Посібник з ультразвукового витратоміра: принцип роботи, типи, точність і як вибрати

Ультразвукові витратоміри вимірюють швидкість рідини чи газу за допомогою високо{0}}звукових хвиль - без рухомих частин, падіння тиску та необхідності врізати трубу. Це поєднання не-інвазивних вимірювань і низьких витрат на технічне обслуговування зробило ультразвукову технологію одним із найпоширеніших методів вимірювання витрат у системах очищення води, опалення, вентиляції, кондиціонування, хімічної обробки та управління енергією.

Але не кожен ультразвуковий витратомір підходить для будь-якого застосування. Правильний вибір залежить від стану рідини, матеріалу труби, обмежень щодо встановлення та того, який рівень точності вам насправді потрібен. Азатискач-на ультразвуковому витратомірівстановлений на чистій сталевій трубі може забезпечити точність ±1% з мінімальними зусиллями. Той самий лічильник на корозійній облицьованій трубі з невідомою товщиною стінки може давати показання, яким не можна довіряти.

У цьому посібнику описано, як працює ультразвукове вимірювання потоку, відмінності між вимірювачами-часу проходження та допплерівськими вимірювачами, коли використовувати затискачі-на вбудованих конструкціях, а також як підібрати правильний вимірювальний прилад для вашого застосування. Він також розглядає реальні-обмеження, вимоги до встановлення та типові проблеми, які впливають на якість вимірювань.

Що таке ультразвукове вимірювання витрати?

Ультразвукове вимірювання потоку визначає швидкість рідини шляхом передачі звукових хвиль через рідину або газ і аналізу поведінки цих хвиль. Лічильник надсилає через рідину ультразвукові імпульси - зазвичай у діапазоні від 0,5 до 4 МГц - та обчислює швидкість потоку на основі змін у часі або частоті проходження сигналу. Ця швидкість потім перетворюється на об’ємну швидкість потоку за допомогою відомого поперечного-перерізу труби.

На відміну від механічних витратомірів, таких як турбінні або об’ємні, ультразвукові вимірювачі не мають обертових частин, шестерень і перешкод у потоці. Це усуває механічний знос, зменшує технічне обслуговування та запобігає втратам тиску, які створюють нав’язливі корпуси лічильників. Для глибшого ознайомлення з основною концепцією роботи дивщо таке ультразвуковий витратомір.

У затискних конфігураціях перетворювачі встановлюються на зовнішній стороні труби, тому взагалі немає контакту з технологічною рідиною. Це означає відсутність різання труб, зупинки процесу та ризику забруднення -, тому затискачі-на ультразвукових витратомірах стали стандартним інструментом для модернізації, тимчасової діагностики та застосувань, де неможливо відкрити лінію.

Як працює ультразвуковий витратомір?

Усі ультразвукові витратоміри засновані на взаємодії між звуковими хвилями та рухом рідини. Конкретний принцип вимірювання визначає, з якими умовами рідини може працювати лічильник, наскільки він буде точним і де він працює найкраще.

Принцип транзитного-часу

Ультразвукові витратоміри -часу проходження використовують пару перетворювачів, розташованих уздовж труби. Один посилає ультразвуковий імпульс за течією (з потоком), а інший посилає імпульс проти течії (проти течії). Оскільки поточна рідина переносить сигнал нижче за течією трохи швидше та сповільнює сигнал вище за течією, два часи проходження відрізняються. Лічильник вимірює різницю в часі - часто лише наносекунди - та використовує її для обчислення швидкості потоку.

Цей принцип вимагає, щоб ультразвуковий сигнал проходив чисто через рідину. Це робить лічильники-часу проходження найкраще підходящими для однорідних, відносно чистих рідин: води, охолодженої води, конденсату, розчинів гліколю, легких масел і більшості чистих рідин для хімічних процесів. Відповідно доASME MFC-5.1, цей стандарт конкретно регулює ультразвукові вимірювачі -часу проходження, які використовуються для вимірювання об’ємної витрати в повністю заповнених закритих трубопроводах з однорідними акустичними властивостями.

За хороших умов - чиста рідина, правильні дані труби, відповідна пряма лінія та належне встановлення - транзит-часовий фіксатор-на лічильниках регулярно досягають ±0,5% до ±2% показань. Багато{7}}вбудовані лічильники, які використовуються для передачі на зберігання, можуть досягати ±0,15% до ±0,5%. Щоб дізнатися більше про те, що сприяє таким цифрам, перегляньте нашу статтюяк підвищити точність ультразвукового витратоміра.

Принцип Доплера

Доплерівські ультразвукові витратоміри працюють інакше. Перетворювач надсилає ультразвуковий сигнал у рідину, і цей сигнал відбивається від зважених частинок, бульбашок газу чи інших несуцільностей, що рухаються з потоком. Відбитий сигнал повертається зі зміщеною частотою - ефект Доплера -, і вимірювальний прилад обчислює швидкість потоку на основі цієї зміни частоти.

Критичною вимогою є те, що рідина повинна містити відбивачі. Чисті рідини,-без частинок не створюватимуть придатний доплерівський сигнал. Це робитьДопплерівські ультразвукові витратоміриприродний вибір для стічних вод, мулу, шламу, хвостів шахт та інших брудних або аерованих рідин, де вимірювання-часу проходження було б неможливим.

Доплерівські вимірювачі зазвичай менш точні, ніж вимірювачі-часу проходження - зазвичай від ±2% до ±5% за сприятливих умов. Точність значною мірою залежить від концентрації частинок, розподілу частинок по профілю потоку та того, наскільки послідовно рефлектори представляють справжню середню швидкість потоку. Для застосувань, де моніторинг тенденцій важливий більше, ніж абсолютна точність, доплерівські вимірювачі залишаються практичним і-рентабельним рішенням.

Метод-перехресної кореляції

Деякі передові ультразвукові системи використовують перехресну-кореляцію, яка відстежує природні збурення або закономірності в потоці -, такі як турбулентність, завихрення або коливання густини -, коли вони проходять через кілька точок вимірювання. Вимірюючи часову затримку між моментом появи шаблону на першому датчику та моментом появи такого самого шаблону на другому, лічильник оцінює швидкість потоку.

Перехресна-кореляція менш поширена, ніж методи проходження-часу або допплерівські методи, але вона може працювати з рідинними умовами, які викликають проблеми з обома -, наприклад, сильно аерованими або турбулентними потоками, де чиста передача сигналу ускладнена, а розподіл частинок нерівномірний. Щоб дізнатися про цей підхід, перегляньте нашу технічну статтю прометод-крос-кореляції для ультразвукового вимірювання витрати.

Типи ультразвукових витратомірів

Ультразвукові витратоміри класифікуються за способом встановлення (затискач-на чи вбудованому) і за режимом розгортання (портативні чи фіксовані). Кожна конфігурація відповідає різним операційним потребам, і вибір неправильної є загальним джерелом розчарування проекту.

Затискач-на ультразвукових витратомірах

Затискачі-на лічильниках монтуються зовні на стінці труби. Перетворювачі кріпляться за допомогою монтажних кронштейнів або рейок, а сполучна суміш передає ультразвуковий сигнал через стінку труби в рідину. Ні різання труб, ні зварювання, ні переривання процесу.

Це не-інвазивне встановлення є основною причиноюзатискач-на ультразвукових витратомірахдомінують проекти модернізації, тимчасові вимірювальні кампанії, енергоаудити та роботи з балансування системи. У системах опалення, вентиляції, вентиляції та кондиціонування, будівельних послугах і водорозподільних мережах можливість встановити лічильник без відключення системи заощаджує дні планування та тисячі витрат на простої.

Обмеження полягає в тому, що точність залежить від факторів, які монтажник повинен правильно визначити: зовнішній діаметр труби, товщина стінки, матеріал труби, наявність вкладиша, стан поверхні, відстань між перетворювачами та адекватна пряма труба. На добре-металевих трубах із чистими стінками закріпіть-на продуктивних конкуруючих вбудованих лічильниках. На старих, корозійних або покритих трубах із невідомими внутрішніми умовами точність може значно погіршитися. Якщо ви працюєте із застарілою інфраструктурою, скористайтеся нашим посібникомперевірити-точність ультразвукового витратоміраописує, чого очікувати та як пом’якшити типові помилки.

Вбудовані ультразвукові витратоміри

Вбудовані лічильники встановлюються безпосередньо в трубопровідну систему - корпус лічильника стає частиною лінії, а перетворювачі розташовуються у фіксованих,-контрольованих виробником положеннях на шляху потоку. Оскільки акустична геометрія точно визначена і не залежить від зовнішніх умов труби, вбудовані лічильники забезпечують стабільнішу довгострокову-точність.

Багатоканальні-вбудовані ультразвукові лічильники -, які знімають вибірку профілю швидкості в кількох положеннях хорд -, є стандартним вибором для зберігання, фіскального вимірювання та високо-контролю процесів. Вони широко використовуються на вимірювальних станціях нафто- та газопроводів, які регулюються такими стандартами, як Звіт AGA №. 9 для вимірювання природного газу.

Компромісом є вартість і складність монтажу. Лінійні лічильники вимагають модифікації труби, фланцевих з’єднань або зварних частин золотника, а також, як правило, зупинки процесу під час введення в експлуатацію. Для постійних інсталяцій, де стабільність вимірювань виправдовує початкові інвестиції, вбудований є кращим вибором. Дізнайтеся більше про-типи трубопроводів у нашій статтіхарактеристики трубопровідних ультразвукових витратомірів.

Портативні проти фіксованих ультразвукових витратомірів

Портативні ультразвукові витратоміри призначені для тимчасового використання: пошук несправностей, обстеження витрати, перевірка продуктивності насоса, енергоаудити та перехресна-перевірка встановлених інструментів. Зазвичай вони використовують затискачі-на датчиках із портативним дисплеєм або дисплеєм-з живленням від батареї та можуть переміщатися від труби до труби за лічені хвилини. Для отримання вказівок щодо польових операцій дивінструкції до портативного ультразвукового витратоміра.

Стаціонарні ультразвукові витратоміри стаціонарно встановлені для безперервного моніторингу, керування процесом або вимірювання комунальних послуг. Вони підключаються до систем керування заводом через 4–20 мА, імпульсний або цифровий комунікаційний вихід і працюють без нагляду роками.

Рішення просте: якщо вам потрібні дані з однієї точки за місяці чи роки, установіть фіксований лічильник. Якщо вам потрібно виміряти потік у кількох місцях, перевірити інші прилади або виконати коротко-дослідження,портативний ультразвуковий витратомірце правильний інструмент.

Clamp-On порівняно з вбудованими ультразвуковими витратомірами: коли використовувати кожен із них

Емпіричне правило:Якщо ви не можете закрити лінію, не знаєте, коли вам потрібно буде перемістити лічильник, або працюєте над модернізацією, де модифікація труби є недоцільною, затискач -зазвичай є правильною початковою точкою. Якщо програма потребує точності, що підлягає відстеженню, точка вимірювання є постійною, і ви можете запланувати зупинку для встановлення, вбудована система забезпечить кращу довгострокову-продуктивність.

Час-транзиту та допплер: який принцип підходить для вашої рідини?

Найпоширенішою помилкою при виборі є вибір-лічильника часу проходження рідини, яка містить значну кількість завислих речовин, або очікування, що доплерівський вимірювач працюватиме на чистій воді. Якщо ваша рідина потрапляє в сіру зону - трохи забруднена, час від часу газована -, обговоріть застосування з постачальником лічильника перед тим, як взяти на себе зобов’язання. Деякі сучасні лічильники пропонують гібридні режими, які можуть перемикатися між-часом проходження та доплерівським вимірюванням залежно від умов рідини, але вони не є універсальними.

Переваги ультразвукових витратомірів

Ультразвукові витратоміри отримали широке промислове впровадження, тому що вони вирішують кілька проблем, які не можуть виконати механічні та інші вимірювачі, що нав’язуються. Ось переваги, які найбільш важливі на практиці:

Без рухомих частин, без механічного зносу.Ультразвукові лічильники не обертаються або не здійснюють зворотно-поступального руху в потоці потоку, тому вони уникають поступового деградації, що скорочує термін служби турбінних і об’ємних лічильників. Це безпосередньо означає зниження витрат на технічне обслуговування та збільшення інтервалів обслуговування.

Відсутність падіння тиску.Затискачі-на лічильниках забезпечують нульову втрату тиску, оскільки вони ніколи не контактують з рідиною. Навіть вбудовані ультразвукові вимірювачі виробляють незначне падіння тиску порівняно з діафрагмовими пластинами, турбінними вимірювачами або об’ємними конструкціями. У трубопроводах великого-діаметра та енерго-чутливих системах це може представляти значну економію витрат на перекачування.

Не-інвазивна установка (затискач-на).Можливість установити витратомір без різання труби, зупинки виробництва або впливу технологічної рідини на працівників є значною перевагою в роботі та безпеці -, особливо в небезпечних, корозійних або гігієнічних застосуваннях. Докладніше пропереваги затискачів-на витратомірах рідини.

Широкий діапазон розмірів труб.Ультразвукові лічильники добре масштабуються від малих{0}}труб (DN15 і більше для деяких хомутів-на моделях) до дуже великих трубопроводів (DN3000+). Для застосувань великого-діаметра ультразвук часто є єдиним практичним не-інтрузивним варіантом, оскільки механічні альтернативи стають надзвичайно дорогими або фізично непрактичними для встановлення.

Хороша повторюваність для контролю процесу.Навіть якщо абсолютна точність помірна, ультразвукові лічильники зазвичай забезпечують високу повторюваність - ±0,2% до ±0,5% у багатьох установках. Для керування технологічним процесом, моніторингу енергоспоживання та балансування системи послідовні показання важливі не менше, ніж абсолютне число.

Обмеження: коли ультразвукові витратоміри не найкраще підходять

Розуміння проблем ультразвукової технології так само важливе, як і знання її переваг. Ось умови, які найчастіше призводять до поганих результатів або повної невдачі:

Частково заповнені труби.Більшість ультразвукових витратомірів передбачає, що труба повністю заповнена рідиною. Якщо лінія проходить частково порожньою -, що зазвичай зустрічається в системах із самопливом-, великими дренажними лініями або переривчастими потоками -, акустичний шлях порушується, і показання стають ненадійними. Методи вимірювання потоку на основі відкритого-каналу або-рівня краще підходять для цих умов.

Сильне внутрішнє утворення накипу або корозія.Невідомі відкладення, шари іржі або пошкоджені стінки труб спотворюють шлях акустичного сигналу та вносять похибку вимірювання, яку лічильник не може виправити. Це єдине найпоширеніше джерело низької ефективності-на продуктивності старих промислових установок. Якщо вік труби перевищує 15–20 років і дані внутрішньої перевірки недоступні, розглядайте кожен затискач-під час встановлення як потенційний ризик точності, який вимагає перевірки на місці.

Несумісні матеріали труб або вкладишів.Обшиті гумою труби сильно поглинають ультразвукову енергію та часто створюють слабкі або непридатні сигнали. Бетонні труби, армований скловолокном-пластик і деякі композитні матеріали також настільки послаблюють сигнал, що робить-вимірювання непрактичним. Перш ніж указати хомути-для будь-якої-неметалевої або футерованої труби, підтвердьте сумісність у виробника лічильника.

Умови рідини поза межами діапазону вимірювача.Лічильник-часу проходження не працює, якщо рідина містить забагато твердих речовин або бульбашок. Допплерометри виходять з ладу, коли рідина занадто чиста. Будь-який тип може боротися з високов’язкими рідинами, екстремальними температурами або умовами процесу, що швидко змінюються, що перешкоджає стабільній обробці сигналу.

Недостатній прямий відрізок труби.Ультразвукові лічильники потребують розробленого, симетричного профілю потоку для отримання точних показань. Практика промисловості рекомендує щонайменше 10 діаметрів прямої труби без перешкод перед точкою вимірювання та 5 діаметрів нижче за точкою вимірювання. Встановлення поблизу колін, клапанів, насосів або редукторів створює порушення потоку, що погіршує точність - іноді на 5% або більше. Наша стаття провплив недостатньо прямих ділянок трубпояснює, чому це важливо.

Ультразвуковий витратомір проти інших технологій

Жодна технологія витратомірів не є найкращою для кожного застосування. Правильне порівняння залежить від вашої рідини, труби, обмежень щодо встановлення та вимог до точності.

Ультразвукові та електромагнітні витратоміри

Електромагнітні (магнітні) витратоміри вимірюють потік, виявляючи напругу, що утворюється, коли провідна рідина рухається крізь магнітне поле. Вони є перевіреним, високонадійним вибором для водопостачання, стічних вод, шламу та провідних хімічних речовин. Для детального порівняння-о-пліч дивультразвуковий витратомір проти електромагнітного витратоміра.

Магнітні лічильники вимагають провідної рідини (зазвичай більше або дорівнює 5 мкСм/см), умов-заповненої труби та внутрішньої установки - корпус лічильника розташований на шляху потоку. На них не впливають тверді частки, в’язкість або профіль потоку такою ж мірою, як ультразвукові вимірювачі, що робить їх надзвичайно надійними для обслуговування брудних-рідин і шламу.

Ультразвукові лічильники виграють, коли необхідна не-інвазивна установка, коли рідина не-електропровідна (вуглеводні, деіонізована вода, гліколь) або коли труба завелика для практичного вбудованого магнітного лічильника. Магнітні лічильники виграють, коли потрібне постійне вимірювання струмопровідних рідин і прийнятна вбудована установка. У системах водопостачання та водовідведення обидві технології часто співіснують -електромагнітні витратомірина постійних технологічних лініях і затискачі-на ультразвукових лічильниках на модернізованих або тимчасових точках.

Ультразвукові проти турбінних витратомірів

Витратоміри турбіннівикористовувати ротор, який обертається пропорційно швидкості потоку. Вони забезпечують високу точність у чистих рідинах із низькою-в’язкістю та мають довгу історію передачі на зберігання для нафти та води.

Недоліком є ​​механічний знос. Ротор, підшипники та вал з часом руйнуються, особливо в рідинах із будь-яким забрудненням частинками. Турбінні лічильники також створюють вимірний перепад тиску та вимагають регулярного калібрування для компенсації-зносу, пов’язаного з дрейфом. У системах, де пріоритетом є тривалий термін служби, низькі витрати на технічне обслуговування та відсутність втрати тиску, ультразвукові лічильники мають явну експлуатаційну перевагу.

Ультразвукові проти вихрових витратомірів

Вихрові витратоміривиявляти завихрення, створені обривним тілом, розміщеним у потоці. Вони широко використовуються для вимірювання пари, стисненого повітря та промислового газу -, де ультразвукові лічильники використовуються рідше.

Для вимірювання рідини ультразвукові лічильники, як правило, легше модернізувати, вони не викликають падіння тиску (-затискаються) і не потребують постійної перешкоди в лінії. Вихрові лічильники є вагомим вибором, коли застосування включає пару або газ із помірними та високими швидкостями, де вони забезпечують надійну та низьку -обслуговування.

Загальні промислові застосування

Вода та стічні води

Об’єкти водопідготовки та розподілу широко використовують ультразвукові витратоміри-часу для забору сирої води, розподілу очищеної води, моніторингу процесів на заводі та програм виявлення витоків. Затискні лічильники є особливо цінними в розподільчих мережах, де додавання вбудованих лічильників вимагатиме перерв у обслуговуванні та дорогих модифікацій труб.

У стічних водах доплерівські ультразвукові лічильники обробляють зважені тверді речовини та змінні умови, яких не можуть вимірювати-прохідний час. Лінії мулу, подачі метантенка та зворотний активний мул є поширеними застосуваннями допплерівської технології. Докладніше про використання води дивзатискач-на витратомірах для води.

ОВК та будівельні послуги

Ультразвукові витратоміри є стандартним інструментом для управління енергією HVAC. Затискачі-на лічильниках вимірюють витрату охолодженої води, гарячої води та води в конденсаторі, щоб обчислити споживання теплової енергії, перевірити продуктивність чилера та збалансувати контури розподілу. У поєднанні з датчиками температури вони формують сторону вимірювання потоку систем вимірювання BTU. Наша стаття проультразвукові вимірювачі BTUрозглядає цю програму більш детально.

Можливість установлювати затискачі-на лічильниках без зливу або вимкнення систем опалення, вентиляції та кондиціонування робить їх вибором за замовчуванням для модернізації будівель та енергоаудиту. У новому будівництві вбудовані ультразвукові лічильники вказуються там, де потрібен постійний облік електроенергії.

Хімічна обробка

Хімічні заводи цінують ультразвукове вимірювання витрати з міркувань безпеки та обслуговування. Затискачі-на лічильниках усувають потенційні точки витоку, уникають контакту з корозійними або небезпечними рідинами та зменшують кількість технологічних проходів, які необхідно підтримувати. Перевірка застосування має важливе значення - сумісність рідини, температурний діапазон і матеріал труби впливають на те, чи буде конкретний ультразвуковий лічильник надійно працювати в певній хімічній службі.

Нафта і газ

У розвідці й передачі нафти й газу багато-вбудовані ультразвукові лічильники є стандартом для фіскального обліку та зберігання як рідких вуглеводнів, так і природного газу. Затискачі-на лічильниках служать для комунальної води, ін’єкційної води та моніторингу процесів, де перевага надається не-інвазивному встановленню. Ультразвукові лічильники газу використовують спеціалізовані конструкції перетворювачів і обробку сигналів, оптимізовану для акустичних властивостей природного газу, CO₂ та інших газоподібних середовищ. Відомості про-спеціальні застосування газу дивУльтразвукові вимірювачі газу: як вони працюють і їх застосування.

Тимчасовий аудит потоку та енергетичні дослідження

Портативні затискачі-на ультразвукових лічильниках — це інструмент-для короткочасної-перевірки потоку, тестування ефективності насоса, балансування системи та енергоаудиту. Встановлення займає кілька хвилин, не вимагає зриву процесу, а після завершення роботи лічильник переходить до наступної точки вимірювання. Це один із найефективніших варіантів використання ультразвукової технології, оскільки жоден інший тип лічильника не пропонує порівнянної швидкості та гнучкості для тимчасового розгортання.

Як вибрати правильний ультразвуковий витратомір: система прийняття рішень

Вибір правильного ультразвукового витратоміра полягає не в пошуку «найкращого» вимірювача -, а в тому, щоб відповідати лічильнику конкретним умовам, з якими він зіткнеться. Опрацюйте ці фактори в такому порядку:

1. Що таке рідина?Чиста рідина → час транспортування-. Рідина зі значною кількістю завислих частинок або бульбашок → Допплер. Не-провідна рідина, де вбудований електромагніт не є варіантом → транзитний-ультразвуковий. Газ → спеціалізований газовий ультразвуковий лічильник (не стандартний рідинний затискач-на).

2. Що таке труба?Металева труба з відомими розмірами та чистими стінками → закріпити-просто. Футерована труба, пластик або композит → перевірте сумісність у виробника. Стара труба з невідомим внутрішнім станом → очікувати зниження точності через затискач-; розглянути вбудовану або альтернативну технологію. Вказівки щодо вибору, пов’язані зі станом труби, дивпро вибір ультразвукових витратомірів.

3. Яка точність вам потрібна?Зазвичай достатньо загального моніторингу, аналізу тенденцій або балансування системи → фіксація-на ±1–2%. Виставлення рахунків, регулятивна звітність або передача на зберігання → вбудований багатоканальний-на ±0,5% або краще, з відстежуваним калібруванням.

4. Тимчасовий чи постійний?Короткочасна-кампанія, діагностика чи перевірка → портативний затискач-увімкнено. Довгостроковий-моніторинг або керування процесом → фіксований затискач-на або всередині.

5. Чи можете ви вимкнути лінію?Ні → увімкнути-. Так, і точність або довгострокова -стабільність виправдовує вартість → inline.

6. Що таке середовище встановлення?Перевірте робочу температуру, умови навколишнього середовища, наявну пряму трубу (мінімум 10D перед потіком, 5D вниз за потоком) і доступність для монтажу датчика або обслуговування.

Рекомендації щодо встановлення

Правильний-ультразвуковий витратомір, встановлений неправильно, дасть погані результати. Якість встановлення більше впливає на реальну-точність, ніж різниця між брендами лічильників. Дотримуйтесь цих практик, щоб отримати максимальну віддачу від будь-якого ультразвукового витратоміра:

Забезпечте достатню прямість труби.Загальна галузева рекомендація — щонайменше 10 діаметрів прямої безперешкодної труби перед потіком і 5 діаметрів за потоком. Після подвійних колін в різних площинах розширити до 20 діаметрів вище за течією або встановити кондиціонер потоку. Наш детальний посібник ззастереження щодо встановлення ультразвукових витратомірівохоплює конкретні конфігурації.

Переконайтеся, що труба заповнена.Для ультразвукових лічильників потрібна повністю заповнена труба. Частково заповнені рядки дають непостійні або безглузді показання. Якщо є будь-які сумніви щодо повного-стану труби, перевірте її перед встановленням.

Виберіть правильну позицію датчика.На горизонтальних трубах встановлюйте датчики збоку -, а не зверху (де може накопичуватися повітря) або знизу (де може осідати осад). На вертикальних трубах вибирайте ділянку, де рідина тече вгору, щоб забезпечити умови повної труби.

Підготуйте поверхню труби (закріпіть-).Видаліть фарбу, іржу, окалину та вільні матеріали з місця кріплення. Чиста, гладка поверхня має важливе значення для хорошого акустичного зчеплення. Рівномірно нанесіть сполучну суміш, рекомендовану виробником, без повітряних проміжків між поверхнею датчика та стінкою труби.

Введіть точні параметри труби.Зовнішній діаметр труби, товщина стінки, товщина вкладиша, матеріал труби та тип рідини мають бути введені правильно. Навіть невеликі похибки товщини стінки - у кілька десятих міліметра - можуть зрушити розраховану швидкість потоку настільки, щоб створити значущу похибку вимірювання. Вимірюйте розміри труб безпосередньо, а не покладайтеся на номінальні значення з креслень.

Перевірте сигнал після встановлення.Перш ніж довіряти вимірюванню, перевірте показники потужності сигналу, якості сигналу та-часу проходження відповідно до критеріїв прийнятності виробника. Слабкі або незначні сигнали під час встановлення з часом лише погіршаться.

Поширені проблеми та усунення несправностей

Більшість проблем ультразвукового витратоміра пов’язані з проблемами встановлення, неправильними даними труби або умовами рідини, які не відповідають можливостям вимірювача. Ось найпоширеніші польові проблеми та де шукати в першу чергу:

Немає сигналу або дуже слабкий сигнал.Перевірте відстань між перетворювачами (перерахуйте, якщо необхідно), якість з’єднання, сумісність матеріалу труби та чи є стінка труби занадто товстою або занадто затухаючою для частоти перетворювача. Важкі внутрішні відкладення також можуть повністю блокувати акустичний шлях.

Нестабільні або коливальні показники.Поширеними причинами є затягування повітря, турбулентний потік із сусідніх колін чи клапанів, пульсація-, спричинена насосом, вібрація труби або швидка зміна умов процесу. Перенесення датчиків на ділянку з кращим прямим ходом часто вирішує цю проблему.

Постійне зміщення або нижча-ніж-очікувана точність.Перевірте розміри труби, введені в лічильник - зовнішній діаметр, товщину стінки та особливо товщину вкладиша, якщо він є. Переконайтеся, що труба заповнена. Перевірте, чи внутрішнє масштабування не змінило ефективний внутрішній діаметр. Навіть 2–3 мм неврахованого-скупчення на внутрішній стінці може змінити показники на кілька відсотків.

Показання, які змінюються з часом.Поступовий дрейф зазвичай вказує на зміну стану труби (нові відкладення, деградація покриття), поломку сполучної суміші або рух перетворювача. Періодична повторна перевірка якості з’єднання та діагностика сигналу є хорошою практикою для будь-якого постійного затискача-на встановленні. Докладнішу методику усунення несправностей диврішення типових проблем із ультразвуковими витратомірами.

Часті запитання

Чи можуть ультразвукові витратоміри вимірювати газ?

Так, але ультразвукові газові витратоміри відрізняються від стандартних рідинних лічильників. Для вимірювання газу потрібні спеціальні перетворювачі, інша обробка сигналів і пильна увага до тиску, температури та складу газу. Рідинний затискач-на лічильнику неможливо просто застосувати до газопроводу. Багатопрохідні вбудовані ультразвукові лічильники газу-, які регулюються такими стандартами, як Звіт AGA №. 9, широко використовуються для зберігання природного газу. Докладніше дивПринцип роботи ультразвукового датчика потоку газу.

Наскільки точні кліщі-на ультразвукових витратомірах?

За сприятливих умов - чиста металева труба, правильні параметри труби, хороша підготовка поверхні, адекватна пряма лінія - затискач-під час транспортування-лічильники часу зазвичай досягають ±0,5% до ±2% показань. На складних трубах (старих, облицьованих, пошкоджених корозією або з невизначеними даними стінок) реальна-точність може знизитися до ±3% до ±5% або навіть гірше. Повторюваність, як правило, є кращою, ніж абсолютна точність, що робить фіксатор-лічильників добре придатним для трендів і відносних порівнянь, навіть якщо абсолютне число містить більше невизначеності.

Чи можуть ультразвукові витратоміри працювати на старих трубах?

Вони можуть, але старі труби є найпоширенішим джерелом проблем-з вимірюванням. Внутрішня накип, корозія, точкові утворення, невідомі залишки вкладишів і товщина стінки, яка більше не відповідає оригінальним специфікаціям, погіршують якість сигналу та створюють помилки. Перед розгортанням старої труби виміряйте фактичну товщину стінки за допомогою ультразвукового товщиноміра, огляньте зовнішню поверхню на наявність нерівностей і, якщо це можливо, перевірте показання за еталонним зразком.

Які матеріали труб працюють із затискачем-на ультразвукових витратомірах?

Більшість металів добре працюють: вуглецева сталь, нержавіюча сталь, чавун, мідь та алюміній. Багато твердих пластмас (ПВХ, ХПВХ, HDPE) також працюють, хоча ослаблення сигналу вище, ніж у металів. Труби з гумовим покриттям, бетонні труби, скловолокно та деякі композитні матеріали важко або неможливо закріпити-на вимірюванні через надмірне поглинання сигналу. Завжди підтверджуйте сумісність матеріалу труби з постачальником лічильника.

Чи потрібні ультразвукові витратоміри прямі труби?

так Стандартним орієнтиром є мінімум 10 діаметрів прямої труби перед точкою вимірювання та 5 діаметрів нижче за точкою вимірювання. Більш складні перешкоди перед потіком - подвійні коліна в різних площинах, частково відкриті клапани, нагнітання насоса - можуть вимагати 15–20 діаметрів перед потіком або використання стабілізатора потоку. Недостатній прямий хід є однією з головних причин низької точності польових установок.

Коли варто вибрати допплерографію замість-часу проходження?

Вибирайте доплерівський метод, якщо рідина містить значну концентрацію зважених твердих частинок, бульбашок газу чи інших акустичних відбивачів -, як правило, стічних вод, мулу, шламу або сильно аерованих технологічних рідин. Якщо рідина чиста й однорідна, час проходження-забезпечить кращу точність і надійнішу роботу.

Чи підходять-затискачі ультразвукових витратомірів для передачі на зберігання?

У більшості випадків ні. Передача на зберігання та фіскальне вимірювання вимагають точності, що простежується, часто ±0,5% або вище, із задокументованим калібруванням. Багато{3}}вбудовані ультразвукові лічильники є стандартом для цих застосувань. Затискачі-високого класу-в системах із перевіреним встановленням і ідеальними умовами трубопроводу можуть наближатися до точності-передачі на зберігання в деяких договірних рамках, але вони не є вибором за умовчанням для фінансових операцій.

Висновок

Ультразвукові витратоміри пропонують поєднання не-інвазивного встановлення, нульового падіння тиску, відсутності рухомих частин і широкого діапазону застосування, з яким не зрівняється жодна інша технологія витратомірів. Але вони не є універсальним рішенням. Реальна-ефективність залежить від відповідності правильного принципу вимірювання (час проходження-або доплера) рідині, вибору правильного форм-фактора (затискач-або вбудований) для встановлення та отримання деталей даних про трубу, розміщення датчика та правильну прямість.

Технологія працює найкраще, коли користувачі розуміють як її сильні сторони, так і межі. Затискач-на лічильнику на добре-прохарактеризованій сталевій трубі може забезпечувати надійне вимірювання-необслуговування протягом багатьох років. Той самий лічильник на неправильній трубі, у неправильному місці, з неправильними введеними даними дасть цифри, які виглядають правдоподібними, але не є такими.

Потрібна допомога у виборі aзатискати-наабовбудований ультразвуковий витратомірдля вашої програми?Зверніться до нашої команди інженерівдля розгляду заявки та технічних рекомендацій.