Ручний затискач-на ультразвуковому витратомірі в основному складається з портативного вузла витратоміра, затискача-на перетворювачах, монтажних компонентів і блоку обробки сигналів (обчислювального комп’ютера). Його принцип роботи полягає в наступному: перетворювач перетворює електричну енергію в звукові хвилі і передає їх в рідину, що вимірюється; приймач вловлює відбитий сигнал звукової хвилі, який потім посилюється електронною схемою та перетворюється на електричний сигнал, що відповідає швидкості потоку. Потім цей сигнал передається на дисплей та інтеграційний прилад для відображення даних і сукупного обчислення, таким чином завершуючи виявлення потоку та вимірювання. На точність вимірювання цього витратоміра можуть впливати -такі фактори, як середовище встановлення на місці, матеріал труби та облицювання, параметри труб, встановлення та розташування перетворювача, зовнішнє втручання.
Вплив середовища встановлення на ручні затискачі-на ультразвукові витратоміри
1.1 Ділянки прямих труб вище та нижче за течією
Під час -встановлення та використання на місці на вимірювання часто впливає неможливість знайти місце, яке відповідає вимогам. Для прикладу сталевої труби DN300, якщо довжина стандартної прямої ділянки труби в 10 разів перевищує діаметр труби (перед потоком) і в 5 разів більше діаметра труби (внизу за потоком), затискач-на ультразвуковому витратомірі порівнюється з електромагнітним витратоміром, встановленим у стандартному місці в різних положеннях.
Результати показують, що недостатньо прямі ділянки труби призводять до значних похибок вимірювань. Коли передня частина прямої труби недостатня, наприклад, якщо вона встановлена після коліна або клапана, зазвичай показує позитивну похибку, і значення похибки є відносно великим.
Ручний затискач-на ультразвуковому витратомірі є витратоміром-швидкісного типу. Чим вища стабільність рідини, тим ближче виміряна середня швидкість потоку до справжнього значення. Тому, якщо дозволяють умови, прямолінійні ділянки труби вище та нижче за течією повинні бути якомога довшими.
1.2 Швидкість потоку рідини
Швидкість потоку рідини в трубі є ключовим фактором, що впливає на точність вимірювання. Експерименти показують, що коли число Рейнольдса труби перевищує 2320, рідина знаходиться в турбулентному стані; нижче 2320, це ламінарний потік. Індустрія вимірювання зазвичай використовує 0,3 м/с як точку розмежування між високою та низькою швидкостями потоку. Рекомендується, щоб витратомір працював при швидкості потоку вище 0,3 м/с; нижче цього значення точність витратоміра не може бути гарантована.
2. Вплив параметрів труби на ручний затискач-на ультразвукові витратоміри
2.1 Налаштування параметрів
За фіксованих умов труби відрегулюйте параметри вхідного діаметра труби. Похибка введення діаметра труби прямо пропорційна похибці результату вимірювання. Коли фактична товщина стінки труби становить 12 мм, зміна вхідного параметра товщини стінки труби показує, що вхідна похибка товщини стінки труби також прямо пропорційна похибці результату вимірювання.
2.2 Матеріал труби та облицювання
Невірне введення параметрів матеріалу труби або облицювання призведе до відхилень у розрахунку відстані встановлення перетворювача, що, у свою чергу, спричинить помилки в куті падіння звукової хвилі, що знижує точність вимірювання, а в важких випадках навіть перешкоджає прийому сигналу. Експерименти показують, що основний вплив футеровки труби на вимірювання – це зміна фактичного діаметра потоку. Наявність футерівки зменшує ефективну площу поперечного-перерізу труби, що призводить до відповідного зменшення значення витрати, розрахованого за швидкістю потоку. Тому під час вимірювання необхідно враховувати товщину облицювання. Вплив матеріалу труби та облицювання на вимірювання зумовлений різницею швидкості поширення звукової хвилі в різних середовищах. Якщо фактична швидкість звуку матеріалу більша за встановлену швидкість звуку, результат вимірювання буде меншим; навпаки, вона буде більшою.
Вплив встановлення та позиціонування датчика на ручному затискачі-на ультразвукові витратоміри
Відповідно до різних способів встановлення датчиків їх можна розділити на Z-метод і V-метод. Практика показує, що, не впливаючи на прийом сигналу, точність вимірювання методу V- перевершує метод Z-. Це пояснюється тим, що встановлення методу V- полегшує точне позиціонування перетворювача, тому його похибка вимірювання в основному залежить від характеристик рідини та параметрів труби. Хоча Z-метод має сильніший сигнал звукової хвилі, позиціонування перетворювача складніше. Якщо рідина розподіляється нерівномірно, а пряма ділянка труби на передньому кінці приладу коротка, багато-канальний ультразвуковий витратомір можна використовувати для багато{11}}точкового тестування, щоб подолати помилки, спричинені нестабільністю рідини.
3.1 Відстань встановлення
Похибка установки ультразвукового витратоміра перетворювача істотно впливає на результати вимірювань і повинна бути встановлена строго за заданими розмірами. Наприклад, використовуючи метод V- для встановлення перетворювачів на трубопроводі DN300 мм, зв’язок між відхиленням відстані та похибкою вимірювання перевіряли шляхом зміни відстані встановлення перетворювача.
Таким чином, відхилення у відстані встановлення перетворювача має значний вплив на похибку вимірювання, тому відхилення слід контролювати в найменшому можливому діапазоні.
