Вот скажу сразу — многие думают, что главное в газовых расходомерах — это точность из техпаспорта. И это первая ошибка. Цифры на бумаге — это одно, а как прибор ведет себя на реальном трубопроводе, с пульсациями, с каплями масла в потоке, с изменяющимся составом газа — это совсем другое. Я за свою практику видел, как дорогие импортные датчики ?плавали? там, где простенькие вихревые работали как часы. Секрет не в бренде, а в понимании физики процесса на объекте.
Если брать по типам, то ультразвуковые сейчас в тренде, их все продвигают. Да, для чистых газов на магистралях — это часто хороший выбор. Но попробуй поставь его на воздухопровод после старого винтового компрессора, где в потоке конденсат и мелкодисперсная взвесь. Через полгода на излучателях будет налет, и показания поплывут. Об этом в каталогах пишут мелким шрифтом, если пишут вообще.
Термоанемометрические датчики — вообще отдельная история. Идеальны для контроля технологических процессов, где нужна быстрая реакция. Но их калибровка — это искусство. Если производитель не заложил хороший алгоритм компенсации изменения давления и температуры, то при скачке давления в сети можно получить погрешность в 10-15%, не меньше. Мы как-то ставили такие на линию подачи природного газа к печам, так пришлось допиливать программно, учитывая суточные колебания давления в городской сети.
И старые добрые тахометрические (ротационные) счетчики. Их считают устаревшими, но для некоторых агрессивных сред, где электроника живет недолго, это единственный надежный вариант. Механика изнашивается, да, но это предсказуемый износ, и его можно планировать. В отличие от внезапного выхода из строя платы процессора из-за скачка напряжения.
Самая частая проблема на пусконаладке — это не сам датчик, а обвязка вокруг него. Нужны прямые участки до и после. Для вихревых, например, минимум 10D до и 5D после. Но если у тебя задвижка или тройник прямо перед местом установки, никакие 10D не спасут — поток будет закрученным, и вихри станут срываться хаотично. Видел случай, когда из-за этого систематическая ошибка была около 7%. Переставили на два метра дальше — все вошло в норму.
Еще момент — вибрация. Особенно для кориолисовых расходомеров. Их принцип действия основан на колебаниях измерительной трубки. Если частота внешней вибрации от насоса или компрессора совпадет с резонансной частотой датчика, показания будут совершенно неадекватными. Приходится делать дополнительные опоры и гибкие вставки, что не всегда предусмотрено в проекте. Это лишние деньги и время.
И, конечно, электромагнитная совместимость. Силовой кабель, проложенный в одной трассе с сигнальным от датчика расхода газового, — это классика жанра. Наводимые помехи могут создавать ?шумы? в показаниях. Решение простое — экранированный кабель и правильное заземление. Но сколько раз приходилось объяснять это монтажникам на объекте…
Был у нас проект на котельной. Поставили несколько теплосчетчиков с встроенными датчиками расхода газа ультразвукового типа. Заводская калибровка, сертификаты, все дела. При приемке решили провести поверку проливом на эталонной установке. И для одного датчика выявили отклонение, близкое к пределу допуска. Производитель говорил: ?В пределах нормы?. Но для заказчика это было критично, так как расчеты между поставщиком газа и потребителем шли на большие суммы.
Пришлось разбираться. Оказалось, датчик калибровался на воздухе при 20°C, а в реальности работает на природном газе с температурой около 5°C зимой. Разная вязкость, разная скорость звука в среде. Алгоритм коррекции в процессоре датчика был слишком упрощенным. В итоге мы вместе с инженерами от производителя прописали новую корректирующую функцию, загрузили ее, и повторили калибровку уже на газе-аналоге. Погрешность ушла в приемлемый минимум.
Вывод: паспортная точность — это для идеальных лабораторных условий. Всегда нужно учитывать рабочий диапазон и возможные отклонения свойств среды. Иногда проще и дешевле взять датчик попроще, но с запасом по точности и с возможностью его тонкой подстройки под конкретные условия.
Современный датчик расхода газовый — это почти всегда не просто ?железка?, выдающая импульсы или ток 4-20 мА. Это узел с цифровым выходом: HART, Modbus, PROFIBUS. И здесь начинается новая головная боль — совместимость с верхним уровнем. Контроллеры, SCADA-системы. Часто бывает, что датчик вроде поддерживает протокол, но в реализации производителя есть какие-то нюансы, не все регистры данных стандартно прописаны.
Мы для интеграции сложных систем часто обращаемся к специалистам, которые глубоко разбираются в ?начинке? приборов. Например, компания ООО ?Сычуань Юаньвэй Синьту Полупроводниковые Технологии? (сайт: https://www.ywxtbdt.ru), которая, как указано в их описании, была основана экспертами с 20-летним опытом в полупроводниковой отрасли. Их компетенция в области элементной базы и микропроцессорной обработки сигналов бывает полезна, когда нужно понять, насколько надежна схемотехника конкретного расходомера или адаптировать протокол обмена под нестандартную задачу. Это не реклама, а констатация — для сложных проектов нужны узкие специалисты по ?железу? и ПО.
Был случай, когда на объекте использовалась устаревшая SCADA, ?понимавшая? только аналоговый сигнал. А датчик был новый, с цифровым выходом. Пришлось ставить промежуточный преобразователь. Казалось бы, мелочь. Но этот преобразователь требовал отдельного питания, места в щите, а главное — стал еще одним звеном, которое потенциально могло выйти из строя. Надежность системы определяется самым слабым звеном, и часто им оказывается не основной датчик, а такие вот промежуточные элементы.
Итак, к чему я пришел за эти годы? Выбор датчика расхода газового — это всегда компромисс. Между ценой и точностью, между современными ?умными? функциями и надежностью, между желанием заказчика и реальными условиями на трубопроводе. Нельзя просто взять каталог и выбрать прибор с лучшими характеристиками. Нужно задавать вопросы: а что будет с ним через три года работы? Насколько сложно его будет перекалибровать на месте? Есть ли у местного персонала компетенции для его обслуживания?
Иногда правильнее поставить два простых и надежных датчика параллельно, чем один суперсовременный, но капризный. Резервирование и ремонтопригодность на производстве часто важнее, чем прецизионная точность в 0,5% вместо 1%.
Главное — не зацикливаться только на теории и паспортных данных. Нужно смотреть на практику, советоваться с коллегами, которые уже ставили подобное оборудование в похожих условиях. И всегда, в любой проект, закладывать время и бюджет на пусконаладку и возможную доработку. Потому что идеальных условий не существует, а газ — среда живая и переменчивая. Вот и весь секрет.
