Kaj je multipath ultrazvočni merilnik pretoka?
Večpotjeultrazvočni merilnik pretokaje visoko{0}}natančen instrument, ki meri pretok tekočine z uporabo principa širjenja zvočnih valov. V primerjavi z-enopotnimi merilniki pretoka večpotne zasnove izboljšajo natančnost merjenja in odzivno hitrost z uporabo več akustičnih poti. Thekonstrukcijsko načrtovanjemerilne cevi je ključni dejavnik pri zagotavljanju delovanja merilnika pretoka.
Strukturna zasnova večpotnih ultrazvočnih merilnikov pretoka
Pri načrtovanju merilne cevi večpotnega ultrazvočnega merilnika pretoka je treba najprej upoštevati naslednja tri osnovna načela:
Enakomernost toka
Zasnova cevi mora zagotavljati enakomeren pretok tekočine in se izogibati merilnim napakam, ki jih povzročajo lokalne turbulence ali ne-enakomernost pretoka.
Značilnosti širjenja zvočnih valov
Zasnova cevi mora zagotavljati enakomerno širjenje akustičnih valov po vsej cevi in zmanjšati slabljenje ali motnje, ki jih povzročajo stene cevi, lastnosti tekočine ali drugi dejavniki, ki vplivajo na širjenje zvoka.
Razporeditev senzorjev
Položaji in postavitev akustičnih oddajnikov in sprejemnikov morajo biti razumno urejeni, da se zagotovijo točni merilni podatki.
Omeniti velja, da geometrijska oblika in dimenzije cevi neposredno vplivajo na širjenje zvočnih valov. Izbira premera cevi mora temeljiti na nazivnem tlaku, konstrukcijskem tlaku medija, temperaturi medija, območju pretoka in optimalnem območju delovanja merilnika pretoka. Večji premer cevi lahko zmanjša motnje v pretoku tekočine, lahko pa povzroči večjo akustično slabitev. Na splošno je treba premer cevi razumno izbrati glede na pretok tekočine in hitrost.
Obvestilo
Dolžina cevi pomembno vpliva na enakomernost pretoka. Na splošno mora biti dolžina cevi dovolj dolga, da omogoči, da se tekočina razvije v popolnoma stabiliziran tok, kar zmanjša vpliv motenj na vstopu in izstopu na merjenje.
Mere večpotnega ultrazvočnega merilnika pretoka
Dimenzijske zahteve vključujejo nazivni premer DN (mm), dolžino L (mm), višino H (mm), širino D (mm), notranji premer prehoda toka φd (mm) in premer luknje za vijake φn. Merilnik pretoka uporablja prirobnične priključke, dimenzije prirobnic pa so v skladu z GB/T 9124.1-2019 Prirobnice za jeklene cevi, 1. del: serija PN.
Načelo delovanja tega ultrazvočnega merilnika pretoka vključuje tehnologijo za-proti{0}}hrupne zasnove in je opremljen z vgrajenim-trostopenjskim-ploščastim-urejevalnikom pretoka ali drugimi strukturno vgrajenimi-urejevalniki pretoka. Zahtevane dolžine ravnih cevi pred in navzdol ultrazvočnega merilnika pretoka morajo izpolnjevati zahteve, prikazane na slikah.
Zahteve za dolžino ravne cevi
Pri enosmernem ultrazvočnem merilniku pretoka plina (z vgrajenim -urejevalnikom pretoka) mora biti vzdolž smeri toka dolžina ravne cevi navzgor večja ali enaka 5D, dolžina ravne cevi na nižji stopnji pa večja ali enaka 3D.
Pri enosmernem ultrazvočnem merilniku pretoka plina (brez vgrajenega-pripravljalnika pretoka) mora biti vzdolž smeri toka dolžina ravne cevi navzgor večja ali enaka 10D, dolžina ravne cevi navzdol pa večja ali enaka 5D.
Za advosmerni ultrazvočni merilnik pretoka(dvosmerni tip brez vgrajenega-pripravljalnika toka), vzdolž smeri toka mora biti priporočena dolžina ravne cevi navzgor večja ali enaka 10D, dolžina ravne cevi na nižji tok pa večja ali enaka 10D.
Za dvosmerni ultrazvočni merilnik pretoka (dvosmerni tip z vgrajenim -urejevalnikom pretoka) mora biti vzdolž smeri pretoka priporočena dolžina ravne cevi navzgor večja ali enaka 5D, dolžina ravne cevi navzdol pa večja ali enaka 5D.
Poleg upoštevanja zunanjih strukturnih dimenzij je izbira materialov merilne cevi pomembna tudi za širjenje akustičnega valovanja in pretok tekočine. Materiali za cevi morajo imeti nizke lastnosti absorpcije zvoka, da zmanjšajo slabljenje signala, ki ga povzroča absorpcija materiala med širjenjem valov. Običajni materiali vključujejo nerjaveče jeklo, posebne plastike in kompozitne materiale. Izbira materiala mora biti združljiva s tekočim medijem, da preprečite korozijo ali kemične reakcije med dolgotrajnim-delovanjem. Za zelo korozivne tekočine se običajno izbere nerjavno jeklo ali-korozijsko odporne zlitine. Pri izbiri materialov je treba upoštevati tudi okoljske dejavnike, kot so temperatura, vlažnost, visok in nizek tlak.
Multipath aplikacij ultrazvočnega merilnika pretoka
Večpotni ultrazvočni merilnik pretoka plina je v glavnem sestavljen iz ultrazvočnih senzorjev za oddajanje in sprejemanje zvočnih signalov, simetričnih, križanih ali obročastih konfiguracij zvočnih poti, cevnih adapterjev, ki pritrdijo ultrazvočne senzorje na cev, in enote za obdelavo signalov, odgovorne za obdelavo zvočnih signalov, prejetih s senzorjev. Enota za obdelavo signalov vključuje ojačevalnike, filtre, analogne-v-digitalne pretvornike in druge komponente, ki pretvorijo analogne signale v digitalne signale in izračunajo hitrost pretoka.
Metoda postavitve cevi z ultrazvočnim pretvornikom
Obstaja veliko načinov za razporeditev akustičnih poti ultrazvočnega cevnega merilnika pretoka v merilni cevi, predvsem vključno z vzporedno razporeditvijo, vzporedno/križno razporeditvijo, navzkrižno razporeditvijo in mrežno razporeditvijo, kot je prikazano na sliki.
Vzporedna razporeditev lahko v celoti odraža porazdelitev hitrosti v cevi. Križna razporeditev lahko zmanjša sistemske napake s primerjavo hitrosti pretoka, izmerjenih z dvema prekrižanima akustičnima potema. Zato se ti dve ureditvi pogosto uporabljata v praksi. Mrežna ureditev poveča razdaljo širjenja zvoka skozi odboje in lahko v celoti odraža porazdelitev hitrosti v cevi; vendar je slabljenje signala izjemno močno, zato se večinoma uporablja v laboratorijskih eksperimentalnih raziskavah. Trenutno se mednarodno najpogosteje uporabljata vzporedna in navzkrižna ureditev.
Ne glede na izbrano ureditev je končni cilj izboljšanje delovanja merilnika pretoka. Položaji akustičnih poti in utežni koeficienti vsake poti neposredno vplivajo na natančnost merjenja pretoka tekočine v cevi. Številni raziskovalci so izvedli študije in predlagali vrsto metod združevanja podatkov, kot so algoritmi nevronskih mrež in genetski algoritmi, da bi raziskali optimalne postavitve akustične poti in porazdelitev teže. Vendar te nove metode večinoma ostajajo na stopnji teoretičnega raziskovanja. Trenutno pogosto uporabljene sheme postavitve akustične poti vključujejo sheme Gaussian–Legendre, Chebyshev, Tailored in OWICS. V vsaki shemi so relativni položaji akustičnih poti in njihovi utežni koeficienti fiksni in jih je mogoče pridobiti iz iskalnih tabel. Te sheme postavitve so pokazale dobro zmogljivost pri večpotnem merjenju pretoka plina.
Sorodni članki
Začnite svoje bralno potovanje zdaj!
