Pomembno vprašanje za inženirja ali kupca ni le, ali ultrazvočna meritev deluje. Od tega je odvisno, ali bo deloval na določeni cevi, tekočini, območju hitrosti in namestitveni točki. Čiste polne cevi pogosto ustrezajo merjenju-tranzitnega časa; tekočine z suspendiranimi trdnimi snovmi ali mehurčki so morda boljši kandidati za Doppler. Dimenzije cevi, stanje obloge, namestitev pretvornika, motnje-profila pretoka in nizka hitrost lahko vplivajo na rezultat vgradnje.
Ultrazvočni merilnik pretoka na prvi pogled
- Glavne metode merjenja:tranzitni-čas in Doppler.
- Glavni slogi namestitve:vpenjanje, vstavljanje in vstavljanje.
- Velika prednost naknadne vgradnje:objemka-na pretvornikih lahko meri brez prediranja procesne cevi.
- Najboljši začetni pogoji za-tranzitni čas:polna cev s stabilno akustično potjo in relativno čisto tekočino.
- Prednost pri izbiri:potrdite tekočino, konstrukcijo cevi, razpon hitrosti, ravno-pogoje in merilni cilj, preden izberete model.
Kaj je ultrazvočni merilnik pretoka?
Ultrazvočni merilnik pretoka je instrument-temelji na hitrosti, ki uporablja zvočne signale za določanje hitrosti tekočine in nato to hitrost pretvori v volumetrični pretok. Ker v principu merjenja ni mehanskega rotorja, se ultrazvočni merilniki izognejo obrabi, povezani z gibljivimi deli, in lahko merijo brez dodajanja pomembne ovire na pot pretoka.
Vsak ultrazvočni merilnik ni-moteč. Inline in vstavljive izvedbe postavljajo del merilnega sistema v ali skozi cev, medtem ko asponka-na ultrazvočnem merilniku pretokaohranja senzorje zunaj. Ta razlika je pomembna, ko je čas zaustavitve, tveganje uhajanja ali kontaminacija procesa del odločitve.
Kako deluje ultrazvočni merilnik pretoka-časa?
Merjenje tranzitnega-časa običajno uporablja dva pretvornika, nameščena tako, da ultrazvočna pot prečka tekočo tekočino. Impulz, poslan navzdol, prispe nekoliko prej kot impulz, poslan navzgor. Elektronika izmeri to majhno časovno razliko in uporabi akustično pot, geometrijo cevi in pogoje tekočine za izračun povprečne hitrosti pretoka.
Zanesljiva meritev je odvisna od več kot od zaznavanja signala. Merilnik potrebuje pravilne dimenzije cevi in podatke o oblogah, pretvorniki pa morajo biti pravilno razporejeni in poravnani. Akustična pot mora tudi dovolj natančno predstavljati povprečno hitrost cevi za zahtevano merilno negotovost.
Za globljo razlago razmerja-časa-leta, geometrije pretvornika in logike izračuna glejte FlowTNačelo ultrazvočnega merilnika pretoka-tranzitnega časa.
Tranzitni-čas v primerjavi z Dopplerjem: katera ultrazvočna tehnologija ustreza tekočini?
| Pogoj | Tranzitni-čas | Doppler |
|---|---|---|
| Čista voda ali homogena tekočina | Običajno močan kandidat | Morda manjka dovolj odsevnikov |
| Odpadne vode s suspendiranimi snovmi | Odvisno od trdnih snovi in prezračevanja | Pogosto vredno ocenjevanja |
| Tekočina s številnimi mehurčki | Pot signala lahko postane nestabilna | Lahko deluje, če so odsevi uporabni |
| Delno popolnoma zaprta cev | Običajno ni primeren, razen če je merilnik posebej zasnovan za te pogoje | Običajno zahteva drugačen pristop merjenja |
Tranzitnega-časa in Dopplerja ne smete obravnavati kot zamenljivi različici istega merilnika. Tranzitni-čas potrebuje uporabno akustično pot skozi tekočino. Dopplerjevo merjenje je odvisno od odbojev gibajočih se delcev ali plinskih mehurčkov. Primerjava FlowT zultrazvočni merilniki-tranzitnega časa in Dopplerjev pretokpojasnjuje razlikovanje, medtem koZahteve za aplikacijo Dopplerjaso bolj uporabni, ko je tekočina umazana, prezračena ali podobna-gnožči.
Vpet-, vgrajen ali prenosen?
Nato izberite arhitekturo namestitve. Clamp{1}}sistemi so primerni za številne naknadne vgradnje, ker pretvorniki ostanejo zunaj procesa. Inline sistemi zagotavljajo nadzorovano telo števca, vendar zahtevajo spremembo cevi, medtem ko sistemi za vstavljanje dodajo procesno povezavo.
Odločitev ni preprosto "pripenjanje-je lažje, vgrajeno je natančnejše." Delovanje je odvisno od zasnove merilnika, kalibracije, podatkov o cevi, stanja tekočine in kakovosti namestitve. Theprimerjava-on v primerjavi z vgrajenim ultrazvočnim merilnikom pretokaje uporaben, ko je treba udobje naknadne vgradnje uravnotežiti z zahtevami po meritvah.
Prenosni instrumenti so primerni za raziskave pretoka, preverjanja črpalk, energetske preglede in navzkrižno-preverjanje drugih merilnikov; fiksni instrumenti ustrezajo neprekinjenemu spremljanju. FlowT-jinavodila za uporabo prenosnega ultrazvočnega merilnika pretokapokriva potek dela na terenu, medtem kopaleto izdelkov prenosnega ultrazvočnega merilnika pretokaje pomembno, ko se mora en instrument premikati med več cevmi.
Kako natančen je ultrazvočni merilnik pretoka v resnični namestitvi?
Tukaj morajo kupci ločiti tri ideje: objavljeno natančnost merilnika, negotovost rezultata kalibracije in negotovost nameščene meritve. Niso iste številke.
Proizvajalec lahko določi natančnost pod določenimi pogoji. Med delovanjem negotovost dodajajo nepravilne dimenzije cevi, negotovost obloge, razmik pretvornika, sklopka, temperatura, nizka hitrost in popačenje profila-pretoka. Merilnik lahko torej izpolnjuje svoje laboratorijske specifikacije, medtem ko nameščeni sistem deluje slabše.
NIST razlikuje pri kalibraciji pretoka: ponovljivost merilnika prispeva k negotovosti kalibracije, pri uporabi merilnika v sistemu stranke pa je treba upoštevati nadaljnje negotovosti. ThePublikacija NIST o kalibraciji pretoka tekočinepojasnjuje to načelo.
Nizek pretok si zasluži posebno pozornost. Ko se hitrost zmanjša, postane-časovna razlika v tranzitu manjša, zato so ničelna stabilnost, časovna ločljivost in kakovost namestitve pomembnejši. Preverite dejanski razpon hitrosti in ali je natančnost navedena kot odstotek odčitka, odstotek celotne skale ali kombinirana specifikacija.
Podrobna razprava FlowT onatančnost ultrazvočnega merilnika pretoka in korekcija pretoka-gre še dlje v profil hitrosti, Reynoldsovo število, hrapavost cevi in temperaturne učinke.
Sedem dejavnikov namestitve, ki lahko spremenijo branje
1. Nepravilne dimenzije cevi
Ne domnevajte, da je nazivna velikost cevi dovolj. Zunanji premer, debelina stene in debelina obloge vplivajo na akustično pot in izračunano površino, starejše risbe pa se morda ne ujemajo s cevjo v uporabi.
2. Cev, ki ni povsem polna
Običajno merjenje prehodnega časa po -cevi- po zaprti predvideva celotno akustično pot skozi tekočino in znano območje notranjega pretoka. Plinski žepi ali delno polnjenje lahko zmotijo obe predpostavki.
3. Slaba poravnava ali sklopitev pretvornika
Pretvorniki potrebujejo dosleden stik s pripravljeno površino cevi. Nepravilna razdalja, slaba pokritost spojne mase ali neporavnanost lahko zmanjšajo kakovost signala in povzročijo napako pri merjenju.
4. Kolena, ventili in črpalke so preblizu merilne točke
Te komponente lahko ustvarijo vrtinčenje ali asimetrični profil hitrosti. Zahteve glede-ravnega teka se razlikujejo glede na meter in motnjo, zato raje uporabite navodila proizvajalca kot eno univerzalno razdaljo.
5. Neznana obloga cevi ali močan kamen
Večplastne cevi, slabo spojene obloge, korozija in kamen lahko oslabijo ali razpršijo signal. Čista cev iz-nerjavnega jekla je lahko enostavna, medtem ko je za staro obloženo cev potrebno preverjanje.
6. Pogoji tekočine, ki se spreminjajo s procesom
Med zagonom je lahko tekočina čista, med menjavo črpalke ali zagonom pa postane prezračena. Preverite stabilnost med delovnim ciklom, ne samo v enem primernem stanju.
7. Obravnavanje moči signala kot dokaz točnosti
Potreben je uporaben signal, vendar to ni popoln preizkus točnosti. Podatki o cevi, profil pretoka in konfiguracija so še vedno pomembni. FlowT-jivodnik za namestitev ultrazvočnega merilnika pretoka-je uporabno, ko merilnik odčita enakomerno, vendar je rezultat še vedno vprašljiv.
Kako izbrati ultrazvočni merilnik pretoka
Začnite s podatki o aplikaciji, ne s številko modela. Preden zahtevate priporočilo, pripravite naslednje podatke:
- Ime tekočine in ali vsebuje trdne snovi, mehurčke ali več faz.
- Material cevi, zunanji premer, debelina stene in podrobnosti obloge.
- Delovna in najvišja temperatura.
- Pričakovani najmanjši, normalni in največji pretok ali hitrost.
- Ali cev ostane polna.
- Na voljo gorvodna in dolvodna ravna cev.
- Zahtevana točnost ali namen merjenja: indikacija, nadzor, spremljanje energije, preverjanje ali obračun.
- Zahtevani izhodi, kot so 4–20 mA, impulz, RS485/Modbus ali beleženje podatkov.
- Ne glede na to, ali je meritev začasna, prenosna ali trajna.
Ta korak preverjanja preprečuje običajno težavo pri nabavi: primerjava dveh merilnikov z naslovno natančnostjo, pri čemer se ne upošteva, ali kateri koli ustreza cevi. FlowT-jisponka-na vodniku za izbiro ultrazvočnega merilnika pretokaponuja podrobnejši kontrolni seznam pred-ponudbami.
Majhne cevi in sistemi z-nizkim pretokom si zaslužijo ločen pregled, ker lahko postanejo hitrost, geometrija senzorja in toleranca vgradnje bolj kritični, ko se velikost cevi zmanjša. Pri teh projektih primerjajte dejanski razpon cevi in specifikacijo nizke-hitrosti, namesto da predvidevate, da bo splošna{3}}objemka-na merilniku delovala enako. Amajhna-cevna objemka-na ultrazvočnem merilniku pretokaje ustreznejši razred izdelkov, kadar je uporaba posebej omejena s premerom cevi.
Kdaj ultrazvočni merilnik pretoka ni najboljša izbira?
Ultrazvočne meritve niso univerzalne. Ponovno razmislite o standardni objemki-na-merilniku{2}}časa prehoda, ko je cev delno napolnjena, konstrukcija stene cevi ali obloge ni znana, močan kamen ali korozija preprečuje stabilno akustično pot, tekočina vsebuje dovolj mehurčkov ali trdnih delcev, da prekinejo merjenje-časa prehoda, ali zahtevane negotovosti ni mogoče dokazati v razpoložljivih pogojih namestitve.
Drugo načelo je lahko tudi bolj praktično. Prevodne tekočine lahko dajejo prednost elektromagnetnim merilnikom, zahtevne meritve mase lahko dajejo prednost Coriolisu, umazane tekočine z uporabnimi akustičnimi reflektorji pa lahko dajejo prednost Dopplerju. Izberite merilno načelo okoli procesa in ne obratno.
Umerjanje, preverjanje in standardi
Umerjanje in preverjanje na terenu služita sorodnim, vendar različnim namenom. Kalibracija primerja merilnik s sledljivo referenco pod določenimi pogoji. Preverjanje na terenu lahko primerja nameščeni števec s prenosno referenco, preveri delovanje ničle, pregleda diagnostiko signala ali potrdi, da se vsote procesa ujemajo z drugo verodostojno meritvijo. Suho elektronsko preverjanje lahko preveri obnašanje oddajnika, vendar ne dokaže, da je akustična pot ali namestitev na terenu pravilna.
FlowT-jipostopek kalibracije merilnika pretokapodrobneje pojasnjuje mokro umerjanje, primerjavo-glavnega merilnika, terensko umerjanje in elektronsko preverjanje.
Za sisteme-objemke-tranzitnega časa,ISO 24062:2023je še posebej pomemben, ker obravnava zmogljivost, kalibracijo, izhodne značilnosti in pogoje namestitve za ne-vsiljive ultrazvočne-merilnike časa, ki se uporabljajo za tekočine in pline.ASME MFC-5.1zajema merjenje pretoka tekočine v zaprtih ceveh z uporabo-ultrazvočnih merilnikov pretoka.
Ilustrativni scenarij odpravljanja težav
Razmislite o objemki-na merilniku takoj za komolcem. Moč signala je videti sprejemljiva, vendar je odčitek nestabilen. Preden zamenjate merilnik, potrdite podatke o cevi, razmik pretvornika in sklopko, preverite, ali je cev polna, nato premaknite senzorje na bolj raven odsek, če je to mogoče. Če se odčitek stabilizira, je bila prvotna težava verjetno-povezana z namestitvijo in ne z okvaro instrumenta.
Pogosto zastavljena vprašanja
Ali lahko ultrazvočni merilnik pretoka meri brez rezanja cevi?
Da, če gre za -objemko oblikovanja. Pretvorniki so nameščeni na zunanjosti cevi, tako da procesna penetracija običajno ni potrebna. Inline in insercijski ultrazvočni merilniki uporabljajo različne načine namestitve.
Katera tekočina je najboljša za-ultrazvočni merilnik pretoka?
Običajno izhodišče so čiste ali razmeroma homogene tekočine v popolnoma polnih ceveh. Prekomerne suspendirane trdne snovi, plinski mehurčki, močan kamen ali zapletene obloge cevi lahko zmanjšajo kakovost signala ali stabilnost meritev.
Koliko ravne cevi potrebuje ultrazvočni merilnik pretoka?
Ni univerzalne zahteve po ravnem-teku, ki bi veljala za vsak meter in vsako motnjo. Kolena, ventili, črpalke in reduktorji različno vplivajo na pretok. Upoštevajte posebne zahteve proizvajalca glede namestitve števca in konfiguracije cevi navzgor.
Ali lahko ultrazvočni merilnik pretoka meri zelo nizek pretok?
Lahko, če so merilnik, velikost cevi in namestitev zasnovani za zahtevano nizko hitrost. Ko hitrost pada, postaneta ničelna stabilnost in časovna ločljivost pomembnejši, zato raje preglejte minimalno podano hitrost in izraz natančnosti, kot da se zanašate le na nazivni razpon cevi.
Kako pogosto je treba kalibrirati ultrazvočni merilnik pretoka?
Za vsako aplikacijo ni enotnega intervala. Razpored mora odražati kritičnost procesa, regulativne ali kakovostne-sistemske zahteve, zgodovinski premik, pogoje namestitve in negotovost, potrebno zaradi meritev. Kritične aplikacije za obračunavanje ali skladnost na splošno zahtevajo močnejši načrt preverjanja kot rutinska indikacija procesa.
Katere informacije naj pošljem, preden zahtevam ponudbo za ultrazvočni merilnik pretoka?
Pošljite tekočino, material cevi, zunanji premer, debelino stene, informacije o liniji, temperaturi, najmanjšem in največjem pretoku, ali cev ostane polna, razpoložljivo naravnost, zahtevano moč in namen meritve. Te informacije dobavitelju omogočajo, da oceni primernost uporabe, namesto da priporoči model samo na podlagi velikosti cevi.
Končni odvzem
Ultrazvočno merjenje pretoka deluje najbolje, če tehnologija ustreza dejanskemu procesu. Najprej preverite stanje tekočine, konstrukcijo cevi, območje hitrosti, točko namestitve in zahtevano negotovost; nato izberite princip merjenja in arhitekturo namestitve. To je bolj zanesljivo kot izbira števca samo na podlagi natančnosti naslova.
