Princip ne-intruzivne tehnologije ultrazvučnog mjerenja protoka

Šta je ne{0}}neinvazivno mjerenje?

"Ne-nametljiv" se odnosi na osnovnu filozofiju dizajna: mjerni senzori ostaju potpuno vanjski u odnosu na cijev, nikada ne prodiru u zid cijevi niti dolaze u kontakt sa tekućim medijem. Ovo je u oštroj suprotnosti s tradicionalnim mjeračima protoka koji zahtijevaju rezanje cijevi, ugradnju prirubnica ili postavljanje senzora direktno na put protoka.

Ne-neintruzivni ultrazvučni mjerači protoka koriste pretvarače postavljene na vanjsku površinu cijevi pomoću stezaljki-na učvršćenjima. Ovi pretvarači prenose i primaju ultrazvučne signale koji prolaze kroz zid cijevi, kroz tekućinu koja teče i natrag kroz suprotni zid cijevi-sve bez ugrožavanja strukturalnog integriteta ili čistoće cjevovodnog sistema.

U mnogim industrijama, ovo stezanje-na, izvan-koncepta-cijevi se također opisuje korištenjem termina kao što jeneinvazivni ultrazvučni mjerač protoka, a beskontaktni ultrazvučni merač protoka, ili aneksterni ultrazvučni merač protoka-svi ističući da senzori ostaju izvan cijevi i ne dodiruju medij.

Osnovni principi mjerenja

Ne-intruzivni ultrazvučni mjerači protoka rade na dva različita fizička principa, od kojih je svaki prilagođen različitim zahtjevima primjene:

-Mjerenje vremena tranzita (Vrijeme{1}}-metoda leta)

Theprincip-vremena tranzitakoristi osnovno svojstvo širenja zvuka: ultrazvučni talasi putuju brže kada se kreću u skladu sa smerom strujanja i sporije kada se kreću protiv njega.

tehnološke prednosti:

Preciznost:Postiže ±0,5% tačnosti (vrhunski-modeli dostižu ±0,2%)

Širok raspon brzina:Mjere od 0,01 do 12 m/s

Nezavisnost od tečnosti:Na njega ne utiču gustina, viskozitet, provodljivost ili varijacije temperature

Dvosmjerna sposobnost:Automatski otkriva i mjeri obrnuti tok

Zahtjevi za prijavu:

Čistoća tečnosti:Suspendirane čestice moraju ostati ispod 50 mg/L

Sadržaj mjehurića plina:Ne smije prelaziti 2% zapremine

Stanje cijevi:Mora biti potpuno napunjen tečnošću

Jasnoća signala:Zahteva relativno čist akustički put za prenos signala

Mjerenje Doplerovog efekta

Doplerov princip koristi pomak frekvencije koji se javlja kada se ultrazvučni talasi reflektuju od pokretnih čestica ili mehurića unutar tečnosti.

tehnološke prednosti:

Tolerancija čestica:Posebno dizajniran za tekućine koje sadrže suspendirane čvrste tvari ili mjehuriće

Imunitet na mehuriće: High gas content (>2%) ne umanjuje mjerenje

Isplativost:Općenito jeftinije od sistema{0}}tranzitnog vremena

Robustan rad:Pouzdano funkcioniše u izazovnim industrijskim okruženjima

Zahtjevi za prijavu:

Minimalna koncentracija čestica:Zahtijeva najmanje 100 ppm čestica ili mjehurića većih od 100 mikrona

Nije prikladno za ultra{0}}čiste tečnosti:Destilirana voda, kondenzat ili tekućine farmaceutske{0}}vrste nemaju dovoljno reflektora

Ograničenja tačnosti:Obično ±1-2% u poređenju sa ±0,5% za sisteme sa vremenom tranzita

Osnovne prednosti ne-intruzivnih ultrazvučnih mjerača protoka

Pogodnost instalacije

Najneposrednija i uvjerljiva prednoststezaljka-na ultrazvučnim mjeračima protokaje njihov izuzetno jednostavan proces instalacije. Budući da senzori ostaju izvan cijevi, abeskontaktni ultrazvučni merač protokapristup se često može primijeniti bez zatvaranja, drenaže ili rezanja u cjevovod.

Tradicionalni inline proces instalacije:

Zaustavite rad i ispraznite cjevovod

Iskopajte dovoljno radnog prostora (možda će biti potreban pristup dizalicom)

Izrežite cijev kako biste stvorili instalacijske točke

Zavarite prirubnice ili navojne spojeve

Podignite i postavite tijelo mjerača protoka

Kompletna ispitivanja pritiska i provjere curenja

Operacije vraćanja

Stezaljka-u procesu ultrazvučne instalacije:

Očistite vanjsku površinu cijevi

Nanesite akustični spojni gel

Pričvrstite obujmice sonde na cijev

Povežite ožičenje i ulazne parametre

Provjerite kvalitet signala i započnite mjerenje

Zahtjevi za metodu stezanja-:

Minimalna izloženost cijevi (samo područje za montažu senzora)

Kompatibilan sa uskim prostorom (može raditi na razmaku od 0,5 metara)

Nije potrebna teška oprema

Pogodno za podzemne i nadzemne cijevi

Ovaj kompaktni otisak instalacije posebno je vrijedan u:

• Zagušena urbana infrastruktura
• Retrofit aplikacije u postojećim objektima
• Podzemne komunalne aplikacije
• Offshore platforme s ograničenim prostorom na palubi

Sveobuhvatne ekonomske koristi

Direktne uštede: 40-75% smanjenje troškova instalacije

Ekonomske prednosti sežu daleko od pogodnosti instalacije. U mnogim scenarijima nadogradnje i održavanja, aneksterni ultrazvučni merač protokamože smanjiti složenost instalacije i povezane troškove zastoja jer izbjegava prodiranje cijevi, zavarivanje i re-korake certifikacije.

Technical Performance

Nema pokretnih dijelova

Najpouzdanija mašina je ona bez pokretnih delova. Stezaljka-na ultrazvučnim mjeračima protoka ilustruje ovaj princip.

Poređenje srednjeg vremena između kvarova (MTBF).

Stezaljke{0}}na ultrazvučnim mjeračima traju 5-10 puta duže od mehaničkih mjerača protoka sa znatno manjim brojem kvarova.

Izuzetna tačnost i ponovljivost

Moderni ne-intruzivni ultrazvučni mjerači protoka daju performanse mjerenja uporedive ili veće od tradicionalnih inline dizajna.

Područja primjene

Hemijska / Proizvodnja

Hemijski, petrohemijski i opšti industrijski sistemi vode: online merenje cirkulišuće ​​vode, procesne vode, rastvora itd.

Mjerenje protoka korozivnih medija (kompatibilnost materijala je teška) ili sanitarne/čiste primjene (gdje otvaranje cijevi može uzrokovati kontaminaciju). Stezaljke-na ultrazvučnim mjeračima imaju jasnu prednost jer nema kontakta sa medijumom-jedan razlog zašto se često nazivajuneinvazivniultrazvučni merač protokarješenje u cijevima osjetljivim na koroziju-ili higijenski-kritičnim.

Naftna, plinska i energetska industrija (uglavnom za praćenje procesa / verifikaciju održavanja)

Cjevovodi za tečnost unutar stanica ili objekata, privremena mjerenja tokom održavanja, provjera radnog stanja, otkrivanje curenja i otklanjanje problema sa abnormalnim stanjem.

Neka rješenja također mogu pokriti gasove/paru i druge ne-nenametljive zahtjeve mjerenja, u zavisnosti od modela brojila i radnih uslova.

Općinska zaštita voda i okoliša

Prenos i distribucija sirove i pitke vode, područja sa daljinskim mjerenjem (DMA) i praćenje protoka cjevovoda pumpnih stanica.

Postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda: dovodni i efluentni, cjevovodi koji se odnose na povratni tok/mulj{0}} i obračun protoka u procesnim dionicama.

Detekcija curenja / ispitivanje abnormalnog protoka i provjera rada i održavanja (instalacija bez rezanja cijevi).

Privremena mjerenja, revizije inventara i "verifikacija brojila"

Privremeno testiranje protoka, balansiranje sistema i puštanje u rad, te provjera tačnosti postojećih instrumenata.

Prijenosne stezaljke-na ultrazvučnim mjeračima se vrlo često koriste za kratkoročna-testiranja i inspekcije.

Ključne tačke instalacije

Potvrda instalacije: odredite da li je aplikacija prikladna za ne-intruzivno ultrazvučno mjerenje protoka

Cjevovod mora biti potpuno pun (ne-pune cijevi će uzrokovati ozbiljne greške ili nestabilnost).

Vertikalni uzlazni tok obično je lakše držati cijev punom; za vertikalni silazni tok, mora se osigurati dovoljan povratni pritisak kako bi se održala puna cijev.

Poželjno je da medij bude jednofazni-, sa malo mjehurića i niskim sadržajem čvrste tvari.

Lokacija ugradnje: ravne cijevi i izbjegavanje mjehurića/sedimentacije

Odaberite najduži mogući ravni dio cijevi. Uobičajena inženjerska praksa zahtijeva: uzvodno veće od ili jednako 10D, nizvodno veće ili jednako 5D (D je promjer cijevi).

Nemojte postavljati na sam vrh ili dno horizontalnih cijevi: gornji dio je sklon akumulaciji plina, a dno je sklon taloženju. Obično se preporučuje instalacija na pozicijama 2–4 ​​sata ili 8–10 sati.

Držite dalje od izvora jakih smetnji kao što su izlazi pumpe, ventili, koljena i reduktori (poremećaji iskrivljuju profil protoka i uzrokuju nestabilna očitavanja).

Priprema vanjske površine cijevi

Očistite premaze, koroziju i neravnine na mjestu ugradnje; površina treba da bude što glatkija. Lagano brušenje je prihvatljivo ako je potrebno, ali nemojte oštetiti zakrivljenost cijevi.

Odaberite sredstvo za spajanje (spojnicu) kompatibilno s temperaturom i materijalom i nanesite ga ravnomjerno bez šupljina.

Instalacija sonde: orijentacija, razmak i način montaže

Montirajte sonde precizno prema razmaku koji je izračunao instrument; obratite pažnju na orijentaciju sonde, strelice i zahtjeve za smjer kabla (mnogi priručnici eksplicitno specificiraju ispravnu orijentaciju i referentne tačke razmaka).

Koriste se dvije uobičajene konfiguracije: V metoda (reflektivna) i Z metoda (direktna). Odabir ovisi o promjeru cijevi, prigušenju i kvaliteti signala; kada je signal slab, prelazak na Z metodu često olakšava akviziciju signala.

Čvrsto pričvrstite sonde stezaljkama ili čeličnim trakama kako biste spriječili pomicanje zbog dugotrajnih-vibracija; ne dozvolite da sonde budu "okačene kablovima".

Metode konfiguracije instalacije

Ne-nenametljivi pretvarači mogu se montirati u nekoliko konfiguracija, od kojih je svaka optimizirana za različite veličine cijevi i zahtjeve mjerenja:

V-Metoda (reflektivna):

Oba pretvornika montiraju se na istoj strani cijevi, pri čemu se ultrazvučni snop odbija od suprotnog zida cijevi. Ova konfiguracija odgovara cijevima promjera od 20 mm do 300 mm i pruža odličnu snagu signala za kraće akustične puteve.

Z{0}}Metoda (direktna):

Transduktori se postavljaju na suprotne strane cijevi s ultrazvučnim snopom koji putuje direktno između njih. Ova metoda je optimalna za cijevi promjera od 100 mm do 500 mm, nudeći najdirektniji put signala i najveću preciznost za cijevi srednje{3}}

W{0}}Metoda (dvostruka refleksija):

Koristeći se za cijevi malog-promjera (15 mm do 50 mm), ultrazvučni snop se reflektira dvaput unutar cijevi, efektivno utrostručavajući dužinu akustične putanje kako bi se poboljšala rezolucija mjerenja i osjetljivost za niske brzine protoka.

Izbor između ovih metoda ovisi o promjeru cijevi, debljini stijenke, materijalu i potrebnoj preciznosti, pri čemu moderni mjerači protoka često automatski preporučuju optimalnu konfiguraciju na osnovu unesenih parametara.