Jak měřit průtok vody?

Průtokoměry jsou zařízení sloužící k měření objemového průtoku různých kapalin včetně vody. Jsou široce používány v celé řadě průmyslových odvětví, výrobních zařízeních, bytových a komunálních službách a systémech likvidace odpadu.

Měření průtoku vody má širokou škálu aplikací, včetně:

• monitorování a řízení vodovodních a distribučních systémů
• měření spotřeby vody pro obchodní fakturaci
• řízení a monitorování průmyslových procesů využívajících vodu
• měření průtoku vody v závlahových systémech a vodních tocích
• měření průtoku odpadních vod, procesních a splaškových vod
• environmentální monitorování množství a kvality vody v přírodních vodovodech

Při měření průtoku vody je důležité vzít v úvahu následující: vlastnosti měření průtoku vody:

• Kolísání spotřeby vody: Spotřeba vody může výrazně kolísat v závislosti na různých faktorech, jako jsou srážky, změny v potřebě vody a změny přírodního prostředí. Průtokoměry musí být schopny přesně měřit průtok i za podmínek nízkého a proměnlivého průtoku, tzn. má široký dynamický rozsah.
• Vlastnosti kapaliny: Vlastnosti vody, jako je složení, hustota a vodivost, mohou ovlivnit přesnost měření průtoku. Konstrukce průtokoměru by měla být zvolena s ohledem na specifické vlastnosti měřené vody.
• Velikost a design potrubí: Na přesnost měření průtoku může mít vliv i velikost a materiál potrubí, kterým voda protéká. Pro zajištění přesných měření by měly být průtokoměry vybírány nejen na základě velikosti a materiálu potrubí, ale také na základě skutečného objemu vody protékající tímto potrubím.
• Instalace a údržba: Instalace a údržba průtokoměru může také ovlivnit jeho přesnost. Při výběru průtokoměru je nutné vzít v úvahu kvalifikaci specialistů obsluhujících zařízení a technické možnosti pro jeho pravidelnou údržbu pro zajištění přesných a spolehlivých měření.

Charakteristika průtokoměru

Proto je při výběru průtokoměru pro měření průtoku vody důležité zvážit specifické požadavky aplikace, včetně vlastností kapaliny, skutečného průtoku potrubí, velikosti a materiálu potrubí a požadavků na instalaci a údržbu.

Tam několik typů průtokoměrů, který lze použít k měření průtoku vody, včetně:

• Turbínové průtokoměry: Tyto průtokoměry, konstrukčně nejjednodušší, ve skutečnosti měří počet otáček snímače turbínového typu, rychlost kapaliny, která je úměrná průtoku této kapaliny. Turbínové průtokoměry jsou vhodné pro aplikace, kde je průtok konstantní, relativně vysoký, kapalina není kontaminována cizími látkami, vlastnosti kapaliny jsou konstantní a potrubí má malý průměr.
• Coriolisovy průtokoměry: Tyto průtokoměry měří fázový rozdíl signálů z frekvenčních snímačů namontovaných na oscilačních trubicích snímače způsobený průtokem tekutiny, který je úměrný jejímu hmotnostnímu průtoku. Coriolisovy průtokoměry jsou vhodné pro aplikace, kde je vyžadováno vysoce přesné měření objemu hmoty, vlastnosti média jsou konstantní a médium samotné je jednofázové.
• Průtokoměry diferenčního tlaku: Tyto průtokoměry měří pokles tlaku přes speciálně tvarovanou překážku instalovanou v průtoku, který je úměrný průtoku. Diferenční tlakové průtokoměry jsou vhodné pro aplikace, kde je průtok relativně malý a vlastnosti kapaliny jsou konstantní.
• Vírové průtokoměry: Tyto průtokoměry měří frekvenci hydrodynamických vírů vytvářených prouděním vody kolem speciálně tvarované překážky instalované v průtokoměru. Tato frekvence je úměrná průtoku a umožňuje průtokoměru přesně měřit objemový průtok vody. Vírové průtokoměry jsou vhodné pro případy, kdy je průtok relativně konstantní a vysoký, vlastnosti kapaliny jsou konstantní a elektrická vodivost média může být nízká nebo žádná (příklad: přečištěná voda).

• Elektromagnetické průtokoměry: Tyto průtokoměry využívají k měření průtoku vody v potrubí princip elektromagnetické indukce. Průtokoměr se skládá z magnetického systému, který vytváří elektromagnetické pole a snímačů, kterými je odváděna elektromotorická síla generovaná elektricky vodivou kapalinou proudící ve vytvořeném elektromagnetickém poli. Průtok měřicího média je úměrný EMF měřenému snímači. Elektromagnetické průtokoměry jsou vhodné pro aplikace, kde je kapalina elektricky vodivá, jako je obyčejná voda, tzn. na rozdíl od destilované vody (příklad: parní kondenzát), která obsahuje přírodní soli.

• Ultrazvukové průtokoměry: Tyto průtokoměry využívají vysokofrekvenční zvukové vlny k měření rychlosti proudění vody ve vodním potrubí. Průtokoměr se skládá ze systému vysílač-přijímač, které jsou umístěny proti sobě a měří dobu průchodu zvukových vln kapalinou. Průtok se vypočítá na základě doby průchodu řídicího zvukového impulsu mezi vysílačem a přijímačem. Složitější průtokoměry používají univerzální transusery, které střídavě fungují jako přijímač i vysílač. To eliminuje další chyby spojené s „jednosměrnými“ měřicími systémy. Ultrazvukové průtokoměry jsou vhodné pro širokou škálu aplikací, včetně čisté vody a odpadních vod, a lze je použít na vodovodní potrubí různých velikostí a materiálů.

Při měření průtoku vody je také důležité vzít v úvahu specifika měření průtoku vody, včetně odchylek v průtoku, vlastnostech kapaliny, velikosti a materiálu propusti a požadavků na instalaci a údržbu. Výběrem správného průtokoměru pro danou práci a zajištěním správné instalace a údržby můžete získat přesné a spolehlivé výsledky měření průtoku vody.

Vodoměry

Vodoměr v přístrojovém vybavení je zařízení pro měření průtoku nebo objemu vody v potrubí. Vodoměry patří mezi kontrolní a měřicí přístroje a automatizaci (přístrojování a automatizace), které slouží k automatizaci procesů a výroby.

Existují různé typy vodoměrů v závislosti na principu činnosti, například: otáčkoměr, elektromagnetický, ultrazvukový, vortex2. Každý typ má své výhody a nevýhody, stejně jako rozsah.
Vodoměry jsou nezbytné pro účtování spotřeby vody a úsporu zdrojů. Jsou instalovány na vstupu nebo výstupu potrubí a jsou připojeny k přístrojovému systému pro přenos naměřených dat.

Výběr správného typu vodoměru závisí na několika faktorech, jako jsou:

• Typ měřené vody (studená nebo horká): horká voda vyžaduje pevnější a tepelně odolnější materiály pouzdra a mechanismu
• Způsob instalace (horizontální nebo vertikální) a velikost potrubí: některé vodoměry mají univerzální konstrukci, která umožňuje jejich instalaci v libovolné poloze
• Princip činnosti a přesnost měření: Existují různé typy vodoměrů založených na principu činnosti, například: otáčkoměr, elektromagnetický, ultrazvukový, vírový. Každý typ má své výhody a nevýhody, pokud jde o přesnost, cenu, spolehlivost a životnost
• Přítomnost dalších funkcí a schopností: například některé vodoměry mohou přenášet data na dálku, mají ochranu proti magnetickým vlivům a jsou přizpůsobeny špinavému nebo agresivnímu prostředí.

Vodoměr a vodoměr

Vodoměr a průtokoměr jsou různé názvy pro stejné zařízení pro měření průtoku nebo objemu vody v potrubí. Vodoměr je obecnější pojem, který může označovat jakýkoli typ průtokoměru pracujícího na různých principech (tachometr, elektromagnetický, ultrazvukový, vírový atd.). Průtokoměr je specifičtější termín, který se týká měření průtoku vody v metrech za sekundu nebo litrech za minutu. V některých případech může průtokoměr měřit i další parametry průtoku, jako je tlak, teplota, hustota atd. V závislosti na typu průtokoměru mohou být různé požadavky na podmínky měření, například: vodivost vody, přítomnost nečistot nebo vzduchových bublin, délka přímých úseků potrubí před a za zařízením atd. Při výběru vodoměru nebo průtokoměru je proto třeba vzít v úvahu vlastnosti měřeného média a potrubí a také účel a přesnost měření.

Elektromagnetický průtokoměr

Elektromagnetický průtokoměr je založen na principu elektromagnetické indukce objevené Ferrari. Skládá se z magnetického systému, měřicí komory, elektrod, pouzdra, obložení a převodníku signálu. Má vysokou stabilitu a je necitlivý na viskozitu, hustotu a tlak měřeného předmětu. Jedná se o jeden z nejrozšířenějších typů průtokoměrů s vyspělou výrobní a servisní technologií. Mezi jeho výhody patří odolnost proti korozi a opotřebení, trvanlivost a možnosti obousměrného měření pro snadnější použití. Elektromagnetické průtokoměry jsou široce používány v metalurgii, průmyslu, chemii, zemědělství, ekologii, medicíně a dalších oborech. Jsou vhodné pro měření objemového průtoku kapalinových vodičů v uzavřených potrubích.

Elektromagnetický průtokoměr má však svá omezení. Nemůže měřit páry, plyny nebo jiná nevodivá média. Navíc jeho účinnost měření klesá při velmi nízké vodivosti kapaliny. Elektromagnetický průtokoměr je průtokoměr, který využívá efektu elektromagnetické indukce (průsečík magnetických polí). Jeho vlastnosti:

• Vysoká přesnost měření a dobrá opakovatelnost;
• Cena závisí na velikosti průměru potrubí;
• Měřené médium musí mít určitou vodivost.

Ultrazvukový průtokoměr

Ultrazvukový průtokoměr používá ultrazvukové impulsy k určení průtoku kapaliny v potrubí. Ultrazvukové průtokoměry jsou široce používány od 1970. let minulého století. Dnes je jejich technologie pokročilejší a rozsah jejich použití je širší. Hlavní výhodou ultrazvukového průtokoměru je, že dokáže měřit průtok kapaliny bez kontaktu s měřeným objektem. To znamená, že typ média nebo velikost potrubí neovlivňuje výkon ultrazvukového průtokoměru. Plyn a pára, které jsou pro elektromagnetický průtokoměr nepřístupné, lze měřit ultrazvukovým průtokoměrem.

Snímač hladiny vody

Vodoměr a snímač hladiny vody jsou různá zařízení, která určují různé vlastnosti vody. Vodoměr měří průtok nebo objem vody procházející potrubím. Snímač hladiny vody měří výšku hladiny vody v nádrži nebo řece. Vodoměr může pracovat na různých principech, například: rychlostní, elektromagnetické, ultrazvukové, vírové atd. A snímače hladiny vody mohou být plovoucí, hydrostatické, bublinkové nebo radarové.

Proudění vody v řekách, množství vody protékající průřezem koryta vodního toku (řeka, potok, kanál) za jednotku času. Obvykle se vyjadřuje v m 3 / s a ​​pro velmi malé vodní toky a zdroje (prameny) – v l / s. Proudění vody je jednou z nejdůležitějších číselných charakteristik používaných v hydrologii země. Hodnoty vodních toků se používají k popisu časoprostorových změn průtoku řeky, obsahu říční vody a obsahu říční vody. Při měření se používají různé druhy průměrování. Na různých řekách a v různých fázích jejich vodního režimu (velká voda, sladkost, nízká voda) se může množství průtoku vody pohybovat od nuly při zamrzání nebo vysychání řeky až po mnoho tisíc m 3 /s. Nejvyšší průtoky vody při povodních byly zaznamenány v dolním toku Amazonky (až 300 tis. m 3 /s), ve větvi Padma spojené delty Gangy a Brahmaputry (až 100 tis. m 3 /s).

Průtok vodního toku se zjišťuje několika způsoby: 1) pomocí hydrometrických měřičů, které měří rychlost proudění a měřením určují plochu průřezu koryta (tento způsob je nejrozšířenější, nazývá se „rychlost – plocha“ “); 2) pomocí akustických Dopplerových měřičů rychlosti proudu; 3) pomocí plováků (používaných na malých vodních tocích); 4) pomocí speciálních měřicích zařízení – vodoměrných žlabů a přelivů (používaných na malých vodních tocích nebo vodních dílech). Na řekách se průtoky vody měří většinou jen párkrát do roka. Pro získání hodnoty průtoku vody pro kterýkoli den se používá výpočtová metoda: mezi průtoky měřenými na nejbližší hydrologické stanici a odpovídajícími vodními stavy se používá předem sestrojený identifikovaný grafický vztah – tzv. nákladové křivky; s jejich pomocí se na základě údajů o denních hladinách určují průtoky vody pro stejná data. Na základě údajů o denní spotřebě vody se zprůměrováním zjistí průměrná měsíční, průměrná roční, průměrná dlouhodobá spotřeba vody a také pro libovolný časový interval (sezóna, velká voda, povodeň atd.). Na základě údajů o průměrných průtokech vody jsou vypočteny další charakteristiky průtoku řeky.

Publikováno 23. září 2022 v 10:34 (GMT+3). Naposledy aktualizováno 23. září 2022 v 10:34 (GMT+3). Kontaktujte redakci

Oblasti odbornosti: Hydrologický režim

• Vědecký a vzdělávací portál “Velká ruská encyklopedie”
  Vytvořeno s finanční podporou Ministerstva digitálního rozvoje, komunikací a masových komunikací Ruské federace.
  Osvědčení o registraci hromadných sdělovacích prostředků EL č. FS77-84198, vydané Federální službou pro dohled nad komunikacemi, informačními technologiemi a hromadnými komunikacemi (Roskomnadzor) dne 15. listopadu 2022.
  ISSN: 2949-2076
• Zakladatel: Autonomní nezisková organizace „Národní vědecké a vzdělávací centrum „Velká ruská encyklopedie“
  Šéfredaktor: Kravets S.L.
  Telefon redakce: +7 (495) 917 90 00
  E-mailem Redakční e-mail: [email protected]

• © ANO BRE, 2022 – 2024. Všechna práva vyhrazena.
• Podmínky použití informací. Veškeré informace zveřejněné na tomto portálu jsou určeny pouze pro osobní potřebu a nejsou předmětem další reprodukce.
  Mediální obsah (ilustrace, fotografie, videa, zvukové materiály, mapy, naskenované obrázky) lze použít pouze se svolením držitelů autorských práv.
• Podmínky použití informací. Veškeré informace zveřejněné na tomto portálu jsou určeny pouze pro osobní potřebu a nejsou předmětem další reprodukce.
  Mediální obsah (ilustrace, fotografie, videa, zvukové materiály, mapy, naskenované obrázky) lze použít pouze se svolením držitelů autorských práv.