Gasmätare - Gas meter

Inte att förväxla med gasometer .
Gasmätare

En gasmätare är en specialiserad flödesmätare som används för att mäta volymen av bränslegaser såsom naturgas och flytande petroleumgas . Gasmätare används vid bostäder, kommersiella, och industribyggnader som förbrukar bränslegas levereras av en gas verktyget . Gaser är svårare att mäta än vätskor, eftersom uppmätta volymer påverkas starkt av temperatur och tryck. Gasmätare mäter en definierad volym, oavsett tryckmängd eller kvalitet på gasen som strömmar genom mätaren. Temperatur-, tryck- och värmevärdeskompensation måste göras för att mäta den faktiska mängden och värdet av gas som rör sig genom en mätare.

Flera olika konstruktioner av gasmätare är vanligt förekommande, beroende på den volymetriska flödeshastigheten för gas som ska mätas, intervallet av förväntade flöden, vilken typ av gas som mäts och andra faktorer.

Gasmätare som finns i kallare klimat i byggnader som byggdes före 1970 -talet var vanligtvis placerade inuti hemmet, vanligtvis i källaren eller garaget. Sedan dess är de allra flesta nu placerade utanför, även om det finns några få undantag, särskilt i äldre städer.

Typer av gasmätare

Membran/bälgmätare

En gasmätare av membrantyp, skiss från 1900

Dessa är den vanligaste typen av gasmätare, som ses i nästan alla bostäder och små kommersiella installationer. Inom mätaren finns två eller flera kammare bildade av rörliga membran . Med gasflödet riktat av inre ventiler fyller och driver kammarna växelvis ut gas och ger ett nästan kontinuerligt flöde genom mätaren. När membranen expanderar och drar ihop sig, spakar som är anslutna till vevarna omvandlar membranets linjära rörelse till roterande rörelse hos en vevaxel som fungerar som det primära flödeselementet . Denna axel kan driva en vägmätare -liknande räknarmekanism eller den kan producera elektriska pulser för en flödesdator .

Membrangasmätare är positiva förskjutningsmätare .

Roterande mätare

Funktionsprincip för en roterande gasmätare

Roterande mätare är högbearbetade precisionsinstrument som kan hantera högre volymer och tryck än membranmätare. Inom mätaren snurrar två figurer "8" formade lober, rotorerna (även kända som pumphjul eller kolvar), i exakt inriktning. Med varje varv flyttar de en specifik mängd gas genom mätaren. Driftsprincipen liknar den för en Roots -fläkt . Vevaxelns rotationsrörelse fungerar som ett primärt flödeselement och kan producera elektriska pulser för en flödesdator eller kan driva en vägmätarliknande räknare .

Turbinmätare

Turbin gasmätare utläser gasvolym genom att bestämma gasens hastighet som rör sig genom mätaren. Eftersom gasvolymen härleds av flödet är det viktigt att flödesförhållandena är bra. En liten intern turbin mäter gasens hastighet, som överförs mekaniskt till en mekanisk eller elektronisk räknare. Dessa mätare hindrar inte gasflödet, men är begränsade för att mäta lägre flödeshastigheter.

Öppningsmätare

En öppningsgasmätare består av en rak längd av röret inuti där en exakt känd öppningsplatta skapar ett tryckfall och därigenom påverkar flödet. Öppningsmätare är en typ av differentialmätare, som alla utgår från gasflödets hastighet genom att mäta tryckskillnaden över en avsiktligt utformad och installerad flödesstörning. Det statiska gasstrycket, densiteten, viskositeten och temperaturen måste mätas eller kännas utöver differenstrycket för mätaren för att noggrant mäta vätskan. Öppningsmätare hanterar ofta inte ett stort flöde . De är dock accepterade och förstådda i industriella tillämpningar eftersom de är lätta att sköta och inte har några rörliga delar.

Ultraljud flödesmätare

Ultraljudsflödesmätare är mer komplexa än mätare som är rent mekaniska, eftersom de kräver betydande signalbehandling och beräkningskapacitet. Ultraljudsmätare mäter gasrörelsens hastighet genom att mäta hastigheten med vilken ljudet rör sig i det gasformiga mediet i röret. American Gas Association- rapport nr 9 täcker korrekt användning och installation av dessa mätare, och den specificerar en standardiserad ljudhastighetsberäkning som förutsäger ljudets hastighet i en gas med ett känt tryck, temperatur och sammansättning .

De mest genomarbetade typerna av ultraljudsflödesmätare medelljudshastighet över flera vägar i röret. Längden på varje väg mäts exakt i fabriken. Varje väg består av en ultraljudsgivare i ena änden och en sensor i den andra. Mätaren skapar en "ping" med givaren och mäter tiden som gått innan sensorn tar emot den soniska pulsen. Några av dessa vägar pekar uppströms så att summan av flygtiderna för de soniska pulserna kan divideras med summan av flyglängderna för att ge en genomsnittlig ljudhastighet i uppströmsriktningen. Denna hastighet skiljer sig från ljudets hastighet i gasen med den hastighet med vilken gasen rör sig i röret. De andra banorna kan vara identiska eller liknande, förutom att ljudpulserna rör sig nedströms. Mätaren jämför sedan skillnaden mellan uppströms och nedströms hastigheter för att beräkna gasflödets hastighet.

Ultraljudsmätare är dyra och fungerar bäst utan vätskor alls i den uppmätta gasen, så de används främst i applikationer med högt flöde, högt tryck, såsom pipeline-mätarstationer, där gasen alltid är torr och mager, och där små proportionella felaktigheter är oacceptabla på grund av den stora summan pengar som står på spel. Den nedvridningsförhållande av en ultraljudsmätare är förmodligen den största av alla naturgas mätartyp, och noggrannheten och intervallet förmåga hos en högkvalitativ ultraljudsmätare är faktiskt större än den för de turbinmätare mot vilka de är beprövade.

Billiga sorter av ultraljudsmätare finns tillgängliga som fastspänningsflödesmätare, som kan användas för att mäta flöde i valfri rördiameter utan påträngande modifiering. Sådana anordningar är baserade på två typer av teknik: (1) flygtid eller transittid; och (2) korskorrelation. Båda teknikerna involverar givare som helt enkelt kläms fast på röret och programmeras med rörstorlek och schema och kan användas för att beräkna flöde. Sådana mätare kan användas för att mäta nästan vilken torr gas som helst, inklusive naturgas, kväve, tryckluft och ånga. Klämmätare finns också för att mäta vätskeflöde.

Coriolismätare

En coriolismätare är vanligtvis ett eller flera rör med längsgående eller axiellt förskjutna sektioner som är upphetsade att vibrera vid resonansfrekvens. Coriolismätare används med vätskor och gaser. När vätskan i den förskjutna sektionen är i vila kommer både uppströms och nedströms del av den förskjutna sektionen att vibrera i fas med varandra. Frekvensen för denna vibration bestäms av rörets totala densitet (inklusive dess innehåll). Detta gör att mätaren kan mäta gasens flödestäthet i realtid. Men när vätskan börjar flöda kommer dock Corioliskraften att spela in. Denna effekt innebär ett samband mellan fasskillnaden i vibrationerna i uppströms och nedströms sektioner och massflödeshastigheten för vätskan som finns i röret.

Återigen, på grund av mängden slutsatser, analog kontroll och beräkning som är inneboende i en coriolismätare, är mätaren inte komplett med bara dess fysiska komponenter. Det finns aktiverings-, avkännings-, elektroniska och beräkningselement som måste vara närvarande för att mätaren ska fungera.

Coriolis -mätare kan hantera ett brett spektrum av flödeshastigheter och har den unika förmågan att mata ut massflöde - detta ger högsta noggrannhet för flödesmätning som för närvarande är tillgänglig för massflödesmätning. Eftersom de mäter flödestäthet kan coriolismätare också utläsa gasflödeshastighet vid flödesförhållanden.

American Gas Association Report No. 11 ger riktlinjer för att få bra resultat vid mätning av naturgas med en coriolismätare.

Värmevärde

Volymen av gasflöde som tillhandahålls av en gasmätare är just det, en avläsning av volym. Gasvolymen tar inte hänsyn till gasens kvalitet eller mängden tillgänglig värme vid förbränning. Förbrukningskunder debiteras enligt den värme som finns i gasen. Gasens kvalitet mäts och justeras för varje faktureringscykel. Detta är känt under flera namn som värmevärde , värmevärde eller termvärde .

Värmevärdet för naturgas kan erhållas med användning av en processgas kromatograf , som mäter mängden av varje beståndsdel i gasen, nämligen:

För att omvandla från volym till termisk energi måste dessutom gasens tryck och temperatur beaktas. Tryck är i allmänhet inte ett problem; mätaren installeras helt enkelt omedelbart nedströms en tryckregulator och kalibreras för att avläsa exakt vid det trycket. Tryckkompensation sker sedan i verktygets faktureringssystem. Varierande temperatur kan inte hanteras lika enkelt, men vissa mätare är utformade med inbyggd temperaturkompensation för att hålla dem någorlunda exakta över sitt konstruerade temperaturintervall. Andra korrigeras för temperatur elektroniskt.

Indikerande enheter

Varje typ av gasmätare kan erhållas med en mängd olika indikatorer. De vanligaste är indikatorer som använder flera klockvisare (pekarstil) eller digitala avläsningar som liknar en vägmätare , men fjärravläsningar av olika slag blir också populära - se Automatisk mätaravläsning och Smart mätare .

  • Digital indikator

  • Helanalogisk indikator

Noggrannhet

Gasmätare krävs för att registrera den förbrukade gasvolymen inom en acceptabel noggrannhet. Varje signifikant fel i den registrerade volymen kan innebära en förlust för gasleverantören eller att konsumenten blir överfakturerad. Noggrannheten fastställs i allmänhet i stadgan för den plats där mätaren är installerad. Lagstadgade bestämmelser bör också ange ett förfarande som ska följas om riktigheten ifrågasätts.

I Storbritannien är det tillåtna felet för en gasmätare som tillverkats före det europeiska mätinstrumentdirektivet ± 2%. Det europeiska mätinstrumentdirektivet har dock harmoniserat gasmätarfel i hela Europa och följaktligen måste mätare som tillverkats sedan direktivet trädde i kraft läsas inom ± 3%. Mätare vars riktighet bestrids av kunden måste tas bort för testning av en godkänd mätare. Om mätaren befinner sig avläsa utanför de föreskrivna gränserna måste leverantören återbetala konsumenten för gas som uppmätts felaktigt medan konsumenten hade den mätaren (men inte tvärtom). Eventuell återbetalning är begränsad till tidigare sex år. Om mätaren inte kan testas eller dess avläsning är opålitlig måste konsumenten och leverantören förhandla om en lösning. Om mätaren visar sig avläsa inom gränserna måste konsumenten betala testkostnaderna (och betala eventuella utestående avgifter). Detta står i kontrast till positionen på elektriska mätare, där testet är gratis och återbetalning endast ges om datumet för mätaren som började läsa felaktigt kan fastställas.

Fjärravläsningar

Gasmätare med solid-state pulsan (vänster) för fjärravläsning

Fjärrläsning blir populärt för gasmätare. Det görs ofta genom en elektronisk pulsutgång monterad på mätaren. Det finns olika stilar tillgängliga men vanligast är en kontaktstängningsbrytare.

Flödesmätningsberäkningar

Turbin-, rotations- och membranmätare kan kompenseras med en beräkning som anges i American Gas Association Report No. 7. Denna standardiserade beräkning kompenserar mängden volym mätt till volymmängd vid en uppsättning grundförhållanden . AGA 7 -beräkningen i sig är ett enkelt förhållande och är i huvudsak en densitetskorrigeringsmetod för att översätta volymen eller hastigheten för gas vid flödande förhållanden till en volym eller hastighet vid basförhållanden .

Öppningsmätare är en mycket vanlig typ av mätare, och på grund av deras utbredda användning har egenskaperna hos gasflöde genom en öppningsmätare studerats noggrant. American Gas Association -rapport nr 3 behandlar ett brett spektrum av frågor som rör öppningsmätning av naturgas, och den specificerar en algoritm för beräkning av naturgasflödeshastigheter baserat på differenstrycket, det statiska trycket och temperaturen hos en gas med en känd sammansättning.

Dessa beräkningar beror delvis på idealgaslagen och kräver också en beräkning av gaskomprimerbarhet för att ta hänsyn till det faktum att riktiga gaser inte är idealiska. En mycket vanligt förekommande kompressibilitetsberäkning är American Gas Association Report No. 8, detaljkarakterisering.

Gängstorlekar

Gas-, kommersiella och industriella gasmätare har sina egna gängstorlekar. Gasmätaren är ansluten till kundrör genom en svivel och mutter, som har en särskild uppsättning trådstorlekar. Dessa trådstorlekar namngavs ursprungligen efter mängden gas som är avsedd att strömma genom dem när det gäller gaslampor, till exempel en 30-Lt. mätare kan ge tillräckligt med gas för 30 lampor och kallades i slutet av 1800-talet som en 30-ljus-gasmätare. Dessa storlekar är vanligtvis 10Lt, 20Lt, 30Lt, 45Lt eller 60Lt, även om mindre och större storlekar är tillgängliga. Gängdimensionerna är något, ca ett / 16 tum (1,6 mm), som är större än den närmaste storleken NPT storlek, för att inrymma den lämpliga inre diameter inom sviveln.

Se även

Referenser