Ultragarsinio srauto matuoklio vadovas: veikimo principas, tipai, tikslumas, montavimas ir pasirinkimas

Svarbus inžinieriaus ar pirkėjo klausimas yra ne tik tai, ar ultragarsinis matavimas veikia. Tai, ar jis veiks konkrečiame vamzdyje, skystyje, greičio diapazone ir montavimo taške. Išvalyti pilni vamzdžiai dažnai tinka tranzito{2}}laikui matuoti; skysčiai su suspenduotomis kietosiomis medžiagomis arba burbuliukais gali būti geresni Doplerio tyrimo kandidatai. Vamzdžio matmenys, įdėklo būklė, keitiklio montavimas, srauto{4}}profilio trikdžiai ir mažas greitis gali turėti įtakos įdiegtam rezultatui.

Ultragarsinis srauto matuoklis trumpai

• Pagrindiniai matavimo metodai:tranzito-laikas ir Dopleris.
• Pagrindiniai diegimo stiliai:prispaustas{0}}, įterptas į eilutę ir įterpimas.
• Didelis modernizavimo pranašumas:keitiklių gnybtas{0}}gali matuoti neprasiskverbdamas į proceso vamzdį.
• Geriausia tranzito laiko pradžios sąlyga{0}}:pilnas vamzdis su stabiliu akustiniu keliu ir santykinai švariu skysčiu.
• Pasirinkimo prioritetas:Prieš pasirinkdami modelį, patvirtinkite skysčio, vamzdžio konstrukciją, greičio diapazoną, tiesios eigos{0}}būkles ir matavimo tikslą.

Kas yra ultragarsinis srauto matuoklis?

Ultragarsinis srauto matuoklis yra greičiu{0}}pagrįstas prietaisas, kuris naudoja akustinius signalus skysčio greičiui nustatyti ir paverčia tą greitį tūriniu srautu. Kadangi matavimo principe nėra mechaninio rotoriaus, ultragarsiniai matuokliai išvengia su judančiomis dalimis susidėvėjimo ir gali matuoti nesukeldami didelių kliūčių srautui.

Ne kiekvienas ultragarsinis matuoklis yra ne{0}}įkyrus. Įdėta ir įterpiama konstrukcija įdeda dalį matavimo sistemos į vamzdį arba per jį, o apriveržkite{0}}ultragarsinį srauto matuoklįlaiko jutiklius lauke. Šis skirtumas yra svarbus, kai priimamas sprendimas, kai išjungimo laikas, nuotėkio rizika arba proceso užterštumas.

Kaip veikia tranzito{0}}laiko ultragarsinis srauto matuoklis?

Tranzito-laikui matuoti paprastai naudojami du keitikliai, išdėstyti taip, kad ultragarso kelias kerta tekantį skystį. Pasroviui siunčiamas impulsas ateina šiek tiek anksčiau nei impulsas, siunčiamas prieš srovę. Elektronika išmatuoja šį nedidelį laiko skirtumą ir naudoja akustinį kelią, vamzdžio geometriją ir skysčio sąlygas, kad apskaičiuotų vidutinį srauto greitį.

Patikimas matavimas priklauso ne tik nuo signalo aptikimo. Matuokliui reikalingi teisingi vamzdžio matmenys ir įdėklo duomenys, o keitikliai turi būti išdėstyti ir tinkamai išlyginti. Akustinis kelias taip pat turi pakankamai tiksliai atspindėti vidutinį vamzdžio greitį, kad būtų reikalinga matavimo neapibrėžtis.

Norėdami išsamiau paaiškinti skrydžio laiko-sąryšio-laiką, keitiklio geometriją ir skaičiavimo logiką, žr. „FlowT“tranzito{0}}laiko ultragarsinio srauto matuoklio principo vadovas.

Tranzitas-Laikas prieš Doplerį: kuri ultragarso technologija tinka skysčiui?

Tranzito{0}}laikas ir Doplerio metodas neturėtų būti laikomi sukeičiamomis to paties skaitiklio versijomis. Tranzito-laikui reikalingas tinkamas akustinis kelias per skystį. Doplerio matavimas priklauso nuo atspindžių nuo judančių dalelių arba dujų burbuliukų. „FlowT“ palyginimastranzito{0}}laikas ir Doplerio ultragarsiniai srauto matuokliaipaaiškina skirtumą, tuo tarpuDoplerio taikymo reikalavimaiyra naudingesni, kai skystis yra nešvarus, gazuotas arba panašus į suspensiją{0}}.

Įjungta{0}}, įmontuota ar nešiojama?

Tada pasirinkite diegimo architektūrą. Sistemų prispaudimas{1}} tinka daugeliui modifikavimo darbų, nes keitikliai nedalyvauja procese. Inline sistemose yra valdomas skaitiklio korpusas, tačiau reikia modifikuoti vamzdį, o įvedimo sistemos prideda proceso jungtį.

Sprendimas yra ne tik „prispausti{0}}lengviau, įterpta yra tikslesnė“. Veikimas priklauso nuo skaitiklio konstrukcijos, kalibravimo, vamzdžių duomenų, skysčio būklės ir montavimo kokybės. Thespaustuku{0}}palyginti su integruotu ultragarso srauto matuokliuyra naudingas, kai modernizavimo patogumas turi būti suderintas su matavimo reikalavimais.

Nešiojami prietaisai tinka srauto tyrimams, siurblių patikroms, energijos vartojimo auditams ir kryžminiam{0}}kitų skaitiklių tikrinimui; fiksuoti prietaisai tinka nuolatiniam stebėjimui. FlowTnešiojamas ultragarso srauto matuoklio naudojimo vadovasapima lauko darbo eigą, onešiojamų ultragarsinių srauto matuoklių gaminių asortimentasyra aktualus, kai vienas instrumentas turi judėti tarp kelių vamzdžių.

Kiek tikslus yra ultragarsinis srauto matuoklis realiai montuojamas?

Čia pirkėjai turėtų atskirti tris idėjas: paskelbtą skaitiklio tikslumą, kalibravimo rezultato neapibrėžtį ir įdiegto matavimo neapibrėžtį. Jų skaičius nėra tas pats.

Gamintojas gali nurodyti tikslumą nustatytomis sąlygomis. Eksploatuojant netinkami vamzdžių matmenys, įdėklo neapibrėžtis, keitiklio atstumas, sujungimas, temperatūra, mažas greitis ir srauto{1}}profilio iškraipymas padidina neapibrėžtumą. Todėl skaitiklis gali atitikti savo laboratorijos specifikacijas, o įdiegta sistema veikia blogiau.

NIST išskiria tą patį srauto kalibravimo darbą: skaitiklio atkuriamumas padidina kalibravimo neapibrėžtį, o kai skaitiklis naudojamas kliento sistemoje, reikia atsižvelgti į kitus neapibrėžtumus. TheNIST skysčio srauto kalibravimo leidinyspaaiškina šį principą.

Mažas srautas nusipelno ypatingo dėmesio. Kai greitis mažėja, tranzito{1}}laiko skirtumas mažėja, todėl nulinis stabilumas, laiko skyra ir diegimo kokybė yra svarbesni. Peržiūrėkite tikrąjį greičio diapazoną ir tai, ar tikslumas nurodytas kaip skaitymo procentas, visos skalės procentas ar kombinuota specifikacija.

Išsamią FlowT diskusijąultragarsinio srauto matuoklio tikslumas ir srauto{0}}greičio korekcijatoliau kalbama apie greičio profilį, Reinoldso skaičių, vamzdžio šiurkštumą ir temperatūros poveikį.

Septyni diegimo veiksniai, galintys pakeisti rodmenis

1. Neteisingi vamzdžio matmenys

Nemanykite, kad vardinio vamzdžio dydžio pakanka. Išorinis skersmuo, sienelės storis ir įdėklo storis turi įtakos akustiniam keliui ir apskaičiuotam plotui, o senesni brėžiniai gali neatitikti eksploatuojamo vamzdžio.

2. Vamzdis, kuris nėra visiškai pilnas

Įprastas uždaro{0}}vamzdžio tranzito{1}}laiko matavimas apima visą akustinį kelią per skystį ir žinomą vidinį srauto plotą. Dujų kišenės arba dalinis užpildymas gali sutrikdyti abi prielaidas.

3. Blogas keitiklio išlygiavimas arba sujungimas

Keitikliai turi nuolat liestis su paruoštu vamzdžio paviršiumi. Neteisingas atstumas, prasta jungties aprėptis arba nesutapimas gali pabloginti signalo kokybę ir sukelti matavimo paklaidą.

4. Alkūnės, vožtuvai ir siurbliai per arti matavimo taško

Šie komponentai gali sukurti sūkurį arba asimetrinį greičio profilį. Tiesios-bėgimo reikalavimai skiriasi priklausomai nuo matuoklio ir trukdžių, todėl vadovaukitės gamintojo instrukcijomis, o ne vienu universaliu atstumu.

5. Nežinomas vamzdžio pamušalas arba sunkus apnašas

Daugiasluoksniai vamzdžiai, prastai surišti įdėklai, korozija ir apnašos gali susilpninti arba išsklaidyti signalą. Švarus nerūdijančio -plieninis vamzdis gali būti paprastas, o seną vamzdį reikia patikrinti.

6. Skysčių sąlygos, kurios keičiasi proceso metu

Skystis gali būti švarus paleidimo metu, bet aeruojamas keičiant siurblį arba paleidžiant. Patikrinkite stabilumą darbo ciklo metu, o ne tik vienoje patogioje būsenoje.

7. Signalo stiprumo vertinimas kaip tikslumo įrodymas

Naudojamas signalas yra būtinas, tačiau tai nėra visiškas tikslumo testas. Vamzdžio duomenys, srauto profilis ir konfigūracija vis dar svarbūs. FlowTultragarsinio srauto matuoklio įrengimo{0}}efektų vadovasyra naudinga, kai matuoklis rodo pastovų rodmenį, bet rezultatas vis tiek atrodo abejotinas.

Kaip išsirinkti ultragarsinį srauto matuoklį

Pradėkite nuo programos duomenų, o ne modelio numerio. Prieš prašydami rekomendacijos, paruoškite šią informaciją:

• Skysčio pavadinimas ir ar jame yra kietų dalelių, burbuliukų ar kelių fazių.
• Vamzdžio medžiaga, išorinis skersmuo, sienelės storis ir įdėklo detalės.
• Darbinė ir maksimali temperatūra.
• Numatomas minimalus, normalus ir didžiausias srautas arba greitis.
• Ar vamzdis lieka pilnas.
• Galimas tiesus vamzdis prieš srovę ir pasroviui.
• Reikalingas tikslumas arba matavimo paskirtis: indikacija, valdymas, energijos stebėjimas, patikra arba sąskaitų išrašymas.
• Reikalingi išėjimai, pvz., 4–20 mA, impulsinis, RS485/Modbus arba duomenų registravimas.
• Nesvarbu, ar matavimas yra laikinas, nešiojamas ar nuolatinis.

Šis patikrinimo veiksmas užkerta kelią įprastai pirkimo problemai: dviejų metrų palyginimas pagal antraštės tikslumą, neatsižvelgiant į tai, ar kuris nors iš jų tinka vamzdžiui. FlowTpriveržkite{0}}ultragarsinio srauto matuoklio pasirinkimo vadovąpateikiamas išsamesnis išankstinės citatos{0}}kontrolinis sąrašas.

Maži vamzdžiai ir mažo srauto{0}}sistemos nusipelno atskiros peržiūros, nes mažėjant vamzdžio dydžiui, greitis, jutiklio geometrija ir įrengimo tolerancija gali tapti vis svarbesnė. Tuose projektuose palyginkite tikrąjį vamzdžių diapazoną ir mažo{2}}greičio specifikacijas, o ne manykite, kad bendros paskirties-priekabė-prie skaitiklio veiks taip pat. Amažas{0}}vamzdžio gnybtas-ant ultragarsinio srauto matuoklioyra tinkamesnė gaminio klasė, kai taikymas yra konkrečiai apribotas vamzdžio skersmens.

Kada ultragarsinis srauto matuoklis nėra geriausias pasirinkimas?

Ultragarsinis matavimas nėra universalus. Persvarstykite standartinį tranzito laiko matuoklį, kai vamzdis yra iš dalies užpildytas, vamzdžio sienelės arba įdėklo konstrukcija nežinoma, didelis mastelis arba korozija neleidžia užtikrinti stabilaus akustinio kelio, skystyje yra pakankamai burbuliukų arba kietųjų dalelių, kad būtų nutrauktas tranzito laiko matavimas, arba negalima įrodyti reikiamo neapibrėžtumo turimomis įrengimo sąlygomis.

Kitas principas taip pat gali būti praktiškesnis. Laidūs skysčiai gali teikti pirmenybę elektromagnetiniams skaitikliams, reiklūs masės matavimai gali būti naudingi Coriolis, o nešvarūs skysčiai su naudingais akustiniais reflektoriais gali būti palankesni Dopleriui. Pasirinkite matavimo principą proceso metu, o ne atvirkščiai.

Kalibravimas, patikra ir standartai

Kalibravimas ir lauko patikrinimas yra susiję, bet skirtingi tikslai. Kalibruojant matuoklis lyginamas su atsekamu atskaitos tašku nustatytomis sąlygomis. Lauko patikra gali palyginti sumontuotą skaitiklį su nešiojamu etalonu, patikrinti nulio veikimą, peržiūrėti signalo diagnostiką arba patvirtinti, kad proceso sumos sutampa su kitu patikimu matavimu. Sausas elektroninis patikrinimas gali patikrinti siųstuvo veikimą, bet neįrodo, kad akustinis kelias arba lauko įrengimas yra teisingas.

FlowTsrauto matuoklio kalibravimo procedūraišsamiau paaiškinamas kalibravimas šlapiu būdu, pagrindinis{0}}skaitiklio palyginimas, lauko kalibravimas ir elektroninis tikrinimas.

Tranzito laiko sistemoms prispausti{0}}ISO 24062:2023yra ypač aktualus, nes jame aptariamos skysčiams ir dujoms skirtų ne{0}}intruzinių ultragarsinių tranzito{1}}laiko matuoklių veikimas, kalibravimas, išvesties charakteristikos ir įrengimo sąlygos.ASME MFC-5.1apima skysčio srauto uždaruose kanaluose matavimą naudojant tranzito laiko ultragarsinius srauto matuoklius.

Iliustratyvus trikčių šalinimo scenarijus

Apsvarstykite galimybę prispausti{0}}skaitiklį iškart po alkūnės. Signalo stiprumas atrodo priimtinas, tačiau skaitymas nestabilus. Prieš keisdami skaitiklį, patvirtinkite vamzdžio duomenis, keitiklio atstumą ir jungtį, patikrinkite, ar vamzdis pilnas, tada, jei įmanoma, perkelkite jutiklius į tiesesnę dalį. Jei rodmenys stabilizuojasi, greičiausiai pradinė problema buvo-susijusi su diegimu, o ne su prietaiso gedimu.

Dažnai užduodami klausimai

Ar ultragarsinis srauto matuoklis gali matuoti nenupjaunant vamzdžio?

Taip, jei tai yra dizaino{0}}spaustukas. Keitikliai montuojami ant vamzdžio išorės, todėl proceso prasiskverbimas paprastai nėra būtinas. Inline ir įterpiami ultragarsiniai skaitikliai naudoja skirtingus montavimo būdus.

Koks skystis geriausiai tinka gabenimo{0}}laiko ultragarsiniam srauto matuokliui?

Įprastas atskaitos taškas yra švarūs arba pakankamai homogeniški skysčiai visiškai užpildytuose vamzdžiuose. Per didelis skendinčių kietųjų dalelių kiekis, dujų burbuliukai, didelės nuosėdos arba sudėtingi vamzdžių apmušalai gali sumažinti signalo kokybę arba matavimo stabilumą.

Kiek tiesių vamzdžių reikia ultragarsiniam srauto matuokliui?

Nėra universalaus tiesioginio{0}}bėgimo reikalavimo, kuris būtų taikomas kiekvienam matuokliui ir kiekvienam trikdžiui. Alkūnės, vožtuvai, siurbliai ir reduktoriai skirtingai veikia srautą. Laikykitės konkretaus gamintojo montavimo reikalavimų, taikomų skaitiklio ir prieš srovei skirtų vamzdynų konfigūracijai.

Ar ultragarsinis srauto matuoklis gali matuoti labai mažą srautą?

Galima, jei skaitiklis, vamzdžio dydis ir instaliacija yra suprojektuoti taip, kad būtų reikalingas mažas greitis. Kai greitis mažėja, nulinis stabilumas ir laiko skiriamoji geba tampa svarbesni, todėl peržiūrėkite mažiausią nurodytą greitį ir tikslumo išraišką, o ne pasikliaukite tik vardiniu vamzdžio diapazonu.

Kaip dažnai reikia kalibruoti ultragarsinį srauto matuoklį?

Kiekvienai programai nėra vieno intervalo. Tvarkaraštis turėtų atspindėti proceso kritiškumą, reguliavimo ar kokybės sistemos reikalavimus, istorinį poslinkį, įrengimo sąlygas ir neapibrėžtį, reikalingą atliekant matavimą. Kritinėms sąskaitų išrašymo ar atitikties programoms paprastai reikalingas tvirtesnis tikrinimo planas nei įprastai proceso indikacijai.

Kokią informaciją turėčiau atsiųsti prieš pateikdamas ultragarsinio srauto matuoklio kainos pasiūlymą?

Siųskite skystį, vamzdžio medžiagą, išorinį skersmenį, sienelės storį, įdėklo informaciją, temperatūrą, mažiausią ir didžiausią srautą, ar vamzdis lieka pilnas, galimą tiesioginį srautą, reikiamą našumą ir matavimo tikslą. Ši informacija leidžia tiekėjui įvertinti tinkamumą naudoti, o ne rekomenduoti modelį tik pagal vamzdžio dydį.

Final Takeaway

Ultragarsinis srauto matavimas geriausiai veikia, kai technologija atitinka tikrąjį procesą. Pirmiausia patikrinkite skysčio būklę, vamzdžio konstrukciją, greičio diapazoną, montavimo vietą ir reikalingą neapibrėžtį; tada pasirinkite matavimo principą ir įrengimo architektūrą. Tai patikimiau, nei pasirinkti skaitiklį vien tik pagal antraštės tikslumą.