Vsaka prednost ne velja za vsak ultrazvočni merilnik. Največje prednosti naknadne vgradnje pripadajosponke-na ultrazvočnih merilnikih pretoka, kjer se pretvorniki nahajajo zunaj cevi. Kakovost meritev je še vedno odvisna od stanja tekočine, konstrukcije cevi, profila hitrosti, postavitve senzorja in delovnega območja. Koristno vprašanje torej ni le, kakšne so prednosti, ampak kdaj dejansko veljajo.
Kako se ultrazvočno merjenje pretoka razlikuje od mehanskega merjenja pretoka
Anultrazvočni merilnik pretokauporablja akustične signale za določanje hitrosti tekočine, namesto da bi se zanašal na vrtečo se turbino, zobnik ali drug mehanski element v pretočnem toku. V aultrazvočni merilnik pretoka-tranzitnega časa, dva pretvornika pošiljata signale v smeri toka in v nasprotni smeri. Majhna razlika med potovalnimi časi navzgor in navzdol se uporablja za izračun hitrosti in nato volumetričnega pretoka.
Dopplerjev merilnik deluje drugače. Odvisni so od odbitega ultrazvoka od mehurčkov ali suspendiranih delcev. Ta razlika je pomembna, ker čista tekočina, ki ustreza meritvam-tranzitnega časa, morda ne zagotavlja odsevne vsebine, ki jo zahteva Dopplerjev merilnik, medtem ko lahko tekočina z močno zračnostjo ali trdnimi delci oslabi signal-časa tranzita. Bolj podrobnoPrimerjava tranzitnega-časa v primerjavi z Dopplerjemuporabna pred izbiro merilnega principa.
Ultrazvočni-metrski merilniki s pripenjanjem in vgrajeni niso enaki
"Ultrazvok" opisuje merilno tehnologijo in ne metode namestitve. Inline ultrazvočni merilnik postane del cevovoda. Objemka-na merilniku namesti senzorje na zunanjo stran obstoječe cevi. To razlikovanje preprečuje pogosto napako: trditev, da je vsak ultrazvočni merilnik mogoče namestiti brez rezanja cevi ali stika s procesno tekočino.
Za naknadno opremljanje sistem-na sponkah zagotavlja najbolj jasno prednost namestitve. Siemens navaja namestitev brez zaustavitve proizvodnje ali rezanja cevi, brez stika z medijem, brez premikajočih se delov in brez meritve{2}}povezanega padca tlaka med prednostmi njegovegaSITRANS FS220 sponka-na sistemu.
1. Ne-invazivna namestitev se lahko izogne spreminjanju cevi
V delujočem obratu lahko dodajanje vgrajenega merilnika vključuje veliko več kot samo ceno instrumenta. Cev bo morda treba izolirati, izprazniti, prerezati, zvariti ali prirobiti, tla-testirati in vrniti v obratovanje. Na kritičnem pripomočku ali proizvodni liniji je usklajevanje tega dela lahko težje kot izbira samega merilnika.
A ne{0}}intruzivni ultrazvočni merilnik pretokapreprečuje odpiranje cevi, ker senzorji merijo skozi steno cevi. To je še posebej uporabno za obstoječo ohlajeno-vodo, hladilno-vodo, obdelano-vodo in industrijske napeljave, kjer je zaustavitev neprijetna ali je potrebno začasno preverjanje pretoka.
Ne{0}}invazivno ne pomeni, da je namestitev priložnostna. Površina cevi, razmik senzorjev, sklopka, podatki o cevi in položaj vgradnje še vedno vplivajo na akustično pot. Prednost je, da je te naloge pogosto mogoče dokončati brez ustvarjanja novega prodora v proces.
2. Objemka-pri meritvi ne ovira pretočne poti
Nekatere pretočne tehnologije v proces uvedejo omejitev ali gibljiv element. Objemka-na ultrazvočnem merilniku ne postavi ničesar v cev, zato sama merilna točka ne ustvarja dodatne ovire ali izgube tlaka,-povezane z merjenjem.
To je lahko pomembno pri velikih vodnih omrežjih, zankah HVAC, hladilnih krogih in sistemih črpalk, kjer nepotrebna izguba tlaka sčasoma postane strošek energije. Natančneje je reči, da merjenje s sponkami-ne dodaja izgube tlaka, kot če rečemo, da ima cevni sistem "ničelno izgubo tlaka", ker cev, ventili, priključki in procesna oprema še vedno ustvarjajo lastne hidravlične izgube.
3. Brez gibljivih delov zmanjša mehansko obrabo in rutinsko servisiranje
Ultrazvočna meritev ni odvisna od ležajev, rotorjev ali zobnikov za pretvorbo gibanja tekočine v odčitek. To odstrani več mehanizmov obrabe, ki jih najdemo v mehanskih števcih, in odpravi tveganje, da bi se vrteči merilni element upočasnil zaradi obrabe ali kontaminacije.
Pri zunanjih senzorjih obstaja še ena praktična prednost: pretvorniki niso nenehno izpostavljeni procesni tekočini. To lahko zmanjša zahteve po čiščenju v aplikacijah, kjer bi zmočeno tipalo sicer videlo jedke ali onesnažene medije.
Malo vzdrževanja ne pomeni,-da ni vzdrževanja. Objemka-pri namestitvi še vedno potrebuje preverjanje varnosti namestitve, kablov, stanja spojnice, kjer je primerno, konfiguracije in verodostojnosti meritev. Kadar je pomembno meroslovno zaupanje, je verifikacija ozkalibracija merilnika pretokamora biti del merilnega načrta. NISTstoritve kalibracije pretoka tekočinepokažite, zakaj sta sledljivost in negotovost pomembnejši od številke naslovne natančnosti.
4. Ultrazvočne meritve niso omejene z električno prevodnostjo
Ultrazvočni merilnik izpelje hitrost iz akustičnega obnašanja in ne iz električne prevodnosti. Zaradi tega so možni kandidati ustrezna olja, ogljikovodiki, deionizirana voda, mešanice glikola in druge neprevodne tekočine, odvisno od merilnika in akustičnih pogojev.
To je pomembna razlika od elektromagnetnega merilnika, ki zahteva prevodno tekočino. Vendar to ni univerzalna-prednost tekočine. Merjenje tranzitnega-časa še vedno potrebuje uporabno akustično pot. Močno prezračevanje, visoka obremenitev s trdnimi snovmi, močno oslabitev ali nepopolno napolnjena cev lahko povzročijo nestabilnost ali nemogoče merjenje.
5. Sponke-na senzorjih so privlačne za obstoječe cevi in cevi-velikega premera
Ko se premer cevi poveča, lahko vgradnja v liniji zahteva večje prirobnice, dele tuljav, dvižno opremo, več dela in daljšo zaustavitev. Zunanji senzorji se izogibajo zamenjavi-odseka cevi s polno izvrtino, zaradi česar je vpenjanje-tehnologije privlačno na velikih obstoječih cevovodih.
Enaka prilagodljivost namestitve podpira različne formate instrumentov. Astenski-ultrazvočni merilnik pretokaustreza stalnemu nadzoru, medtem ko aprenosni ultrazvočni merilnik pretokase lahko premika med točkami za zagon, odpravljanje težav, uravnoteženje ali začasno preverjanje. Merilnik se mora še vedno ujemati z velikostjo cevi, frekvenco senzorja, tekočino, temperaturo in zahtevano zmogljivostjo.
6. Natančnost je lahko visoka, vendar so pogoji namestitve pomembni
Natančnost je pogosto predstavljena kot preprosta specifikacija izdelka. V praksinatančnost ultrazvočnega merilnika pretokaodvisno od instrumenta in nameščenih merilnih pogojev.
Zakaj podatki cevi vplivajo na akustično pot
Objemni-sistem izračuna razmik med senzorji in pot zvoka skozi steno cevi in tekočino. Če so zunanji premer, debelina stene, obloga, material cevi ali lastnosti tekočine vneseni napačno, je lahko izračunana akustična pot napačna. Endress+Hauser ugotavlja, da so premer cevi, debelina stene, material, prevleka in hitrost zvoka tekočine pomembni vhodni podatki za-sisteme s sponkami in da debele obloge dušijo ultrazvočne signale. Njegovoultrazvočno merjenje pretoka tehnični pregledpojasnjuje tudi, zakaj je natančen položaj senzorja pomemben.
Zakaj sta profil pretoka in nizka hitrost pomembna
Merilnik pretvori izmerjeno akustično hitrost v oceno povprečne hitrosti cevi. Kolena, delno odprti ventili, črpalke, reduktorji in druge motnje lahko ustvarijo vrtinčenje ali asimetrični profil hitrosti. Če merilna pot ne predstavlja dobro povprečnega profila, se lahko rezultat pretoka premakne, tudi če elektronika deluje pravilno. Zato sta-vodenje pri ravnem teku in smiselna lokacija senzorja še vedno pomembna; FlowT-jipripnite-na opombe o namestitvi senzorjanavedite dodatne premisleke glede namestitve.
Zelo nizek pretok ustvarja drugačen izziv. Ko hitrost toka upada, postane gorvodno/dolvodno tranzitna-časovna razlika manjša. Ničelni odmik, šum signala in učinki namestitve lahko potem predstavljajo večji delež odčitka. Zato se "visoke natančnosti" nikoli ne sme oceniti brez preverjanja zahtevanega minimalnega pretoka ali hitrosti.
7. Ena platforma lahko podpira trajne, začasne in dvosmerne meritve
Številni ultrazvočni sistemi lahko določijo velikost in smer pretoka na podlagi akustičnega potovanja navzgor in navzdol. To pomaga pri prenosnih linijah, sistemih za shranjevanje, zankastih omrežjih in procesih, ki obračajo tok. Dvosmerna zmožnost in preklop sta-odvisni od modela in ju je treba potrditi.
Ultrazvočna tehnologija ustreza tudi različnim merilnim strategijam. Obrat lahko namesti trajne oddajnike na kritične napeljave, medtem ko uporablja prenosno enoto za preiskavo črpalk, preverjanje uravnoteženja ali primerjavo dvomljivih odčitkov na drugih lokacijah. Ta prilagodljivost lahko zmanjša potrebo po stalnem instrumentiranju vsake diagnostične točke.
Kadar imajo ultrazvočni merilniki pretoka pomembne omejitve
Isti akustični princip, ki ustvarja prednosti, postavlja tudi meje. Merilnik-tranzitnega časa potrebuje dovolj stabilno zvočno pot. Mehurčki razpršijo signal; visoke koncentracije trdnih snovi ga lahko oslabijo; debele ali slabo zlepljene obloge lahko oslabijo prenos; zaradi korozije lahko geometrija cevi postane negotova; in delno napolnjena cev lahko v celoti prekine predvideno merilno pot. Endress+Hauser prav tako opozarja na pomen konstrukcije cevi, stanja obloge, položaja senzorja in akustičnega prenosa pri nameščanju sponk-na sisteme.
Ti pogoji ne izključujejo samodejno ultrazvoka, vendar bi morali sprožiti natančnejši pregled vloge. Odvisno od tekočine je morda bolj primeren Dopplerjev ali elektromagnetni merilnik. Odgovor se spreminja s prevodnostjo, vsebnostjo trdnih delcev, stanjem cevi, natančnostjo, obsegom pretoka in omejitvami namestitve.
Scenarij praktične izbire: Obstoječa hladilna{0}}vodovodna napeljava
Razmislite o obstoječem vodu za-hladilno vodo, ki ga ni mogoče enostavno zapreti. Cev ostane polna, njen material in debelina stene sta znana, voda vsebuje malo vnesenega zraka, na voljo pa je uporaben ravni odsek. Clamp{3}}on transit{4}}merjenje časa je dober kandidat, ker aplikacija ustreza njegovim glavnim prednostim.
Če bi ista linija imela neznano debelo oblogo, močno korozijo, pogosto vnos zraka ali izjemno nizko hitrost, bi bilo potrebno dodatno preverjanje. To je uporaben način za presojo prednosti ultrazvočnega merilnika pretoka: povežite vsako prednost s stanjem, ki to omogoča.
Ultrazvočni proti elektromagnetnim in turbinskim merilnikom pretoka
| Faktor izbire | Objemka-na ultrazvoku | Elektromagnetno | Turbina |
|---|---|---|---|
| Obstoječa cev brez rezanja | Močno prileganje | Ponavadi zahteva vgrajeno namestitev | Ponavadi zahteva vgrajeno namestitev |
| Premični merilni deli | št | št | ja |
| Ne{0}}prevodne tekočine | Pogosto možno | št | Pogosto možno |
| Tekočine z veliko trdnih snovi | Odvisno-od aplikacije | Pogosto primeren, če je prevoden | Pogosto manj primeren |
| Začasna terenska meritev | Močna prednost s prenosnimi enotami | Omejeno | Omejeno |
Anelektromagnetni merilnikje pogosto močna možnost za prevodno vodo in odpadno vodo, vključno z aplikacijami, kjer trdne snovi otežijo-tranzitni ultrazvok. Aturbinski merilnik pretokalahko ostane praktičen za čiste tekočine, kjer je vgrajeni mehanski merilnik sprejemljiv. Nobena od teh tehnologij ni univerzalno boljša; koristna primerjava temelji na postopku in pogojih namestitve.
Kaj preveriti, preden izberete ultrazvočni merilnik pretoka
- Ime tekočine in ali vsebuje mehurčke ali suspendirane trdne snovi
- Informacije o zunanjem premeru cevi, debelini stene, materialu in oblogi
- Najmanjši, normalni in največji pretok ali hitrost
- Temperatura tekočine in okolja
- Ali cev ostane popolnoma polna
- Na voljo gorvodno in dolvodno naravnost
- Zahtevana točnost ali merilna negotovost
- Stalna, prenosna, vpeta-na, vstavitev ali namestitev v vrstici
- Zahtevani izhodi, kot so 4-20 mA, impulz, RS485 ali druge komunikacije
- Ne glede na to, ali je meritev za spremljanje, nadzor procesa, preverjanje ali zaračunavanje
Te podrobnosti so za dobavitelja uporabnejše kot sam premer cevi. Dve cevi enake nazivne velikosti lahko zahtevata zelo različne rešitve, če ena prenaša čisto ohlajeno vodo, druga pa aerirano procesno tekočino skozi obloženo, korodirano cev.
Pogosto zastavljena vprašanja
Kaj je glavna prednost ultrazvočnega merilnika pretoka?
Pri obstoječem vodu za tekočino je pogosto glavna prednost možnost ne-invazivnega merjenja pretoka z zunanjimi sponkami-na senzorjih. S tem se lahko izognete rezanju cevi, zmanjšate motnje pri namestitvi in ne dodate ovir na poti pretoka.
Ali ultrazvočni merilniki pretoka povzročijo padec tlaka?
Objemka-na ultrazvočnem merilniku ne doda senzorja ali omejitve znotraj cevi, zato sam merilni sistem ne dodaja izgube tlaka. Vgrajene ultrazvočne merilnike je treba oceniti glede na njihovo zasnovo pretočne-cevi.
Ali so ultrazvočni merilniki pretoka točni pri nizkem pretoku?
Lahko so, vendar je nizek pretok bolj zahteven, ker se izmerjena tranzitno-časovna razlika zmanjša. Za merilnik je treba skupaj pregledati določeno zmogljivost nizkega{2}}pretoka, ničelno stabilnost, podatke o cevi, kakovost vgradnje in dejansko najmanjšo hitrost.
Ali lahko ultrazvočni merilniki pretoka merijo odpadno vodo?
včasih. Relativno čista odpadna voda je lahko primerna za merjenje-tranzitnega časa, medtem ko so tekočine, ki vsebujejo dovolj suspendiranega materiala, primerne za Dopplerjevo merjenje. Močno prezračena ali prevodna odpadna voda-bogata s trdnimi snovmi je lahko boljši kandidat za drugo tehnologijo, kot je elektromagnetni merilnik.
Ali objemka-na ultrazvočnem merilniku potrebuje polno cev?
Pri konvencionalnem merjenju časa-tranzita-po zaprti cevi mora cev ostati polna na mestu senzorja. Zračni žepi ali delno napolnjena cev lahko prekinejo predvideno zvočno pot in povzročijo nestabilne ali neveljavne odčitke.
Končne misli
Prednosti ultrazvočnega merilnika pretoka postanejo smiselne šele, ko aplikacija podpira akustično merjenje. S polno cevjo, znanimi podatki o cevi, primerno tekočino in uporabnim profilom pretoka lahko ultrazvočna tehnologija zagotovi nizko-namestitev motenj, brez dodatnih ovir pretoka, nizko mehansko obrabo in prilagodljiv nadzor.
Preden izberete merilnik, preverite tekočino, konstrukcijo cevi, razpon hitrosti, mesto namestitve, zahteve glede natančnosti in namen merjenja. Ta pregled aplikacije spremeni seznam prednosti v zanesljivo delovanje na terenu.
