Ultrazvučni mjerač protoka u odnosu na elektromagnetni mjerač protoka

Zašto većina inženjera griješi od prvog dana

Prije nego što uđemo, dozvolite mi da podijelim priču o kupcu: menadžer nabavke iz hemijske fabrike obratio nam se jer je njihov novoinstaliranelektromagnetni merač protokastalno "skakuće posvuda". Kada smo se pojavili na-lokaciji, otkrili smo da pokušavaju izmjeriti dejoniziranu vodu. Provodljivost nije bila ni približno dovoljna-elektromagnetni merač protokajednostavno nije mogao da funkcioniše. Ova greška ih je koštala 80.000 dolara i dva dana zastoja.

Mnogi kupci još uvijek biraju mjerače protoka na osnovu nepotpunih informacija, a to na kraju pogađa njihov krajnji rezultat.Ultrazvučni mjerači protokaielektromagnetnih mjerača protokačini se da oba "mjere protok", ali djeluju na potpuno različitim principima i odgovaraju potpuno različitim scenarijima. Pitanje nije koji je bolji-već koji se zapravo podudara sa uslovima vašeg procesa.

Kako ove tehnologije zapravo funkcioniraju?

Elektromagnetni mjerači protokarade na Faradejevom zakonu elektromagnetne indukcije. Kada provodljiva tekućina teče kroz magnetsko polje, ona stvara napon proporcionalan brzini protoka. Elektrode postavljene na tijelo mjerača hvataju ovaj naponski signal i izračunavaju brzinu protoka.

Evo teškog zahtjeva: provodljivost tekućine mora biti veća od 5 mikrosimensa po centimetru. Čista voda, ugljovodonici, alkoholi, svi gasovi-ništa od ovoga neće raditi.

Ultrazvučni mjerači protokadolaze u dvije vrste.Tranzitni{0}}metri vremenaslati zvučne talase dijagonalno preko cijevi-uzvodno i nizvodno vrijeme putovanja se razlikuje, a vremenska razlika izračunava brzinu. Dopler mjerači odbijaju zvuk od čestica ili mjehurića u tekućini, mjereći pomake frekvencije kako bi odredili brzinu.

Obje ultrazvučne tehnologije mogu mjeriti ne-neprovodne tekućine kojeelektromagnetnih mjerača protokane mogu podnijeti. Ali oni su izbirljivi u pogledu uslova ugradnje.

Poređenje zahtjeva za ravne cijevi

(D=promjer cijevi)

Primijetit ćete da stezaljka-na ultrazvuku zahtijeva dvostruko više od elektromagnetika. Proizvođačima to nije teško-svaki poremećaj protoka čini akustični signal nepouzdanim. Vidio sam kako kupci instaliraju ultrazvučne mjerače 3 prečnika nizvodno od ventila, a greška očitavanja je dostigla 15%.

Svojstva tečnosti su odlučujući faktor

Konduktivnost je prva kapija. Ispod 5 µS/cm,elektromagnetnih mjerača protokasu mrtvi u vodi. Između 5-20 µS/cm jedva da rade – signal je slab i podložan smetnjama. Iznad 20 µS/cm vi ste u zoni udobnostielektromagnetnih mjerača protoka.

Čvrsti sadržaj preokreće skriptu. Uticaj postrojenja za otpadne vode može nositi 8% suspendiranih čvrstih tvari-elektromagnetnih mjerača protokanije briga, rukovanje do 15% čvrstih materija po zapremini. Ultrazvučni uređaji u-vremenskom vremenu počinju da se bore iznad 1% čestica jer se zvučni talasi raspršuju i apsorbuju, drastično smanjujući jačinu signala.

Doplerov ultrazvuk zapravo treba čestice-najmanje 25 ppm suspendovane materije da reflektuje zvučni talas. Ova tehnologija povremeno radi za transport gnojnice, ali preciznost se ne može mjeritielektromagnetnih mjerača protoka.

Raspon temperature i pritiska

Elektromagnetni mjerači protoka:

Standard Manje ili jednako 180 stepeni (356 stepeni F)

Visoka{0}}temperatura manja ili jednaka 200 stepeni (390 stepeni F)

Pritisak manji ili jednak 10,2 MPa (1480 psi)

Ultrazvučni mjerači protoka:

Stega{0}}na manje od ili jednako 200 stepeni (temperatura vanjskog zida cijevi)

InlineManje ili jednako 150 stepeni (ograničenje sonde)

Pritisak manji ili jednak 16 MPa (2.320 psi)

(Podaci prikupljeni od Endress+Hauser, Krohne, Emerson specifikacija proizvoda)

Temperaturne granice izgledaju slično, ali 180 stepeni za elektromagnetiku se odnosi na temperaturu procesa, dok je 200 stepeni za ultrazvuk spoljašnja površina cevi. Ako mjerite toplu vodu od 180 stepeni, stezaljka-na ultrazvučnim pretvaračima možda neće preživjeti-temperatura vanjskog zida cijevi može premašiti njihovu toleranciju.

Viskozitet jedva utičeelektromagnetnih mjerača protoka. 10,000 centipoise sirove nafte mjeri tačno kao voda. Ultrazvuk radi dobro do 2000 centipoisa, ali izvan toga zvučni valovi jako slabe i putanja zraka se savija.

Šta se zapravo dešava tokom instalacije

Elektromagnetni mjerači protokazahtijevaju rezanje i zavarivanje cijevi. Instalacija mjerača od 4-inča-uključujući gašenje, rezanje, zavarivanje prirubnica, ispitivanje pod pritiskom, puštanje u rad - traje najmanje 6-8 sati. U rafinerijama ili hemijskim postrojenjima jedan sat zastoja može koštati 50.000 dolara.

Ponekad pravi izbor izbjegava velike gubitke. Kada smo radili rekonstrukciju za farmaceutsku tvornicu, imali su pročišćenu vodu za koju je trebao mjerač protoka, ali proizvodnja nije mogla stati. Išli smo sa stezaljkom-na ultrazvučnu-2-satnu instalaciju. Očistite vanjštinu cijevi, nanesite spojnicu, pričvrstite sonde, spojite je, konfigurirajte - nikada nije dirao cjevovod, nula uticaja na proizvodnju.

Tekući troškovi pada pritiska

Elektromagnetni mjerači protokakoristite dizajn sa punim otvorom, sa padom pritiska tipično od 0,5-1,5 psi (0,03-0,1 bar). Zvuči minimalno, ali hajde da pokrenemo brojke za liniju od 4 inča pri 300 GPM (68 m³/h) sa padom od 1 psi:

Gubitak snage pumpe ≈ 0,4 kW

Po 0,10 USD/kWh, 8000 sati godišnje

Godišnji trošak energije=$320

Preko deset godina to je 3.200 dolara. Nije baš džeparac.

Stezaljka-na ultrazvučnim uređajima stvara nulti pad pritiska.Inline ultrazvučni mjerači protokaimaju blagu opstrukciju, oko 0,1-0,5 psi-troškovi energije su jedna-trećina do jedne petineelektromagnetnih mjerača protoka.

Ako ste pogledali obje tehnologije, vidjet ćete da je ultrazvučno održavanje mnogo jednostavnije, s ukupnim troškovima održavanja 40% nižim od elektromagnetskih. Ali u scenarijima gnojnice i otpadnih voda,elektromagnetnih mjerača protokazapravo košta 25% manje jer se kvalitet ultrazvučnog signala prebrzo degradira, što zahtijeva često održavanje ili zamjenu.

Gdje svaka tehnologija dominira

Elektromagnetski mjerač protokaTeritorija

Uticaj čvrstih materija u postrojenje za otpadne vode varira od 0,1% do 8%-elektromagnetnih mjerača protokane treptaj. Postrojenje za otpadne vode srednje veličine obično ima 40-60elektromagnetnih mjerača protoka15 godina bez ikakvih problema. Ultrazvuk počinje da gubi signal iznad 2% čvrstih materija.

Rudarski mulj-gvozdena ruda, bakar, zlato-dolazi do 30% čvrste materije po zapremini. Postavljen od poliuretana{4}}elektromagnetnih mjerača protokarukovati time; keramičke{0}}obložene verzije mogu uzeti 50% čvrste tvari. Ultrazvuk je potpuno nepraktičan u ovim uslovima.

Poslovanje hrane i pića cijeni sanitarni dizajn. 3A-certificiranelektromagnetnih mjerača protokasa granulacijom od 150-elektropolirane nerđajuće obloge se integrišu direktno u CIP kola. Mjerenje mlijeka, sokova, piva, vina ispunjava zahtjeve FDA sa odgovarajućom preciznošću.

Ultrazvučni merač protokaTeritorija

Prijenos starateljstva prirodnog plina koristi više-putevaultrazvučni mjerači protoka za plin-4 do 8 akustičnih puteva se ukrštaju-sa mjerenjem za postizanje tačnosti od ±0,15%. Cjevovod koji kreće desetine miliona ili stotine miliona godišnje vrijednosti gasa čini ovu investiciju vrijednom. Plus nulti pad pritiska i nema mesta curenja. OIML i AGA-9 certificirana brojila su namjenski napravljena za to.

Veliki sistemi rashladnih tornjeva trebaju desetine mjernih tačaka. Instalacija 30elektromagnetnih mjerača protokaznači stotine hiljada samo u nabavci, plus ogromne modifikacije cijevi. Prebacite se na stezaljku-na ultrazvuku i troškovi padaju na jednu-trećinu. Nije potrebno gašenje-za rad elektrana ili hemijskih postrojenja, prozori za gašenje jednostavno ne postoje.

Korozivni medij ili ultra{0}}čiste tekućine zahtijevaju elektrode od Hastelloy, platine ili titanijuma uelektromagnetnih mjerača protoka-metar od 4 inča može raditi 8.000-15.000 USD.Ultrazvučni mjerači protokasa vlažnim dijelovima od PTFE ili PFA koštaju 40-60% manje uz identičnu preciznost.

Integracija sa kontrolnim sistemima

Obamjerač protokatipovi nude 4-20mA izlaz sa HART protokolom, kompatibilan sa većinom PLC-ova i DCS sistema. Trebate totaliziranje? Koristite impulsni izlaz. Modbus RTU i Profibus su sada standard - nema integracijskih barijera.

Brzina odgovora se razlikuje.Elektromagnetni mjerači protokaažuriranje 10-50 puta u sekundi; ultrazvuk upravlja sa 1-5 ažuriranjima. Ako koristite mjerač protoka za kontrolu zatvorene petlje koja zahtijeva brzi odgovor, elektromagnetika je prikladnija. Vrijednosti prijenosa skrbništva stabilnost – sporija ultrazvučna ažuriranja zapravo pomažu smanjenjem fluktuacije.

Elektromagnetni mjerači protokaprati impedanciju elektrode, alarm za stanje prazne cijevi, a neki modeli prate degradaciju košuljice. Ultrazvučni uređaji prikazuju jačinu zvučnog talasa i vrijednosti pojačanja-naglo povećanje pojačanja znači da je vrijeme za čišćenje sonde. Očitavanja brzine zvuka mogu pomoći-izračunati vrstu tekućine, potvrđujući da zapravo mjerite ono što mislite da mjerite.

Izbor merača protoka: Praktični pristup

Počnite s provodljivošću. Ispod 5 µS/cm, zaboraviteelektromagnetnih mjerača protoka. Između 5-20, elektromagneti rade, ali nepouzdano – igrajte na sigurno sa ultrazvukom. Iznad 20 µS/cm,elektromagnetnih mjerača protokaspremni su za polazak.

Sadržaj čvrstih materija je kapija dva. Iznad 1% suspendiranih tvari, pobjeđuje elektromagnetika. Ispod 0,1% radi. Između ovih brojeva, testirajte obje tehnologije na svom stvarnom fluidu prije nego što se posvetite implementaciji flote. I uzmite u obzir troškove gašenja prilikom odabira.

Novogradnja gdje su modifikacije cijevi jeftine? Odaberite isključivo na osnovu tehničkih zahtjeva. Radni objekti u kojima je isključenje 10 USD,000+ po satu? Nemojte rezati cijev osim ako je apsolutno neophodno.

Na kraju, izračunajte ukupne troškove vlasništva. Koristite svoje stvarne cijene rada, troškove energije, očekivani vijek trajanja. Pronađite studije slučaja koje odgovaraju vašoj aplikaciji-sa pet-plus godina stvarnih operativnih podataka.

Elektromagnetni mjerači protokaisporučuju mjerenje punog-promjera, nizak pad pritiska i odlične performanse u zahtjevnim fluidima. Ultrazvuk izbjegava prodiranje u cijevi, stvara nulti pad tlaka i mjeri širi raspon fluida. Nijedno nije univerzalno bolje-ključ je u usklađivanju principa mjerenja sa vašim stvarnim zahtjevima.

Gdje tehnologija ide

Glavni tehnološki trendovi u posljednjih nekoliko godina su jasni: konzistentnost proizvodnje + digitalno modeliranje + paralelno napreduju dijagnostičke mogućnosti.Elektromagnetni mjerači protokasve više usvajaju pristupe "kalibracije/kompenzacije modeliranja"-strože geometrijske tolerancije i modeliranje magnetnog/protočnog polja poboljšavaju fabričku konzistentnost, smanjujući oslanjanje na individualne mokrekalibracijauz zadržavanje preciznosti na inženjerskom-standardnom nivou od ±0,5% i smanjenje ukupnih troškova. Ultrazvučni uređaji nastavljaju da se razvijaju prema više puteva-4-puta do 8/12-nadogradnje putanje daju vrijednost ne samo u preciznosti već i u robusnosti u odnosu na ne{12}}idealne profile protoka i redundantnu dijagnostiku putanje, identifikujući anomalije putanje, onečišćenje ili mjehuriće polje dramatično poboljšavaju smetnje u polju Vrhunski{13}}modeli se približavaju ±0,1% očitanja u uslovima laboratorijske kalibracije. U međuvremenu, ultra-arhitektura male potrošnje i sazrijevanje tehnologije baterija omogućavaju ultrazvučnim uređajima na baterije da se približe 10-godišnjem vijeku trajanja, čineći privremena istraživanja protoka, daljinsko praćenje cjevovoda i implementaciju bez žice zaista praktičnim.