gazowych prowadzi do problemów z pomiarem, jednak
dobry przepływomierz jest w stanie powrócić do normalnego działania po zaniku korka gazo-
wego.
W zastosowaniach praktycznych mog być u ywane ró ne układy rur drgaj cych
(rys. 10).
849
Rys. 10. Ró ne układy rur drgaj cych w gazomierzach Coriolisa [2, 3]
8. GAZOMIERZE OPTYCZNE
Zasada działania gazomierzy optycznych opiera si na dwuogniskowym laserze (rys. 11).
Malutkie cz steczki wchodz ce w skład gazu i gazów przemysłowych przepływaj przez dwa
promienie lasera skupione w rurze za pomoc o wietlonej soczewki. wiatło lasera zostaje
rozproszone, kiedy jaka cz steczka przeniknie przez wiatło lasera. Wyczulone na wiatło
promienie gromadz rozproszone wiatło na fotodetektorze P1, który to generuje sygnał
pulsacyjny. Je eli dana cz steczka przetnie wiatło drugiego lasera, wyczulone na wiatło
promienie gromadz rozproszone wiatło na drugim fotodetektorze P2, który przetwarza
przychodz ce wiatło na drugi impuls elektryczny. Mierz c czas pomi dzy tymi impulsami
, okre la si pr dko ć gazu
Rys. 11. Zasada działania gazomierza optycznego [7]
850
Gazomierze optyczne s zazwyczaj testowane pod ci nieniem do 500 barów, jest to
wymagane aby mierniki mogły być stosowane w typowych gazoci gach. Ci nienie mo na
zwi kszyć do 1000 barów je eli zostan zainstalowane szafirowe soczewki. Wersja gazo-
mierza optycznego u ywana w niskich temperaturach dziaÅ‚a do 120°C. Temperatura jest
ograniczona poprzez klej słu cy do ł czenia cz ci składowych wiatłowodu. Wersja
gazomierza optycznego dziaÅ‚aj ca w wysokich temperaturach do 300°C zawiera oddzielne
cz ci składowe z włókna pokryte poliamidow izolacj . Temperatur mo na zwi kszyć do
500°C, je eli zostan u yte kwarcowe soczewki i specjalna izolacja włókien.
9. PRZEPA
YWOMIERZE TERMICZNE
Przepływomierze termiczne zwane te termometrycznymi, cieplnymi lub kalorymetrycz-
nymi s stosowane głównie do bezpo redniego pomiaru strumienia masy czystych, suchych
gazów (konstrukcje dla cieczy spotyka si rzadko).
Sygnał wyj ciowy przepływomierzy termicznych, podobnie jak w przepływomierzach
Coriolisa, jest funkcj strumienia masy i nie wymaga wprowadzania poprawek od wpływu
ci nienia i temperatury. Przepływomierze termiczne s znacznie prostsze, ta sze, ni ga-
zomierze Coriolisa ale zarazem mniej dokładne  co jednak w wielu przypadkach nie ma
wi kszego znaczenia.
Zakres dla przepływomierzy termicznych kapilarnych wynosi do 2500 kg/h przy zakre-
sowo ci 50:1 i niepewno ci w granicach ą1% warto ci aktualnej strumienia masy (górna
granica zakresu pomiarowego) do Ä…5% warto ci aktualnej (dolna granica zakresu).
Przepływomierze w postaci wstawki do ruroci gu (do Dn 200) maj zakresy od 2 dc
7000 kg/h, przy niepewno ci Ä…2% warto ci mierzonej (rys. 12).
Rys. 12. Gazomierz termiczny w formie wstawki rurowej: a) o stałej mocy;
b) o stałej ró nicy temperatur [12]
851
10. RURKI SPI TRZAJ CE
Rurki spi trzaj ce słu do pomiaru pr dko ci lokalnej przepływaj cego gazu lub cieczy.
Pomiar ten jest oparty na pomiarze ci nienia dynamicznego przepływaj cego czynnika. Znaj c
warto ć ci nienia dynamicznego, mo na wyznaczyć pr dko ć przepływu.
Rurki spi trzaj ce w postaci tradycyjnej jako rurki Pitota-Prandtla nie znalazły
w przemy le szerokiego zastosowania do pomiaru, przede wszystkim ze wzgl du na niewielk
dokładno ć. W inny sposób wykorzystano je do pomiaru przepływu cieczy, gazów i pary
w czujniku o nazwie A r np. w przepływomierzach KBar, ProBar, Mass ProBar, Delta-
set DPP50 i in. Czujnikiem tym jest rurka, w której na przeciwległych ciankach wykonano
kilka otworów, rozdzielona ciank wzdłu tak, e powstaj w niej dwie komory. Rurka taka
jest umieszczona w strumieniu gazu lub cieczy w ruroci gu w taki sposób, e linie ł cz ce
otwory w rurce pomiarowej s równoległe do osi strumienia (czyli do osi ruroci gu). Przy
takim ustawieniu, na otwory z jednej strony rurki pomiarowej działa ci nienie statyczne
podwy szone o ci nienie dynamiczne i, a na otwór od strony przeciwnej ci nienie statyczne,
pomniejszone o spadek ci nienia na rurce. Ci nienia, jakie ustal si w obu komorach rurki
pomiarowej, b d ró ne, a ich ró nica b dzie wypadkow ci nie dynamicznych i ró nicy
ci nie statycznych działaj cych na otwory po obu stronach rurki. Ró nica ci nie mi dzy
obu komorami jest funkcj pr dko ci przepływu.
Zalet czujników typu A r jest niewielki spadek ci nienia i stosunkowo niskie
koszty instalacji, szczególnie widoczne przy du ych rednicach ruroci gów. W wykonaniu
standardowym s oferowane czujniki do instalacji w ruroci gach o rednicach do ok. 2500
mm, a w wykonaniach specjalnych nawet do 12 metrów. Niedokładno ć pomiaru wynosi wg
katalogów firmowych ok. 1% i niew tpliwie została osi gni ta drog długich bada doboru
ilo ci, rozmieszczenia, rodzaju i wewn trznych poł cze mi dzy otworkami w rurce pomia-
rowej, a tak e wymiarów i sposobu instalacji samej rurki. Firmy takie jak Dieterich Standard,
Mobrey, Emercon, Endress +Hauser opracowały i opatentowały konstrukcj bezpo redniego
elementu pomiarowego, tak aby zminimalizować wszelkie zakłócenia i opory przepływu.
[www.mobrey.com.pl, www.automatization.ru].
11. PRZEPA
YWOMIERZE WIROWE
Zasada działania przepływomierzy wirowych opiera si na zjawisku tzw. cie ki wirowej
Karmana. Gdy medium natrafia na przeszkod walcow lub innego kształtu struga rozdziela
si , a z obu stron przeszkody nast puje oderwanie warstwy przy ciennej i tworz si wiry
powoduj ce lokalne zaburzenia ci nienia statycznego, wykrywane przez specjalny czujnik.
Cz stotliwo ć generacji zawirowa f jest wprost proporcjonalna do pr dko ci przepływu.
Warto ć sygnału wyj ciowego przepływomierza zale y od współczynnika K, który wi e
ze sob cz stotliwo ć generacji wirów z pr dko ci przepływu cieczy. Wzór na pr dko ć
przepływu ma nast puj c postać:
W = K f (1)
852
W czasie pomiarów nale y unikać kawitacji, czyli uwalniania si pary z cieczy. Osi g-
ni cie takich warunków przepływu uzyskuje si dzi ki stosowaniu odpowiedniego zakresu
pracy przepływomierza i odpowiednio zaprojektowanemu układowi pomiarowemu.
Przepływomierzy wirowe typu Vortex, lub Prowirl, Rosemount 8800 zapewniaj szerok
gam mo liwo ci zastosowa . Standardowy zestaw mierzy przepływy cieczy, gazów i pary
dla wszystkich oferowanych rednic ruroci gów z mo liwo ci zmiany zakresu w stosunku
38:1. Ta sama elektronika sprz ona z czujnikiem w wykonaniu wysokotemperaturowym
zwi ksza standardowy zakres temperatur pracy (od  200 do 400°C). UkÅ‚ad pomiarowy
przepływomierza zawiera trzpie , który spełnia rol przeszkody w strumieniu przepływu.
Tworzenie si zawirowa za trzpieniem powoduje powstawanie zmiennego ci nienia dzia-
łaj cego na przegrod . To powoduje ruch gi tkiego fragmentu przesłony z cz stotliwo ci
równ cz stotliwo ci tworzenia si zawirowa . Zasada pracy przepływomierza wirowego
pokazana jest na rysunku 13.
Rys. 13. Zasada działania przepływomierza wirowego VORTEX [17]
Siły skr caj ce powstaj ce w cz ci ulegaj cej odkształceniu przenoszone s do czuj-
nika mieszcz cego si poza strumieniem przepływaj cego medium na skutek reakcji osi.
Element piezoelektryczny wewn trz czujnika wyczuwa nieznaczne drgania, generuje sygnał
elektryczny napi ciowy i przesyła go do układu cz stotliwo ciowego gdzie jest zamieniany
na sygnał wyj ciowy proporcjonalny do warto ci przepływu obj to ciowego.
Przepływomierz wykorzystuje te same układy elektroniczne do pomiarów wszystkich
mediów i rednic rur. Informacje mog być przesłane przy u yciu sygnału analogowego
4÷20 mA, cyfrowego protokoÅ‚u HART i dodatkowego opcjonalnego wyj cia impulsowe-
go. Istnieje te mo liwo ć monta u dodatkowego wska nika ciekłokrystalicznego. Cz ć
elektroniczna odbiera sygnał z czujnika piezoelektrycznego, zamienia go na postać cyfrow
i przesyła do cyfrowych filtrów strojonych, dynamicznie kalibruj cych sygnał pomiarowy.
Komunikator HART lub ka dy inny system zarz dzaj cy posługuj cy si protokołem HART
ma dost p bezpo redni do sygnału z czujnika w postaci cyfrowej, pomijaj c etap konwersji
cyfrowo-analogowej w celu wi kszej dokładno ci. Dodatkowy wska nik ciekłokrystaliczny
mo e wy wietlać w postaci cyfrowej aktualn warto ć przepływu, warto ć pr du wyj cia
analogowego, warto ć przepływu zsumowanego [www.automatization.ru].
853
12. PRZEPA
YWOMIERZE INDUKCYJNE (ELEKTROMAGNETYCZNE)
Przepływomierze indukcyjne słu do pomiarów strumienia cieczy przewodz cych. Mog
być stosowane do cieczy o nieokre lonej konsystencji, silnie zanieczyszczonych, o dowolnej
lepko ci i g sto ci. Mog te być stosowane w przypadku mieszanin  ciecz  ciało stałe, jak
np. woda z piaskiem, woda z miałem w glowym itp. Przepływomierze indukcyjne (rys. 14)
mog wi c być stosowane, gdy zawodz przepływomierze zw kowe.
Rys. 14. Przepływomierz magnetoindukcyjny
oferowany przez firm ELSTER Kent Metering [19]
W przepływomierzu indukcyjnym izolowany elektrycznie odcinek rury, przez który płynie
ciecz przewodz ca, znajduje si w polu magnetycznym prostopadłym do osi rury. Wewn trz
rury, na jej obwodzie, na linii prostopadłej do kierunku pola magnetycznego umieszczone s
dwie elektrody. Ruch cieczy przewodz cej w polu magnetycznym daje efekt taki sam, jak
ruch przewodnika w tym polu; na elektrodach powstaje napi cie.
Pole magnetyczne wzbudzaj ce mo e być stałe lub przemienne. Przepływomierze
wzbudzane polem stałym mog być u ywane jedynie do pomiaru przepływu roztopionych
metali. Bowiem w elektrolitach, pod wpływem pola stałego, zachodzi zjawisko polaryzacji
zniekształcaj ce wyniki pomiarów. Przy wzbudzaniu polem przemiennym zjawisko polaryzacji
nie wyst puje, ale powstaje wtedy na skutek sprz e magnetycznych obwodu wyj ciowego
z obwodem wzbudzenia napi cie bierne. Napi cie bierne jest przesuni te w fazie wzgl dem
napi cia u ytecznego o 90°.
Pomiar napi cia na elektrodach jest zwi zany z szeregiem trudno ci. Jest to bowiem
napi cie o niewielkiej warto ci od kilku do kilkunastu miliwoltów otrzymane ze ródła
o du ej rezystancji wewn trznej. Na ogół elektromagnesy wzbudzaj ce s zasilane napi ciem
z sieci, a wi c otrzymywany sygnał ma cz stotliwo ć sieci, co dodatkowo utrudnia jego obróbk
i zabezpieczenie przed zakłóceniami sieciowymi. Wszystkie wymienione czynniki sprawiaj ,
e przepływomierze indukcyjne ci gle s przedmiotem prac teoretycznych i konstrukcyjnych,
maj cych na celu popraw ich parametrów technicznych.
854
Przepływomierze indukcyjne stosuje si do pomiaru nat enia przepływu w zakresie
100÷10 000 m3/h, z dokÅ‚adno ci rz du 0,5÷1,5%. PrzepÅ‚ywomierze te s proste w eksplo-
atacji, nie wprowadzaj dodatkowych spadków ci nienia w przewodach gazowych [www.
automatization.ru].
13. PODSUMOWANIE
W niniejszym artykule autorzy dokonali szczegółowej charakterystyki ró nych typów
przepływomierzy stosowanych do pomiaru ilo ciowego gazu jak tez innych płynów.
Nale y pami tać, e przy wyborze przepływomierza nale y kierować si nie tylko
zakresem pomiarowym, ale tak e i pewnymi specyficznymi cechami, które mog być jego
zalet lub wad .
Na podstawie studiów literatury z zakresu stosowania przepływomierzy autorzy
w tabeli 6 zestawili pozytywne i negatywne cechy najcz ciej stosowanych przepływo-
mierzy.
Tabela 6
Zestawienie zalet i wad ró nych typów przepływomierzy [zestawienie autorów]
Przepływomierz Zalety Wady
Zw kowy  prostota konstrukcji  mały zakres pomiaru
 monta na gazoci gach  dÅ‚ugi prosty odcinek (10 D÷50 D)
wysokiego ci nienia  czuły na zmian rozkładu
pr dko ci
 du y spadek ci nienia
Rotorowy  brak odcinka prostego przed  wra liwo ć na zanieczyszczenia
gazomierzem i uderzenia pneumatyczne
 bezpo redni pomiar obj to ci  du e wymiary
 nieczuły na zmian rozkładu
pr dko ci
 du y zakres pomiaru
Turbinowy  małe wymiary  czuły na zmian rozkładu
 du y zakres pomiaru pr dko ci
 krótki prosty odcinek (2 D÷3 D)  wymaga smarowania Å‚o ysk
Wirowy  niewra liwe na zanieczyszczenia  czuły na zmian rozkładu
i uderzenia pneumatyczne pr dko ci
 du y spadek ci nienia
 wra liwo ć na wibracje ruroci gu
 niestabilno ć współczynnika K
(równanie (1))
Ultrad wi kowy  du y zakres pomiaru  czuły na zmian rozkładu
 brak cz ci ruchomych pr dko ci (dla układu
 mały spadek ci nienia jednopromieniowego)
 monta na gazoci gach
wysokiego ci nienia
855
LITERATURA
[1] Dworak P.: Przep ywom erze m sowe Cor ol s . Ruroci gi, 1, 2003
[2] Dworak P.: G zom erze m sowe Cor ol s . Nowoczesne Gazownictwo, 4 (IX), 2004
[3] Dyakowska E.: G zom erze ltr w kowe  wzorcow e, to g ostyk po-
rów e z ym g zom erz m . Pomiary Automatyka Robotyka, 11, 2002
[4] K l r cj g zom erzy ltr w kowych. Nowoczesne Gazownictwo, 1 (V), 2000
[5] A
aciak M.: Nowe meto y pom rów w tr sporc e g z  g zom erze ltr w kowe.
Nowoczesne Techniki Bezwykopowe, 2, 2000
[6] A
uczak P.: Ultr w kowe pom ry przep yw g z . Wp yw w r ków pr cy ok -
o ć pom r . Nowoczesne Gazownictwo, 1 (VII), 2002
[7] Melnyk I., Montgomery D., James D.: Opt c l g s flow meters  ovel g s flow me s re-
me t tech g e, 2003
[8] Turkowski M.: Przep ywom erze term cz e  ow , z e, z stosow e, w -
c wo c metrolog cz e. Pomiary Automatyka Robotyka, 5, 2004
[9] Turkowski M.: Przep ywom erze Cor ol s  ow , z e, w c wo c z sto-
sow . Pomiary Automatyka Robotyka, 11, 2000
[10] Ultrasonic gas flow measurement The w ve of the f t re  Instromet, Ultrasonic
Technologies
[11] http://www.abb.pl
[12] 12 http://www.foxthermalinstruments.com/
[13] http://www.gazomet.pl
[14] http://www.fiorentini.com/productssel.aspx?LANG=ITA
[15] http://www.h-gaz.com.pl/gazomierze.htm
[16] http://www.intergaz.com.pl/rotorowe.php
[17] http://www.introl.pl/katalog/przeplywy/wirowe_vortex/vortex_phd.html
[18] http://www.introl.pl:8000/katalog/przeplywy/index.html
[19] http://www.elstermetering.pl/pl/magneto_indukcyjne.shtml
[20] PN-M-42370: Pom r str m e o j to c p y w przewo ch. Przep ywom erze ltr -
w kowe, 12, 1998
[21] PN-EN 11359-2004 G zom erze, G zom erze m echowe
[22] PN-EN 12480  2005 G zom erze. G zom erze rotorowe
[23] ZN-G-4005/A1: 2002 Pom ry p l w g zowych  G zom erze t r owe  Wym g ,
st low e
[24] ZN-G-4009:2001 Pom ry p l w g zowych  Zw kowe g zom erze kryzowe 
zest wów mo t owych
[25] ZN-G-4010:2001 Pom ry p l w g zowych  G zom erze rotorowe  Wym g , -
st low e