Расходомер воздуха (термоанемометр)
Термоанемометрический расходомер газов: нагретый элемент охлаждается потоком, мощность поддержания постоянной температуры пропорциональна массовому расходу. Применяется в вентиляции, компрессорных системах, продувках технологических газов.
Термоанемометрический расходомер — специализированный прибор для измерения расхода газов (прежде всего воздуха). Внутри зонда расположен нагреваемый элемент — платиновый резистор или полупроводниковый сенсор — поддерживаемый при фиксированной температуре выше температуры газа. Проходящий поток уносит тепло, электроника автоматически увеличивает мощность нагрева ровно настолько, чтобы разность температур оставалась постоянной. Эта мощность и есть прямая мера массового расхода газа.
В отличие от объёмных методов, термоанемометр сразу выдаёт массовый расход без коррекции по температуре и давлению — это главное преимущество для сжатого воздуха, где давление в системе может меняться на разы, а объёмные расходомеры требуют отдельных приборов на каждую нитку. Типичные применения: учёт сжатого воздуха на заводах (один из ключевых энергоресурсов — компрессоры съедают 10–30% электроэнергии предприятия), контроль продувочных и инертных газов на НПЗ, измерение расхода приточного воздуха в вентиляционных установках и воздушных калориферах.
Второе преимущество — хороший динамический диапазон: 100:1 для хороших моделей, что позволяет одним прибором мерить и минимальный расход в ночную смену, и пиковый дневной. Третье — врезка в существующий трубопровод через короткий штуцер без необходимости делать прямые участки длиной 20 диаметров: вставной термоанемометр требует всего 10 диаметров до и 5 после. Ограничения связаны с чувствительностью к составу газа (калибровка на воздухе не подходит для аммиака или углекислого газа — нужна переградуировка на реальной среде) и к влажности с пылью: капли конденсата бомбардируют горячий сенсор и дают ложные пики, а пыль осаждается на элементе и смещает градуировку. Для влажных и запылённых потоков правильнее использовать вихревые расходомеры или ультразвуковые.
Сферы применения коротко:
- учёт сжатого воздуха, аргона и азота на промышленных площадках;
- измерение расхода приточного и вытяжного воздуха в системах прецизионного кондиционирования;
- контроль продувочных газов на технологических реакторах и факельных линиях.
Частые вопросы
Можно ли считать термоанемометром расход природного газа?
Технически можно — у многих моделей есть программные калибровки на метан. Но для коммерческого учёта природного газа применяют узкоспециализированные ультразвуковые и турбинные приборы, аттестованные по ГОСТ Р 8.741: они точнее и имеют метрологические сертификаты для расчётов с газоснабжающей компанией. Термоанемометр остаётся в нише технологического учёта и контроля продувок, где метрологической аттестации «для платы» не требуется.Почему при повышении влажности показания термоанемометра плывут?
Удельная теплоёмкость влажного воздуха больше, чем сухого — тот же массовый поток уносит с нагревателя больше тепла. Поэтому термоанемометр, калиброванный на сухом воздухе, при влажности 80–100% завышает показания на 2–4%. Для вентиляции с нормальной влажностью это несущественно, но для компрессорных линий после осушителя важно: туда ставят модели с датчиком влажности и программной коррекцией.
Источники
- ГОСТ Р 8.741-2011 — Объём природного газа. Общие требования к методикам выполнения измерений — Росстандарт