Ultraäänivirtausmittarin opas: toimintaperiaate, tyypit, tarkkuus ja valinta

Ultraäänivirtausmittarit mittaavat nesteen tai kaasun nopeutta käyttämällä korkeataajuisia -ääniaaltoja - ilman liikkuvia osia, ilman painehäviötä ja putkeen leikkaamista. Tämä ei-invasiivisen mittauksen ja vähäisen huollon yhdistelmä on tehnyt ultraäänitekniikasta yhden laajimmin käytetyistä virtauksen mittausmenetelmistä vedenkäsittelyssä, LVI-, kemiankäsittelyssä ja energianhallinnassa.

Mutta kaikki ultraäänivirtausmittarit eivät sovellu kaikkiin sovelluksiin. Oikea valinta riippuu nesteen kunnosta, putken materiaalista, asennusrajoituksista ja siitä, mitä tarkkuustasoa todella tarvitset. Akiinnitä{0}}ultraäänivirtausmittaripuhtaaseen teräsputkeen asennettuna voi tuottaa ±1 % tarkkuuden pienellä vaivalla. Sama mittari syöpyneessä, vuoratussa putkessa, jonka seinämän paksuus on tuntematon, voi tuottaa lukemia, joihin ei voi luottaa.

Tässä oppaassa kerrotaan, miten ultraäänivirtausmittaus toimii, erot kulkuajan-ja Doppler-mittarin välillä, milloin puristinta- tulee käyttää inline-malleissa ja kuinka sovittaa oikea mittari sovellukseesi. Se käsittelee myös todellisia-rajoituksia, asennusvaatimuksia ja yleisiä kenttäongelmia, jotka vaikuttavat mittausten laatuun.

Mikä on ultraäänivirtausmittaus?

Ultraäänivirtausmittaus määrittää nesteen nopeuden välittämällä ääniaaltoja nesteen tai kaasun läpi ja analysoimalla näiden aaltojen käyttäytymistä. Mittari lähettää ultraäänipulsseja - tyypillisesti 0,5–4 MHz:n alueella - nesteen läpi ja laskee virtausnopeuden signaalin kulkuajan tai taajuuden muutosten perusteella. Tämä nopeus muunnetaan sitten tilavuusvirtaukseksi käyttämällä tunnettua putken poikkileikkausta.

Toisin kuin mekaaniset virtausmittarit, kuten turbiini- tai syrjäytystyypit, ultraäänimittareissa ei ole pyöriviä osia, hammaspyöriä tai esteitä virtausvirrassa. Tämä eliminoi mekaanisen kulumisen, vähentää huoltotarvetta ja välttää tunkeilevien mittarirunkojen aiheuttaman painehäviön. Katso syvemmälle perustoimintakonsepti, katsomikä on ultraäänivirtausmittari.

Konfiguraatioissa{0}}anturit asennetaan putken ulkopuolelle, joten prosessinesteen kanssa ei ole kosketusta ollenkaan. Tämä tarkoittaa, ettei putkia katkaista, prosessia ei pysäytetä eikä kontaminaatioriskiä -, minkä vuoksi ultraäänivirtausmittareiden kiinnittimestä- on tullut vakiotyökalu jälkiasennustöihin, väliaikaiseen diagnostiikkaan ja sovelluksiin, joissa linjaa ei voida avata.

Kuinka ultraäänivirtausmittari toimii?

Kaikki ultraäänivirtausmittarit luottavat ääniaaltojen ja nesteen liikkeen väliseen vuorovaikutukseen. Erityinen mittausperiaate määrittää, mitä nesteolosuhteita mittari pystyy käsittelemään, kuinka tarkka se on ja missä se toimii parhaiten.

Transit{0}}aikaperiaate

Transit{0}}ultraäänivirtausmittarit käyttävät anturiparia, joka on sijoitettu putkeen. Toinen lähettää ultraäänipulssin alavirtaan (virtauksen mukana) ja toinen lähettää pulssin vastavirtaan (virtausta vastaan). Koska virtaava neste kuljettaa myötävirran signaalia hieman nopeammin ja hidastaa ylävirran signaalia, nämä kaksi kulkuaikaa eroavat toisistaan. Mittari mittaa tämän aikaeron - usein vain nanosekuntia - ja käyttää sitä virtausnopeuden laskemiseen.

Tämä periaate edellyttää, että ultraäänisignaali kulkee puhtaasti nesteen läpi. Tämän vuoksi kuljetus{1}}aikamittarit soveltuvat parhaiten homogeenisille, suhteellisen puhtaille nesteille: vesi, jäähdytetty vesi, kondensaatti, glykoliliuokset, kevyet öljyt ja useimmat puhtaat kemialliset prosessinesteet. MukaanASME MFC-5.1, tämä standardi säätelee erityisesti transit{0}}ultraäänimittareita, joita käytetään tilavuusvirtauksen mittaamiseen täysin täytetyissä suljetuissa putkissa, joilla on homogeeniset akustiset ominaisuudet.

Hyvissä olosuhteissa - puhdas neste, oikeat putkitiedot, riittävä suora juoksu ja oikea asennus - siirto-aikakiristin-mittareihin saavuttaa rutiininomaisesti ±0,5–±2 % lukemasta. Säilytyksen siirtoon käytetyt monipolkuiset rivimittarit voivat saavuttaa ±0,15–±0,5 %. Lisätietoja siitä, mikä ohjaa näitä lukuja, on artikkelissammekuinka parantaa ultraäänivirtausmittarin tarkkuutta.

Dopplerin periaate

Doppler-ultraäänivirtausmittarit toimivat eri tavalla. Muunnin lähettää ultraäänisignaalin nesteeseen, ja tämä signaali heijastuu suspendoituneista hiukkasista, kaasukupista tai muista virran mukana liikkuvista epäjatkuvuuksista. Heijastunut signaali palauttaa siirretyllä taajuudella - Doppler-ilmiön - ja mittari laskee virtausnopeuden tästä taajuuden muutoksesta.

Kriittinen vaatimus on, että nesteessä on oltava heijastimia. Puhtaat, partikkelit{1}}vapaat nesteet eivät tuota käyttökelpoista Doppler-signaalia. Tämä tekeeDoppler-ultraäänivirtausmittaritluonnollinen valinta jätevedelle, lietteelle, lietteelle, kaivosjätteille ja muille likaisille tai ilmastettuille nesteille, joissa kulkuajan mittaus{0}} epäonnistuisi.

Doppler-mittarit ovat yleensä vähemmän tarkkoja kuin siirto{0}}aikamittarit - tyypillisesti ±2 % - ±5 % suotuisissa olosuhteissa. Tarkkuus riippuu suuresti hiukkaspitoisuudesta, hiukkasten jakautumisesta virtausprofiilissa ja siitä, kuinka johdonmukaisesti heijastimet edustavat todellista keskimääräistä virtausnopeutta. Sovelluksissa, joissa trendin seuranta on tärkeämpää kuin absoluuttinen tarkkuus, Doppler-mittarit ovat käytännöllinen ja kustannustehokas ratkaisu.

Risti{0}}korrelaatiomenetelmä

Jotkut kehittyneet ultraäänijärjestelmät käyttävät risti{0}}korrelaatiota, joka seuraa luonnossa esiintyviä häiriöitä tai kuvioita virtauksessa -, kuten turbulenssia, pyörteitä tai tiheyden vaihteluita -, kun ne ohittavat useita tunnistuspisteitä. Mittari arvioi virtausnopeuden mittaamalla aikaviiveen ensimmäisestä anturista kuvion ilmestymisen ja toisessa anturissa saman kuvion ilmestymisen välillä.

Risti-korrelaatio on harvinaisempi kuin siirto-aika- tai Doppler-menetelmät, mutta se pystyy käsittelemään nesteolosuhteita, jotka haastavat molemmat -, esimerkiksi erittäin ilmastetut tai turbulentit virtaukset, joissa puhdas signaalin siirto on vaikeaa ja hiukkasten jakautuminen epätasaista. Tämän lähestymistavan taustatietoja on teknisessä artikkelissammeristi-korrelaatiomenetelmä ultraäänivirtauksen mittaamiseen.

Ultraäänivirtausmittareiden tyypit

Ultraäänivirtausmittarit luokitellaan asennustavan (kiinnitys{0}}online vs. inline) ja käyttöönottotavan mukaan (kannettava tai kiinteä). Jokainen kokoonpano sopii erilaisiin käyttötarpeisiin, ja väärän vaihtoehdon valinta on yleinen projektien turhautumisen lähde.

Kiinnitä{0}}ultraäänivirtausmittarit

Kiinnitä{0}}mittarit ulkopuolelta putken seinään. Anturit kiinnittyvät kiinnikkeillä tai kiskoilla, ja kytkentäaine välittää ultraäänisignaalin putken seinämän läpi nesteeseen. Ei putken leikkaamista, ei hitsausta, ei prosessin keskeytyksiä.

Tämä ei-invasiivinen asennus on ensisijainen syykiinnitä{0}}ultraäänivirtausmittarithallitsevat jälkiasennusprojektit, tilapäiset mittauskampanjat, energiakatselmukset ja järjestelmän tasapainotustyöt. LVI-järjestelmissä, talotekniikassa ja vedenjakeluverkoissa mahdollisuus asentaa mittari ilman järjestelmän sammuttamista säästää päivien suunnittelulta ja tuhansia seisokkikuluja.

Rajoituksena on, että tarkkuus riippuu tekijöistä, jotka asentajan on saatava oikein: putken ulkohalkaisija, seinämän paksuus, putken materiaali, vuorauksen läsnäolo, pinnan kunto, anturin etäisyys ja riittävä suora putken kulku. Kiinnitä-hyvin luonnehdittujen metalliputkien, joissa on puhtaat seinät,-suorituskykyiset rivimittarit. Vanhoissa, syöpyneissä tai vuoratuissa putkissa, joiden sisäisiä olosuhteita ei tunneta, tarkkuus voi heikentyä merkittävästi. Jos työskentelet ikääntyvän infrastruktuurin parissa, oppaamme onkiinnitä{0}}ultraäänivirtausmittarin tarkkuuskattaa mitä odottaa ja kuinka lieventää yleisiä virheitä.

Inline Ultraäänivirtausmittarit

Inline-mittarit asennetaan suoraan putkijärjestelmään - mittarin rungosta tulee osa linjaa, ja anturit sijaitsevat kiinteissä, valmistajan-ohjamissa asennoissa virtausreitin sisällä. Koska akustinen geometria on tarkasti määritelty eikä se riipu ulkoisista putken olosuhteista, rivimittarit tarjoavat tasaisemman pitkän ajan{3}}tarkkuuden.

Monipolkuiset ultraäänimittarit -, jotka ottavat näytteitä nopeusprofiilista useissa jännepisteissä -, ovat vakiovalinta säilytyksen siirtoon, veromittaukseen ja korkean-tarkkuuden prosessinhallintaan. Niitä käytetään laajasti öljy- ja kaasuputkien mittausasemilla, joita säätelevät maakaasun mittaamiseen liittyvät standardit, kuten AGA-raportti nro{5}}.

Kompromissi on asennuskustannukset ja monimutkaisuus. Inline-mittarit vaativat putkimuutoksia, laippaliitoksia tai hitsattuja kelakappaleita ja yleensä prosessin pysäyttämistä käyttöönoton aikana. Kiinteissä asennuksissa, joissa mittausvakaus oikeuttaa ennakkoinvestoinnin, inline on vahvempi valinta. Lisätietoja putkien-tyyppisistä malleista on artikkelissammeputkilinjan ultraäänivirtausmittareiden ominaisuudet.

Kannettavat vs. kiinteät ultraäänivirtausmittarit

Kannettavat ultraäänivirtausmittarit on suunniteltu väliaikaiseen käyttöön: vianetsintään, virtausmittauksiin, pumpun suorituskyvyn varmentamiseen, energiakatselmuksiin ja asennettujen laitteiden ristiin{0}}tarkistukseen. Ne käyttävät yleensä kiinnitintä-antureissa, joissa on kädessä pidettävä tai akkukäyttöinen-näyttöyksikkö, ja ne voivat siirtyä putkesta putkeen muutamassa minuutissa. Ohjeita kenttäkäyttöön, katsokannettava ultraäänivirtausmittarin ohjeet.

Kiinteät ultraäänivirtausmittarit on asennettu kiinteästi jatkuvaa valvontaa, prosessin ohjausta tai hyötymittausta varten. Ne kytkeytyvät laitoksen ohjausjärjestelmiin 4–20 mA:n pulssi- ​​tai digitaalisen tiedonsiirtolähdön kautta ja toimivat ilman valvontaa vuosia.

Päätös on yksinkertainen: jos tarvitset tietoja yhdestä pisteestä kuukausien tai vuosien ajalta, asenna kiinteä mittari. Jos sinun on mitattava virtaus useissa paikoissa, vahvistettava muut instrumentit tai suoritettava lyhytkestoinen-tutkimus,kannettava ultraäänivirtausmittarion oikea työkalu.

Kiinnitys-On vs. Inline Ultraäänivirtausmittarit: Milloin kutakin käyttää

Nyrkkisääntö:Jos et voi sulkea linjaa, et tiedä milloin sinun on siirrettävä mittaria, tai olet tekemässä jälkiasennusta, jossa putken muuttaminen on epäkäytännöllistä, kiinnitys{0}}on yleensä oikea aloituskohta. Jos sovellus vaatii jäljitettävää tarkkuutta, mittauspiste on pysyvä ja voit suunnitella sammutuksen asennuksen ajaksi, inline tarjoaa vahvemman-pitkän aikavälin suorituskyvyn.

Kuljetus-Aika vs. Doppler: mikä periaate sopii nesteeseesi?

Yleisin valintavirhe on kulkuaikamittarin valitseminen{0}}nesteelle, joka sisältää runsaasti suspendoituneita kiintoaineita, tai Doppler-mittarin toimivan puhtaalla vedellä. Jos nesteesi putoaa harmaalle alueelle - hieman likainen, ajoittain ilmastettu -, keskustele sovelluksesta mittarin toimittajan kanssa ennen sitoutumista. Joissakin nykyaikaisissa mittareissa on hybridimuotoja, jotka voivat vaihtaa{5}}siirtoajan ja Dopplerin välillä nesteolosuhteiden mukaan, mutta ne eivät ole yleisiä.

Ultraäänivirtausmittareiden edut

Ultraäänivirtausmittarit ovat saavuttaneet laajan teollisuuden käyttöönoton, koska ne ratkaisevat useita ongelmia, joita mekaaniset ja muut tunkeilevat mittarit eivät pysty. Tässä ovat käytännössä tärkeimmät edut:

Ei liikkuvia osia, ei mekaanista kulumista.Koska virtausvirrassa ei pyöri tai edestakaisin, ultraäänimittarit välttävät asteittaisen heikkenemisen, joka lyhentää turbiinien ja syrjäytysmittareiden käyttöikää. Tämä tarkoittaa suoraan alhaisempia huoltokustannuksia ja pidempiä huoltovälejä.

Ei paineen laskua.Mittareiden kiinnitys{0}} ei aiheuta painehäviöitä, koska ne eivät koskaan kosketa nesteitä. Jopa inline-ultraäänimittarit tuottavat merkityksettömän painehäviön verrattuna suutinlevyihin, turbiinimittareihin tai syrjäytysmalleihin. Halkaisijaltaan suurissa-putkistoissa ja energia-herkissä järjestelmissä tämä voi tarkoittaa merkittäviä pumppauskustannussäästöjä.

Ei-invasiivinen asennus (kiinnitys-).Mahdollisuus asentaa virtausmittari leikkaamatta putkea, pysäyttämättä tuotantoa tai altistamatta työntekijöitä prosessinesteelle on merkittävä toiminnallinen ja turvallisuusetu - erityisesti vaarallisissa, syövyttävissä tai hygieenisissa sovelluksissa. Lue lisää aiheestanestevirtausmittareiden kiinnittimen{0}}edut.

Laaja putkikokovalikoima.Ultraäänimittarit skaalautuvat hyvin pienistä-poraisista putkista (DN15 ja joissakin malleissa enemmän{2}}) erittäin suuriin putkiin (DN3000+). Suuren-halkaisijan sovelluksissa ultraääni on usein ainoa käytännöllinen ei--tunkeileva vaihtoehto, koska mekaaniset vaihtoehdot tulevat kohtuuttoman kalliiksi tai fyysisesti epäkäytännöllisiksi asentaa.

Hyvä toistettavuus prosessin ohjauksessa.Vaikka absoluuttinen tarkkuus on kohtalainen, ultraäänimittarit tarjoavat tyypillisesti vahvan toistettavuuden - ±0,2–±0,5 % monissa asennuksissa. Prosessin ohjauksessa, energianvalvonnassa ja järjestelmän tasapainottamisessa yhdenmukaisilla lukemilla on yhtä suuri merkitys tai enemmän kuin absoluuttinen luku.

Rajoitukset: Kun ultraäänivirtausmittarit eivät sovi parhaiten

Ultraäänitekniikan vaikeuksien ymmärtäminen on yhtä tärkeää kuin sen kunnon tunteminen. Nämä ovat olosuhteet, jotka johtavat yleisimmin huonoihin tuloksiin tai täydelliseen epäonnistumiseen:

Osittain täytetyt putket.Useimmat ultraäänivirtausmittarit olettavat, että putki on täysin täynnä nestettä. Jos linja kulkee osittain tyhjänä - yleistä painovoiman-syöttöjärjestelmissä, suurissa tyhjennyslinjoissa tai ajoittaisissa virtauksissa -, akustinen reitti katkeaa ja lukemat muuttuvat epäluotettavaksi. Avoin-kanava- tai taso-pohjaiset virtauksen mittausmenetelmät sopivat paremmin näihin olosuhteisiin.

Voimakasta sisäistä hilseilyä tai korroosiota.Tuntemattomat kerrostumat, ruostekerrokset tai huonontuneet putken seinämät vääristävät akustisen signaalin reittiä ja aiheuttavat mittausvirheitä, joita mittari ei voi korjata. Tämä on yleisin yksittäinen huonon suorituskyvyn lähde-vanhemmissa teollisuuslaitoksissa. Kun putken ikä on yli 15–20 vuotta ja sisäisiä tarkastustietoja ei ole saatavilla, pidä jokaista asennuksessa olevaa puristinta mahdollisena tarkkuusriskinä, joka edellyttää kenttätarkastusta.

Yhteensopimattomat putkimateriaalit tai vuoraukset.Kumi{0}}vuoratut putket imevät ultraäänienergiaa voimakkaasti ja tuottavat usein heikkoja tai käyttökelvottomia signaaleja. Betoniputket, lasikuitu{2}}vahvistettu muovi ja jotkin komposiittimateriaalit vaimentavat myös signaalia niin paljon, että mittauksen kiinnittäminen on epäkäytännöllistä. Varmista yhteensopivuus mittarin valmistajan kanssa ennen kuin määrität kiinnikkeen -muille kuin-metallisille tai vuoratuille putkelle.

Nesteolosuhteet mittarin alueen ulkopuolella.Kuljetus{0}}aikamittarit epäonnistuvat, jos neste sisältää liikaa kiintoaineita tai kuplia. Doppler-mittarit epäonnistuvat, kun neste on liian puhdasta. Kumpikin tyyppi voi kamppailla erittäin viskoosisten nesteiden, äärimmäisten lämpötilojen tai nopeasti muuttuvien prosessiolosuhteiden kanssa, jotka estävät vakaan signaalinkäsittelyn.

Riittämätön suora putkikulku.Ultraäänimittarit tarvitsevat kehittyneen, symmetrisen virtausprofiilin tarkkojen lukemien tuottamiseksi. Alan käytäntö suosittelee vähintään 10 putken halkaisijaa suoraa, esteetöntä putkea ennen mittauspistettä ja 5 halkaisijaa myötävirtaan mittauspisteestä. Asennukset lähellä kulmakappaleita, venttiileitä, pumppuja tai supistusputkia aiheuttavat virtaushäiriöitä, jotka heikentävät tarkkuutta - joskus 5 % tai enemmän. Artikkelimme aiheestariittämättömien suorien putkiosien vaikutusselittää, miksi tällä on merkitystä.

Ultraäänivirtausmittari vs. muut tekniikat

Mikään yksittäinen virtausmittaritekniikka ei ole paras jokaiseen käyttötarkoitukseen. Oikea vertailu riippuu nesteestäsi, putkestasi, asennusrajoituksista ja tarkkuusvaatimuksista.

Ultraääni vs. sähkömagneettiset virtausmittarit

Sähkömagneettiset (mag) virtausmittarit mittaavat virtausta havaitsemalla jännitteen, joka syntyy, kun johtava neste liikkuu magneettikentän läpi. Ne ovat todistetusti erittäin luotettava valinta vesi-, jätevesi-, liete- ja sähköä johtaviin kemiallisiin sovelluksiin. Katso yksityiskohtainen-vierestä-vertailuultraäänivirtausmittari vs. sähkömagneettinen virtausmittari.

Magmetrit vaativat johtavaa nestettä (yleensä suurempi tai yhtä suuri kuin 5 µS/cm), täydet-putken olosuhteet ja putkiasennuksen - mittarin runko on virtausreitillä. Hiukkaset, viskositeetti tai virtausprofiili eivät vaikuta niihin samalla tavalla kuin ultraäänimittareihin, mikä tekee niistä poikkeuksellisen luotettavia lika--neste- ja lietehuoltoon.

Ultraäänimittarit menestyvät, kun ei-invasiivinen asennus on välttämätöntä, kun neste ei ole-johtavaa (hiilivedyt, deionisoitu vesi, glykoli) tai kun putki on liian suuri käytännölliseen inline magimetriin. Mag-mittarit voittaa, kun tarvitaan jatkuvaa johtavien nesteiden mittausta ja inline-asennus on hyväksyttävää. Vesi- ja jätevesilaitoksissa molemmat tekniikat toimivat usein rinnakkain -sähkömagneettiset virtausmittaritpysyviin prosessilinjoihin ja kiinnitä{0}}ultraäänimittarit jälkiasennettaviin tai väliaikaisiin kohtiin.

Ultraääni vs. turbiinivirtausmittarit

Turbiinin virtausmittaritkäytä roottoria, joka pyörii suhteessa virtausnopeuteen. Ne tarjoavat hyvän tarkkuuden puhtaissa, alhaisen viskositeetin{1}}nesteissä, ja niillä on pitkä historia öljy- ja vesisovelluksissa.

Haittapuolena on mekaaninen kuluminen. Roottori, laakerit ja akseli heikkenevät ajan myötä, erityisesti nesteissä, joissa on hiukkaspitoisuutta. Turbiinimittarit luovat myös mitattavissa olevan painehäviön ja vaativat säännöllistä kalibrointia kulumiseen liittyvän{2}}poikkeaman kompensoimiseksi. Järjestelmissä, joissa pitkä käyttöikä, vähäinen huolto ja ilman painehäviötä ovat etusijalla, ultraäänimittarit tarjoavat selkeän toiminnallisen edun.

Ultraääni vs. Vortex-virtausmittarit

Vortex-virtausmittarithavaita virtaukseen asetetun bluffikappaleen aiheuttamia pyörteitä. Niitä käytetään laajalti höyryn, paineilman ja teollisuuskaasun mittaussovelluksissa -, joissa ultraäänimittareita käytetään harvemmin.

Nesteen mittaamiseen ultraäänimittarit on yleensä helpompi asentaa jälkikäteen, ne eivät aiheuta paineen alenemista (puristin{0}}) eivätkä vaadi pysyvää tukosta linjaan. Vortex-mittarit ovat hyvä valinta, kun sovelluksessa käytetään höyryä tai kaasua kohtalaisella tai suurella nopeudella, jolloin ne tarjoavat luotettavan, vähän huoltoa{2}}.

Yleiset teolliset sovellukset

Vesi ja jätevesi

Vedenkäsittely- ja jakelulaitokset käyttävät transit{0}}ultraäänivirtausmittareita laajasti raakaveden ottoon, puhdistetun veden jakeluun, laitoksen prosessien seurantaan ja vuotojen havaitsemisohjelmiin. Mittareiden kiinnikkeet ovat erityisen arvokkaita jakeluverkoissa, joissa putkimittareiden lisääminen edellyttäisi palvelukatkoksia ja kalliita putkimuutoksia.

Jätevesissä Doppler-ultraäänimittarit käsittelevät suspendoituneita kiintoaineita ja vaihtelevia olosuhteita, joita läpikulkuaikamittarit eivät pysty. Lietelinjat, keittimen syötteet ja paluuaktiiviliete ovat yleisiä Doppler-sovelluksia. Lisätietoja vesisovelluksista, katsokiinnitä{0}}veden virtausmittarit.

LVI- ja kiinteistöpalvelut

Ultraäänivirtausmittarit ovat vakiolaite LVI-energianhallinnassa. Kiinnitä{1}}mittarit mittaamalla jäähdytetyn veden, kuuman veden ja lauhduttimen veden virtausta lämpöenergian kulutuksen laskemiseksi, jäähdyttimen suorituskyvyn tarkistamiseksi ja jakelusilmukoiden tasapainottamiseksi. Yhdessä lämpötila-antureiden kanssa ne muodostavat BTU-mittausjärjestelmien virtausmittauspuolen. Artikkelimme aiheestaUltraääni BTU-mittaritkattaa tämän sovelluksen yksityiskohtaisemmin.

Mahdollisuus asentaa kiinnitin{0}}mittareihin tyhjentämättä tai sammuttamatta LVI-järjestelmiä tekee niistä oletusvaihtoehdon rakennusten jälkiasennus- ja energiakatselmuksiin. Uusissa rakennuksissa on määritelty inline-ultraäänimittareita, joissa vaaditaan jatkuvaa energianmittausta.

Kemiallinen käsittely

Kemiantehtaat arvostavat ultraäänivirtausmittausta turvallisuus- ja kunnossapitosyistä. Kiinnitä{1}}mittareihin mahdolliset vuotokohdat, vältä kosketusta syövyttävien tai vaarallisten nesteiden kanssa ja vähennä ylläpidettävien prosessien läpivientien määrää. Sovelluksen tarkistus on olennainen - nesteiden yhteensopivuus, lämpötila-alue ja putkien materiaali vaikuttavat kaikki siihen, toimiiko tietty ultraäänimittari luotettavasti tietyssä kemiallisessa palvelussa.

Öljy ja kaasu

Öljyn ja kaasun alku- ja puolivälissä monipolkuiset ultraäänimittarit ovat vakiona sekä nestemäisten hiilivetyjen että maakaasun verotuksellisessa mittauksessa ja varastointisiirrossa. Mittareiden kiinnitys- palvelee käyttövesi-, ruiskutusvesi- ja prosessinvalvontatehtäviä, joissa ei-invasiivista asennusta suositellaan-. Kaasuultraäänimittarit käyttävät erikoistuneita muuntimia ja signaalinkäsittelyä, jotka on optimoitu maakaasun, CO₂:n ja muiden kaasumaisten väliaineiden akustisille ominaisuuksille. Katso kaasu-sovelluksistaUltraäänikaasuvirtausmittarit: niiden toiminta ja sovellukset.

Väliaikaiset virtaustarkastukset ja energiatutkimukset

Ultraäänimittareiden kannettava kiinnike-on oikea työkalu lyhytaikaiseen-virtauksen tarkistamiseen, pumpun tehokkuuden testaamiseen, järjestelmän tasapainottamiseen ja energiakatselmuksiin. Asennus kestää minuutteja, prosessia ei tarvita, ja mittari siirtyy seuraavaan mittauspisteeseen, kun työ on valmis. Tämä on yksi vahvimmista ultraäänitekniikan käyttötapauksista, koska mikään muu mittarityyppi ei tarjoa vastaavaa nopeutta ja joustavuutta tilapäiseen käyttöön.

Oikean ultraäänivirtausmittarin valinta: päätöksentekokehys

Oikean ultraäänivirtausmittarin valitseminen ei tarkoita "parhaan" mittarin löytämistä -, vaan mittarin sovittamista sen kohtaamiin erityisiin olosuhteisiin. Käy läpi nämä tekijät järjestyksessä:

1. Mikä on neste?Puhdas neste → kuljetusaika-. Neste, jossa on merkittäviä suspendoituneita kiintoaineita tai kuplia → Doppler. Ei--johtava neste, jossa sisäänrakennettu sähkömagneetti ei ole vaihtoehto → kulkuaika-ultraääni. Kaasu → erikoistunut kaasu-ultraäänimittari (ei tavallinen nestepuristin{6}}kyllä).

2. Mikä putki on?Metalliputki tunnetulla mitat ja puhtaat seinät → kiinnitys{0}}on yksinkertaista. Vuorattu putki, muovi tai komposiitti → tarkista yhteensopivuus valmistajalta. Vanha putki, jonka sisätila on tuntematon → odota heikentynyttä tarkkuutta kiinnityksestä-; harkitse inline- tai vaihtoehtoista tekniikkaa. Katso putkien olosuhteisiin liittyvät valintaohjeetultraäänivirtausmittarien valinnasta.

3. Mitä tarkkuutta tarvitset?Yleinen seuranta, trendianalyysi tai järjestelmän tasapainottaminen → kiinnitys{0}}±1–2 % riittää yleensä. Laskutus, viranomaisraportointi tai säilytysten siirto → sisäänrakennettu moni-polku ±0,5 % tai enemmän, jäljitettävällä kalibroinnilla.

4. Väliaikainen vai pysyvä?Lyhytaikainen-kampanja, diagnostiikka tai vahvistus → kannettava puristin{1}}päällä. Pitkäaikainen-seuranta tai prosessin ohjaus → kiinteä puristin-kiinnitettynä tai sisäänrakennettuna.

5. Voitko sulkea linjan?Ei → kiinnitys-kiinni. Kyllä, ja tarkkuus tai pitkän ajan-vakaus oikeuttaa kustannukset → inline.

6. Mikä on asennusympäristö?Tarkista käyttölämpötila, ympäristöolosuhteet, käytettävissä oleva suora putkikulku (vähintään 10D ylävirtaan, 5D alavirtaan) ja saavutettavuus anturin asennusta tai huoltoa varten.

Asennus parhaat käytännöt

Huonosti asennettu-ultraäänivirtausmittari tuottaa huonoja tuloksia. Asennuslaadulla on enemmän vaikutusta todelliseen-tarkkuuteen kuin mittarimerkkien eroilla. Noudata näitä käytäntöjä saadaksesi kaiken irti ultraäänivirtausmittarista:

Järjestä riittävä suora putkikulku.Teollisuuden yleinen suositus on vähintään 10 putken halkaisijaa suoraa, esteetöntä putkea ylävirtaan ja 5 halkaisijaa myötävirtaan. Kun kaksinkertainen kulmakulma on eri tasoissa, laajenna 20 halkaisijaan ylävirtaan tai asenna virtauksen säädin. Yksityiskohtainen oppaamme osoitteessavarotoimet ultraäänivirtausmittareiden asentamiseksikattaa tietyt kokoonpanot.

Varmista, että putki on täynnä.Ultraäänimittarit vaativat täysin täytetyn putken. Osittain täytetyt rivit tuottavat virheellisiä tai merkityksettömiä lukemia. Jos olet epävarma putkien täydestä-kunnosta, tarkista ennen asennusta.

Valitse oikea anturin asento.Asenna vaakaputkien anturit sivulle -, ei yläosaan (johon ilma voi kerääntyä) tai alaosaan (johon sedimentti voi laskeutua). Pystyputkissa valitse osio, jossa neste virtaa ylöspäin varmistaaksesi täydelliset putkiolosuhteet.

Valmistele putken pinta (kiinnitä{0}}).Poista maali, ruoste, hilse ja irtonainen materiaali asennusalueelta. Puhdas, sileä pinta on välttämätön hyvälle akustiselle kytkennälle. Levitä valmistajan suosittelemaa kytkentämassaa tasaisesti, ilman ilmarakoja anturin pinnan ja putken seinämän välillä.

Anna tarkat putken parametrit.Putken ulkohalkaisija, seinämän paksuus, vuorauksen paksuus, putken materiaali ja nesteen tyyppi on syötettävä oikein. Pienetkin seinämänpaksuuden virheet - muutama millimetrin kymmenesosa - voivat siirtää laskettua virtausnopeutta niin paljon, että tuloksena on merkittävä mittausvirhe. Mittaa putken mitat suoraan mieluummin kuin luota piirustuksiin.

Tarkista signaali asennuksen jälkeen.Tarkista signaalin voimakkuus, signaalin laatu ja siirto{0}}aikasuhteen lukemat valmistajan hyväksymiskriteerien perusteella, ennen kuin luotat mittaukseen. Heikot tai marginaaliset signaalit asennuksen aikana vain pahenevat ajan myötä.

Yleiset ongelmat ja vianetsintä

Useimmat ultraäänivirtausmittarin ongelmat juontavat juurensa asennusongelmiin, vääriin putkitietoihin tai nesteolosuhteisiin, jotka eivät vastaa mittarin ominaisuuksia. Tässä ovat yleisimmät kenttäongelmat ja mistä etsiä ensin:

Ei signaalia tai signaali on erittäin heikko.Tarkista anturin etäisyys (laske tarvittaessa uudelleen), kytkimen laatu, putkimateriaalien yhteensopivuus ja onko putken seinämä liian paksu tai vaimentaako anturin taajuutta. Raskaat sisäiset kerrostumat voivat myös tukkia akustisen reitin kokonaan.

Epävakaat tai vaihtelevat lukemat.Yleisiä syitä ovat ilman tunkeutuminen, turbulenttinen virtaus lähellä olevista kulmista tai venttiileistä, pumpun -indusoitu pulsaatio, putken tärinä tai nopeasti muuttuvat prosessiolosuhteet. Antureiden siirtäminen osalle, jossa on parempi suorakulku, ratkaisee usein tämän.

Tasainen siirtymä tai -odotettua-alempi tarkkuus.Tarkista putken mitat, jotka on syötetty mittariin - ulkohalkaisija, seinämän paksuus ja erityisesti vuorauksen paksuus, jos sellainen on. Varmista, että putki on täynnä. Tarkista, onko sisäinen skaalaus muuttanut tehollista sisähalkaisijaa. Jopa 2–3 mm:n huomioimaton{6}}kertymä sisäseinään voi muuttaa lukemia useilla prosenteilla.

Lukemat, jotka ajautuvat ajan myötä.Asteittainen ajautuminen viittaa yleensä muuttuviin putkiolosuhteisiin (uudet kerrostumat, pinnoitteen heikkeneminen), kytkentäyhdisteen hajoamiseen tai anturin liikkeeseen. Kytkimen laadun ja signaalidiagnostiikan säännöllinen uudelleentarkistus on hyvä käytäntö kaikissa asennuksen yhteydessä olevissa pysyvissä kiinnikkeissä. Katso tarkempi vianetsintämenetelmä kohdastaratkaisuja yleisiin ultraäänivirtausmittareiden ongelmiin.

Usein kysytyt kysymykset

Voiko ultraäänivirtausmittarit mitata kaasua?

Kyllä, mutta kaasu-ultraäänivirtausmittarit ovat eri tuoteluokka kuin tavalliset nestemittarit. Kaasun mittaus vaatii erikoistuneita muuntimia, erilaista signaalinkäsittelyä ja huolellista huomiota paineeseen, lämpötilaan ja kaasun koostumukseen. Mittarissa olevaa nestepuristinta-ei voida vain kiinnittää kaasuputkeen. Monipolkuisia kaasuultraäänimittareita, joita säätelevät standardit, kuten AGA-raportti nro. 9, käytetään laajasti maakaasun varastoinnin siirtoon. Katso lisätietojaultraäänikaasuvirtausanturin toimintaperiaate.

Kuinka tarkkoja kiinnitys{0}}ultraäänivirtausmittarit ovat?

Suotuisissa olosuhteissa - puhdas metalliputki, oikeat putken parametrit, hyvä pinnan valmistelu, riittävä suorakulkuinen - puristin-kuljetus-aikamittarissa saavuttaa tyypillisesti ±0,5–±2 % lukemasta. Vaikeissa putkissa (vanhoissa, vuoratuissa, syöpyneissä tai joiden seinän tiedot ovat epävarmat) todellinen tarkkuus voi heikentyä ±3 %:sta ±5 %:iin tai huonompaankin. Toistettavuus on yleensä parempi kuin absoluuttinen tarkkuus, joten metrien kiinnitys{11}}soveltuu hyvin trendeihin ja suhteellisiin vertailuihin, vaikka absoluuttinen luku sisältää enemmän epävarmuutta.

Voivatko ultraäänivirtausmittarit toimia vanhoissa putkissa?

Ne voivat, mutta vanhat putket ovat yleisin mittausongelmien lähde{0}}. Sisäinen skaala, korroosio, pistesyöpyminen, tuntemattomat vuorauksen jäänteet ja seinämän paksuus, joka ei enää vastaa alkuperäisiä määrityksiä, heikentävät signaalin laatua ja aiheuttavat virheitä. Ennen kuin asennat vanhaan putkeen, mittaa todellinen seinämän paksuus ultraäänipaksuusmittarilla, tarkasta ulkopinnan epätasaisuudet ja odota lukemien tarkistamista referenssiin, jos mahdollista.

Mitkä putkimateriaalit toimivat{0}}ultraäänivirtausmittareiden puristimien kanssa?

Useimmat metallit toimivat hyvin: hiiliteräs, ruostumaton teräs, valurauta, kupari ja alumiini. Myös monet kovat muovit (PVC, CPVC, HDPE) toimivat, vaikka signaalin vaimennus on suurempi kuin metallien. Kumi-vuorattujen putkien, betoniputkien, lasikuitujen ja joidenkin komposiittimateriaalien kiinnittäminen mittaukseen on vaikeaa tai mahdotonta liiallisen signaalin absorption vuoksi. Varmista aina putkimateriaalin yhteensopivuus mittarin toimittajalta.

Tarvitsevatko ultraäänivirtausmittarit suoria putkiajoja?

Kyllä. Vakioohje on vähintään 10 putken halkaisijaa suoraa putkea ennen mittauspistettä ja 5 halkaisijaa myötävirtaan mittauspisteestä. Monimutkaisemmat ylävirran häiriöt - kaksoiskulmaukset eri tasoissa, osittain avoimet venttiilit, pumpun poistoputket - voivat vaatia 15–20 halkaisijaa ylävirtaan tai virtauksen säätimen käyttöä. Riittämätön suora juoksu on yksi yleisimmistä syistä huonoon tarkkuuteen kenttäasennuksissa.

Milloin sinun pitäisi valita Doppler{0}}siirtoajan sijaan?

Valitse Doppler, kun neste sisältää merkittävän pitoisuuden suspendoituneita kiintoaineita, kaasukuplia tai muita akustisia heijastimia -, yleensä jätevettä, lietettä, lietettä tai voimakkaasti ilmastettuja prosessinesteitä. Jos neste on puhdasta ja tasalaatuista, kuljetusaika-on parantaa tarkkuutta ja luotettavampaa suorituskykyä.

Soveltuvatko ultraäänivirtausmittareiden kiinnikkeet{0}}huollon siirtoon?

Useimmissa tapauksissa ei. Säilytyksen siirto ja verotuksellinen mittaus edellyttävät jäljitettävää tarkkuutta, usein ±0,5 % tai parempaa, dokumentoidulla kalibroinnilla. Monipolkuiset ultraäänimittarit ovat näiden sovellusten standardi. Huippu-kiinnike-järjestelmissä, joissa on todennettu asennus ja ihanteelliset putkiolosuhteet, voi lähestyä säilytys-siirtotarkkuutta joissakin sopimusjärjestelyissä, mutta ne eivät ole oletusvaihtoehto rahoitustapahtumissa.

Johtopäätös

Ultraäänivirtausmittarit tarjoavat yhdistelmän ei--invasiivista asennusta, painehäviötä, ei liikkuvia osia ja laajaa sovellusaluetta, jota mikään muu yksittäinen virtausmittaritekniikka ei vastaa. Mutta ne eivät ole universaali ratkaisu. Todellinen-suorituskyky riippuu oikean mittausperiaatteen (siirto-aika tai Doppler) sovittamisesta nesteeseen, oikean muotokertoimen valitsemisesta (kiinnitys-on tai inline) asennukselle ja putkitietojen, anturin sijoittelun ja suoran juoksun tietojen saamisesta oikein.

Tekniikka toimii parhaiten, kun käyttäjät ymmärtävät sekä sen vahvuudet että rajat. Mittarin kiinnitys-hyvin-karakteroidussa teräsputkessa voi tuottaa luotettavan,-vähän huoltoa vaativan mittauksen vuosia. Sama mittari väärässä putkessa, väärässä paikassa, väärillä tiedoilla tuottaa lukuja, jotka näyttävät uskottavilta, mutta eivät sitä ole.

Tarvitsen apua valinnassa akiinnitä{0}}taiinline ultraäänivirtausmittarihakemuksellesi?Ota yhteyttä suunnittelutiimiimmehakemusten tarkistamista ja teknisiä suosituksia varten.