Šta je višestruki ultrazvučni mjerač protoka?
Višestruki putultrazvučni merač protokaje visoko{0}}precizan instrument koji mjeri protok fluida koristeći princip širenja akustičnog talasa. U poređenju sa jednostrukim-mjerima protoka, višeputni dizajni poboljšavaju tačnost mjerenja i brzinu odziva korištenjem više akustičnih puteva. Thekonstrukcijski dizajnmjerne cijevi je ključni faktor u osiguravanju performansi mjerača protoka.
Konstrukcijski dizajn višeputnih ultrazvučnih mjerača protoka
Prilikom projektovanja mjerne cijevi višeputnog ultrazvučnog mjerača protoka, prvo se moraju uzeti u obzir sljedeća tri osnovna principa:
Ujednačenost protoka
Dizajn cijevi mora osigurati ravnomjeran protok tekućine i izbjeći greške u mjerenju uzrokovane lokalnom turbulencijom ili ne-neujednačenošću protoka.
Karakteristike prostiranja akustičkog talasa
Dizajn cijevi mora osigurati da se akustični valovi mogu ravnomjerno širiti kroz cijev i minimizirati slabljenje ili smetnje uzrokovano zidovima cijevi, svojstvima fluida ili drugim faktorima koji utiču na širenje zvuka.
Raspored senzora
Položaji i raspored akustičnih predajnika i prijemnika moraju biti razumno raspoređeni kako bi se osigurali tačni podaci mjerenja.
Vrijedi napomenuti da geometrijski oblik i dimenzije cijevi imaju direktan utjecaj na širenje akustičnih valova. Odabir promjera cijevi mora se temeljiti na nominalnom pritisku, projektnom pritisku medija, temperaturi medija, opsegu protoka i optimalnom opsegu performansi mjerača protoka. Veći promjer cijevi može smanjiti smetnje u protoku tekućine, ali može dovesti do većeg prigušenja zvuka. Općenito, prečnik cijevi treba razumno odabrati prema brzini protoka i brzini fluida.
Napomena
Dužina cijevi ima važan utjecaj na ujednačenost protoka. Općenito, dužina cijevi treba biti dovoljno duga da omogući fluidu da se razvije u potpuno stabiliziran tok, smanjujući utjecaj ulaznih i izlaznih smetnji na mjerenje.
Dimenzije višeputnog ultrazvučnog merača protoka
Dimenzionalni zahtjevi uključuju nominalni prečnik DN (mm), dužinu L (mm), visinu H (mm), širinu D (mm), unutrašnji prečnik prolaza za protok φd (mm) i prečnik rupe za vijke φn. Mjerač protoka ima prirubničke spojeve, a dimenzije prirubnice su u skladu sa GB/T 9124.1-2019 prirubnicama za čelične cijevi, dio 1: PN serija.
Ovaj princip rada ultrazvučnog mjerača protoka usvaja visoku-tehnologiju dizajna protiv buke i opremljen je ugrađenim-trostepenim pločastim-kondicionerom protoka ili drugim strukturalnim ugrađenim-kondicionerima protoka. Potrebne dužine ravne cijevi uzvodno i nizvodno ultrazvučnog mjerača protoka moraju zadovoljiti zahtjeve prikazane na slikama.
Zahtjevi za dužinu ravne cijevi
Za jednosmjerni ultrazvučni mjerač protoka plina (sa ugrađenim-kondicionerom protoka), duž smjera protoka, dužina uzvodne ravne cijevi mora biti veća ili jednaka 5D, a dužina nizvodne ravne cijevi mora biti veća ili jednaka 3D.
Za jednosmjerni ultrazvučni mjerač protoka plina (bez ugrađenog-kondicionera protoka), duž smjera protoka, dužina uzvodne ravne cijevi mora biti veća ili jednaka 10D, a dužina nizvodne ravne cijevi veća ili jednaka 5D.
Za advosmjerni ultrazvučni mjerač protoka(dvosmjerni tip bez ugrađenog-upravljača protoka), duž smjera protoka, preporučena dužina uzvodne ravne cijevi mora biti veća ili jednaka 10D, a dužina nizvodne ravne cijevi veća ili jednaka 10D.
Za dvosmjerni ultrazvučni mjerač protoka (dvosmjerni tip sa ugrađenim-kondicionerom protoka), duž smjera protoka, preporučena dužina uzvodne ravne cijevi mora biti veća ili jednaka 5D, a dužina nizvodne ravne cijevi veća ili jednaka 5D.
Osim razmatranja vanjskih strukturnih dimenzija, izbor materijala za mjerne cijevi je također važan za širenje akustičnog talasa i protok fluida. Materijali cijevi moraju imati niske karakteristike apsorpcije zvuka kako bi se smanjilo slabljenje signala uzrokovano apsorpcijom materijala tokom širenja talasa. Uobičajeni materijali uključuju nehrđajući čelik, specijalnu plastiku i kompozitne materijale. Odabir materijala mora biti kompatibilan sa fluidnim medijem kako bi se spriječila korozija ili hemijske reakcije tokom dugotrajnog-radnja. Za visoko korozivne fluide obično se biraju nerđajući čelik ili legure otporne na koroziju-. Faktore okoline kao što su temperatura, vlažnost, visok pritisak i nizak pritisak takođe treba uzeti u obzir pri odabiru materijala.
Višestruke primjene ultrazvučnih mjerača protoka
Višestazni ultrazvučni mjerač protoka plina uglavnom se sastoji od ultrazvučnih senzora za prijenos i primanje akustičnih signala, simetričnih, ukrštenih ili prstenastih akustičkih konfiguracija, adaptera za cijevi koji pričvršćuju ultrazvučne senzore na cijev i jedinice za obradu signala odgovorne za obradu akustičnih signala primljenih od senzora. Jedinica za obradu signala uključuje pojačala, filtere, analogno-u-digitalne pretvarače i druge komponente, koje pretvaraju analogne signale u digitalne i izračunavaju brzinu protoka.
Ultrazvučni pretvarač Metoda rasporeda cijevi
Postoji mnogo načina da se akustične staze ultrazvučnog merača protoka cevi rasporede u mernoj cevi, uglavnom uključujući paralelni raspored, paralelni/poprečni raspored, poprečni raspored i raspored mreže, kao što je prikazano na slici.
Paralelni raspored može u potpunosti odražavati raspodjelu brzine u cijevi. Unakrsni raspored može smanjiti sistemske greške upoređivanjem brzina protoka izmjerenih pomoću dvije ukrštene akustičke staze. Stoga se ova dva aranžmana široko koriste u praksi. Mrežni raspored povećava udaljenost akustične propagacije kroz refleksije i može u potpunosti odražavati distribuciju brzine u cijevi; međutim, slabljenje signala je izuzetno ozbiljno, pa se uglavnom koristi u laboratorijskim eksperimentalnim istraživanjima. Trenutno se u međunarodnoj upotrebi najčešće koriste paralelni i unakrsni aranžmani.
Bez obzira na odabrani aranžman, krajnji cilj je poboljšanje performansi mjerača protoka. Položaj akustičkih puteva i težinski koeficijenti svake staze imaju direktan uticaj na tačnost mjerenja protoka fluida u cijevi. Da bi istražili optimalne akustičke staze i raspodjelu težine, mnogi istraživači su sproveli studije i predložili niz metoda fuzije podataka, kao što su algoritmi neuronske mreže i genetski algoritmi. Međutim, ove nove metode uglavnom ostaju u fazi teoretskog istraživanja. Trenutno, najčešće korišćene šeme rasporeda akustičkih staza uključuju Gaussian–Legendre, Chebyshev, Tailored i OWICS šeme. U svakoj shemi, relativni položaj akustičkih staza i njihovi težinski koeficijenti su fiksni i mogu se dobiti iz tabela za pretraživanje. Ove sheme rasporeda pokazale su dobre performanse u višeputnom mjerenju protoka plina.
Povezani članci
Započnite svoje putovanje čitanjem sada!
