Kuinka parantaa ultraäänivirtausmittarin tarkkuutta?

Olet siis sijoittanutultraäänivirtausmittari. Hyvä valinta-ei liikkuvia osia, vähän huoltoa, kunnollinen tarkkuus heti laatikosta otettuna. Mutta tässä on asia, jota kukaan ei todellakaan kerro sinulle etukäteen: teknisissä tiedoissa näkyvä tarkkuus? Ihanteellisissa olosuhteissa. Kasvisi ei ole ihanteellinen. Putkisi eivät ole ihanteellisia. Mikään ei ole koskaan.

Puhutaanpa siitä, mikä todella vaikuttaa lukemiisi ja mitä voit tehdä asialle.

Täällä asiat alkavat kiinnostaa. Ultraäänivirtausmittari ei mittaa virtausta suoraan-se mittaa aikaeroa ylä- ja alavirtaan kulkevien ultraääniaaltojen välillä. Matematiikka olettaa tietyn nopeusprofiilin putken poikkileikkauksen-poikki. Ja se profiili? Se muuttuu Reynoldsin numeron perusteella.

Kun Re on alle 2300, sinulla on laminaarivirtaus. Neste liikkuu tasaisissa, yhdensuuntaisissa kerroksissa. Nopeusprofiili näyttää paraabelilta,{3}}nopein keskellä, nolla seinillä. Yli 4000? Se on turbulentti virtaus, ja profiili tasoittuu merkittävästi. Välillä 2300 ja 4000 on tämä kiusallinen siirtymävyöhyke, jossa virtaus ei oikein osaa päättää, mitä se haluaa olla.

Miksi tällä on väliä? Koska mittarisi laskee keskinopeuden sen perusteella, mitä ultraäänipolku "näkee". Jos se on kalibroitu turbulenttiselle virtaukselle, mutta käytät laminaarista virtausta, saat väärän luvun. Kausi.

Nopeusjakauma laminaarisissa olosuhteissa noudattaa parabolista kuviota, jossa keskiviivan nopeus voi olla kaksi kertaa keskinopeus. Pyörteisessä virtauksessa profiili on paljon tasaisempi-keskiviivanopeus on vain noin 1,2 kertaa keskimääräinen. Se on valtava ero, kun yrität saavuttaa ±1 % tarkkuuden.

Tämä on korjauskerroin K, josta kukaan ei halua puhua, koska matematiikka muuttuu nopeasti rumaksi.

Ultraäänisiirtoaikamenetelmä mittaa nopeutta pitkin tiettyä jännettä putken poikki. Se ei ole keskimääräinen nopeus, jota tarvitset tilavuusvirtauksen laskemiseen. Tarvitset korjauskertoimen tämän aukon kuromiseksi.

Myrskyisissä olosuhteissa empiirinen suhde näyttää tältä:

K=1.119 - 0.011×lg(Re)

Laminaarivirtaukselle se on täysin eri yhtälö:

V̄=KVₗjossa Re > 10⁵

Ja Re < 10⁵:

V̄=[1.119 - 0.011×lg(Re)]Vₗ=KVₗ

Asia on siinä, että-mittarisi laiteohjelmistossa on luultavasti sisäänrakennettu-kompensaatio, mutta se tekee oletuksia virtausolosuhteistasi. Jos olettamukset ovat vääriä, niin on myös lukemasi. Joidenkin älykkäiden mittareiden avulla voit syöttää nesteen viskositeetin ja säätää sen automaattisesti. Useimmat eivät.

Olet luultavasti kuullut tämän: asenna mittari 10 putken halkaisijalla suoraan virtaussuuntaan ja 5 halkaisijaa myötävirtaan. Se on painettu jokaiseen asennusohjeeseen. He eivät korosta tarpeeksi, että tämä onminimikohtuullisen puhtaisiin olosuhteisiin.

Onko sinulla pumppua ylävirtaan? Lisää lisää. Venttiili? Lisää. Kaksi kyynärpäätä eri tasoissa? Saatat tarvita 30D tai enemmän, ennen kuin virtausprofiili asettuu tarpeeksi tarkkaan mittaukseen.

Näin tapahtuu, jos jätät tämän huomiotta: nopeusprofiilista tulee epäsymmetrinen tai se sisältää pyörrekomponentteja. Ultraäänireitti antaa keskiarvon jotain, joka ei edusta todellista keskivirtausta. Saat varmasti numeron. Ei vain sitä oikeaa.

Olen nähnyt asennuksia, joissa joku työnsi mittaria heti ohjausventtiilin jälkeen, koska "siellä oli tilaa". Lukemat laskivat 8 %. Kahdeksan prosenttia. Huoltajuuden siirtohakemuksessa.

Ultrasonic Flow Meter Accuracy

Äänen nopeus nesteessäsi ei ole vakio. Se vaihtelee lämpötilan mukaan. Ja koska ultraäänimittarisi mittaa pohjimmiltaan aikaa, mikä tahansa virhe äänen nopeudessa muuttuu suoraan virtausvirheeksi.

Suhde on suunnilleen:

C=C₂₀(1 + bT)

Missä C₂0 on äänen nopeus vertailulämpötilassa (yleensä 0 astetta tai 20 astetta), b on tietyn nesteen lämpötilakerroin ja T on todellinen lämpötila.

Useimmissa nykyaikaisissa mittareissa on sisäänrakennetut lämpötila-anturit. Hyvä. Mutta onko ne kalibroitu? Milloin ne on viimeksi tarkastettu? Suojakotelossa oleva anturi kokee lämpöviivettä. Ohimenevien olosuhteiden aikana lämpötilalukema voi olla useita asteita poissa todellisesta nesteen lämpötilasta.

Korkean-tarkkuuden sovelluksissa kannattaa varmistaa, että lämpötilakompensointi todella toimii tarkoitetulla tavalla. 10 asteen virhe lämpötilalukemassa voi heikentää virtausmittausta 1-3 % nesteestä riippuen.

Tämä on enemmän kenttäkysymys kuin suunnittelukysymys, mutta sillä on merkitystä.

Ultraäänianturit on kohdistettava tarkasti. Mittareiden kiinnityksessä anturin ja putken seinämän välinen kytkentä on kriittinen. Ilmaraot, syöpyneet putkipinnat, maali, ruoste-mikä tahansa näistä voi vaimentaa signaalia tai luoda vääriä heijastuksia.

Kostuneiden muuntimien asennuskulma määrittää, missä ultraäänisäde leikkaa virtauksen. Muutama aste poispäin, ja mittaat jänteen, joka ei edusta halkaisijaa, jonka luulet vastaavan.

Inline-mittarit tehtaalta ovat yleensä kunnossa. Kenttäasennuksissa ja jälkiasennuksissa asiat menevät sivuttain.

Useimmissa ultraäänimittareissa on jonkinlainen signaalin laadun osoitin. Kiinnitä siihen huomiota.

Alhainen signaalinvoimakkuus tarkoittaa, että mittari yrittää havaita siirtoaikaeron tarkasti. Tämä voi johtua mukana kulkeutuneista ilma- tai kaasukupista, signaalia vaimentavista suspendoituneista aineista, putken seinämän kunnon heikkenemisestä ja antureiden virheellisestä etäisyydestä asennusten kiinnittimessä.

Huippuluokan{0}}mittareiden avulla voit säätää vahvistusasetuksia kompensoimaan. Mutta vahvistuksen lisääminen lisää myös melua. Siellä on suloinen paikka, ja sen löytäminen vaatii joskus yritystä ja erehdystä.

Ultraäänimittarit toimivat erinomaisesti puhtailla, homogeenisilla nesteillä. Mutta todelliset teolliset prosessit eivät aina ole puhtaita tai homogeenisia.

Kuluneet kaasukuplat hajottavat ja imevät ultraäänienergiaa. Jopa 1-2 tilavuusprosenttia kaasua voi aiheuttaa ongelmia. Suspendoituneet kiintoaineet tekevät saman asian, vaikka vaikutus riippuu suuresti hiukkaskoosta ja pitoisuudesta. Erittäin viskoosit nesteet eivät välttämättä kehitä odotettua nopeusprofiilia, etenkään pienillä virtausnopeuksilla, joissa olet todennäköisemmin laminaarisessa tai siirtymävaiheessa.

Tunne nesteesi. Jos olosuhteet muuttuvat kausiluontoisesti tai tuotantosyklien myötä, myös tarkkuus muuttuu.

Ultrasonic Flow Meter Accuracy

Yksittäiset{0}}polkumittarit ovat halvempia ja yksinkertaisempia. He lähettävät yhden säteen putken yli ja kutsuvat sitä päivässä. Tarkkuus riippuu suuresti siitä yksittäisestä mittauksesta, joka edustaa todellista keskiarvoa.

Monipolkumittarit käyttävät kahta, neljää tai jopa useampaa akustista reittiä eri sointuasemissa. He integroivat nämä matemaattisesti saadakseen paljon paremman arvion todellisesta nopeusprofiilista. Tulos? Parempi tarkkuus jopa häiriintyneissä virtausolosuhteissa.

Jos yrität puristaa viimeisen kymmenesosan mittauksestasi, monipolku on oikea tapa edetä. Yleisessä prosessiohjauksessa, jossa ±2 % on hyvä, yksi-polku yleensä hoitaa tehtävän.

Tässä on todellisuustarkastus: kaikki virtausmittarit ajautuvat ajan myötä. Ultraäänimittarit vähemmän kuin useimmat, koska niissä ei ole mekaanista kulumista, mutta ne eivät ole immuuneja.

Anturin vanheneminen, elektroniikan ajautuminen, putken seinämän muutokset korroosiosta tai kerrostumista-nämä kaikki vaikuttavat tarkkuuteen. Teknisten tietojen tarkkuus koskee uutta, oikein asennettua, asianmukaisesti huollettua mittaria.

Miten varmistat? Vaihtoehtoja ovat mittarin lähettäminen kalibrointilaboratorioon (kallis, vaatii poistoa), master-mittarin käyttäminen sarjassa vertailua varten (käytännöllinen nestesovelluksiin) ja gravimetrinen tai volumetrinen todistus (kultastandardi, mutta usein epäkäytännöllinen).

Trendi vähintään diagnostiikkatietojasi. Signaalin voimakkuus laskee ajan myötä? Tutkia. Vaihtelevatko kulkuajat? Jotain on muuttumassa.

Ultraäänivirtausmittarit voivat olla uskomattoman tarkkoja - 0,5% tai parempia ihanteellisissa olosuhteissa. Mutta tämän tarkkuuden saavuttaminen ja ylläpitäminen vaatii huomiota asennukseen, prosessiolosuhteisiin ja jatkuvaan tarkastukseen.

Suurimmat virheet mitä näen? Huonot asennuskäytännöt, joissa ei huomioida suoraa ajoa koskevia vaatimuksia, laiminlyödään lämpötilan kompensointi ja oletetaan, että tehdaskalibrointi on voimassa vuosien käytön jälkeen.

Tee nämä asiat oikein, niin saat maksamaasi tarkkuutta. Ohita ne, niin olisit voinut yhtä hyvin ostaa halvemman mittarin.