Измерение плотности в расходомерах технических газов

Расход газа рассчитывается с помощью счетчиков, измеряющих объем потока. Поскольку плотность газа, и следовательно его объем, зависят от давления и температуры, измеренное значение может отклоняться из-за преобладающего давления или температуры. Объем газа в зависимости от давления и температуры можно описать формулой p · V / T = Constant (p: давление, V: объем, T: температура).

Если давление, при котором газ течет по трубам, контролировать относительно легко, то с температурой все иначе. В результате разница в показаниях плотности влияет на измерения расхода. Эти нюансы незначительны для обычного потребителя, но в промышленных масштабах становятся важным фактором стоимости.

Директивой ЕС по измерительным приборам (MID) утверждено общеевропейское руководство по процедуре их доступа на рынок и применяемым стандартам для всех стран Европейского Союза и некоторых других. Документ регламентирует единовременные и унифицированные испытания для поверки средств измерений, а также единообразные и транснациональные требования начальной калибровки. Единые правила способствуют улучшению качества продукции и обеспечивают равное игровое поле. Требования к газовым счетчикам и преобразователям объема изложены в Приложении MI-002.

Значения давления и температуры должны учитываться при расчете точного расхода газа. А для этого нужны соответствующие датчики в счетчиках. Вместо объема должна быть указана масса газа, так как это более точная мера в свете изменяющейся плотности. Для получения точных результатов необходимо измерить как давление, так и температуру и таким образом определить плотность.

Существует два типа датчиков давления и температуры для подключения к расходомерам газа. В первом варианте датчик давления навинчивается на трубу подачи газа и соединяется с расходомером с помощью кабеля. Во втором варианте датчик устанавливается непосредственно в устройство (конкретный пример ниже описывает второй вариант).

Диапазоны давления при дозировании газа обычно находятся в диапазоне от 0,8 до 3,5 бар (абсолютное значение) и от 2,5 до 10 бар (абсолютное значение). Требования в отношении точности бескомпромиссны: 0,2% от измеренного значения при температуре от -20°C до +60°C. Таких результатов не достичь при использовании обычных датчиков давления. Для поддержания этого уровня точности рассчитывается компенсация. Поэтому компания STS поставляет датчики давления и температуры, которые не только прошли тестирование на функциональность, но и параметризованы (коэффициенты полиномиальной компенсации).