چگونه می توان دقت جریان سنج اولتراسونیک را بهبود بخشید؟

 

بنابراین شما در یک سرمایه گذاری کرده ایدفلومتر اولتراسونیک. انتخاب خوب-بدون قطعات متحرک، حداقل تعمیر و نگهداری، دقت مناسب و بدون نیاز به جعبه. اما این چیزی است که هیچ کس از قبل به شما نمی گوید: دقتی که در برگه مشخصات می بینید؟ این در شرایط ایده آل است. گیاه شما ایده آل نیست لوله های شما ایده آل نیستند. هیچ وقت هیچ چیز نیست

بیایید در مورد آنچه واقعاً بر خواندن شما تأثیر می گذارد و آنچه می توانید در مورد آن انجام دهید صحبت کنیم.

مشکل عدد رینولدز (و چرا مهمتر از آن چیزی است که فکر می کنید)

اینجاست که همه چیز جالب می شود. فلومتر اولتراسونیک جریان را مستقیماً اندازه گیری نمی کند-تفاوت زمانی بین امواج اولتراسونیک را که در بالادست و پایین دست حرکت می کنند اندازه گیری می کند. ریاضی پروفیل سرعت معینی را در طول مقطع{3}}لوله فرض می کند. و اون پروفایل؟ بر اساس چیزی به نام عدد رینولدز تغییر می کند.

وقتی Re زیر 2300 باشد، جریان آرام دارید. سیال در لایه های صاف و موازی حرکت می کند. نمایه سرعت شبیه یک سهمی-سریعترین در مرکز، صفر در دیوارها است. بالای 4000؟ این جریان آشفته است و نمایه به طور قابل توجهی صاف می شود. بین 2300 و 4000 این منطقه انتقالی ناجور است که جریان نمی تواند کاملاً تصمیم بگیرد که چه چیزی می خواهد باشد.

چرا این مهم است؟ زیرا متر شما میانگین سرعت را بر اساس آنچه مسیر اولتراسونیک می بیند محاسبه می کند. اگر برای جریان آشفته کالیبره شده باشد اما به صورت آرام در حال اجرا هستید، عدد اشتباهی دریافت خواهید کرد. دوره

توزیع سرعت در شرایط آرام از یک الگوی سهموی پیروی می کند که در آن سرعت خط مرکزی می تواند دو برابر سرعت متوسط ​​باشد. در جریان آشفته، پروفیل بسیار مسطح‌تر است-سرعت خط مرکزی فقط حدود 1.2 برابر میانگین است. زمانی که سعی می کنید دقت 1% را به دست آورید، این تفاوت بزرگی است.

ضریب تصحیح سرعت جریان

این ضریب تصحیح K است که هیچ کس نمی خواهد در مورد آن صحبت کند زیرا ریاضیات به سرعت زشت می شوند.

روش زمان عبور اولتراسونیک سرعت را در امتداد یک وتر خاص در سراسر لوله اندازه گیری می کند. این سرعت متوسطی نیست که برای محاسبه جریان حجمی نیاز دارید. برای پر کردن این شکاف به یک ضریب تصحیح نیاز دارید.

نکته این است که-سیستم‌افزار کنتور شما احتمالاً دارای مقداری جبران است-، اما در مورد شرایط جریان شما مفروضاتی ایجاد می‌کند. اگر این فرضیات اشتباه است، خواندن شما نیز اشتباه است. برخی از کنتورهای هوشمند به شما امکان می دهند ویسکوزیته سیال را وارد کرده و به طور خودکار تنظیم کنید. بیشتر این کار را نمی کنند.

الزامات لوله مستقیم: قانون 10D/5D

احتمالاً این مورد را شنیده اید: متر را با 10 قطر لوله مستقیم در بالادست و 5 قطر پایین دست نصب کنید. در هر دفترچه راهنمای نصب چاپ شده است. چیزی که آنها به اندازه کافی تأکید نمی کنند این است که این همان استحداقلبرای شرایط نسبتاً تمیز

پمپ بالادست دارید؟ بیشتر اضافه کنید. دریچه؟ بیشتر دو آرنج در هواپیماهای مختلف؟ ممکن است قبل از اینکه نمایه جریان برای اندازه گیری دقیق به اندازه کافی ثابت شود، به 30 بعدی یا بیشتر نیاز داشته باشید.

اگر این را نادیده بگیرید این اتفاق می افتد: مشخصات سرعت نامتقارن می شود یا شامل اجزای چرخشی است. مسیر اولتراسونیک چیزی را میانگین می‌دهد که نشان‌دهنده جریان متوسط ​​واقعی نیست. حتما شماره میگیری فقط مناسب نیست

من تاسیساتی را دیده‌ام که در آن‌ها کسی متر را دقیقاً به دنبال شیر کنترل فشار می‌دهد، زیرا "آنجا فضا وجود داشت." خوانش 8 درصد کاهش داشت. هشت درصد در یک درخواست انتقال حضانت.

جبران دما-عامل نادیده گرفته شده

سرعت صوت در مایع شما ثابت نیست. با دما تغییر می کند. و از آنجایی که متر اولتراسونیک شما اساساً زمان را اندازه گیری می کند، هرگونه خطا در سرعت صوت مستقیماً به خطای جریان تبدیل می شود.

رابطه تقریباً این است:

C=C20 (1 + bT)

جایی که C20 سرعت صوت در دمای مرجع (معمولاً 0 درجه یا 20 درجه)، b ضریب دمایی سیال خاص شما و T دمای واقعی است.

اکثر کنتورهای مدرن دارای سنسورهای دما هستند. خوب است. اما آیا آنها کالیبره شده اند؟ آخرین بار کی بررسی شدند؟ سنسوری که در یک ترموول قرار دارد، تاخیر حرارتی را تجربه می کند. در شرایط گذرا، قرائت دما ممکن است چندین درجه از دمای واقعی سیال فاصله داشته باشد.

برای برنامه‌های کاربردی با دقت-بالا، می‌خواهید تأیید کنید که جبران دمایی شما واقعاً مطابق خواسته کار می‌کند. یک خطای 10 درجه در خواندن دما می تواند اندازه گیری جریان شما را 1-3٪ بسته به سیال کاهش دهد.

زاویه نصب مبدل و کوپلینگ

این بیشتر یک موضوع میدانی است تا یک موضوع طراحی، اما مهم است.

مبدل های اولتراسونیک باید دقیقاً در یک راستا قرار گیرند. در گیره-روی متر، اتصال بین مبدل و دیواره لوله بسیار مهم است. شکاف‌های هوا، سطوح لوله‌های خورده، رنگ، زنگ‌زدگی{3}}هر یک از اینها می‌توانند سیگنال را کاهش دهند یا بازتاب‌های کاذب ایجاد کنند.

برای مبدل های خیس شده، زاویه نصب تعیین می کند که پرتو اولتراسونیک کجا جریان را قطع می کند. چند درجه فاصله دارید، و در حال اندازه گیری وتری هستید که قطری را که فکر می کنید نشان نمی دهد.

مترهای خطی از کارخانه معمولاً خوب هستند. این تاسیسات میدانی و مقاوم‌سازی است که همه چیز به طرفین پیش می‌رود.

تنظیمات کیفیت سیگنال و بهره

اکثر مترهای اولتراسونیک دارای نوعی نشانگر کیفیت سیگنال هستند. به آن توجه کنید.

قدرت سیگنال پایین به این معنی است که کنتور برای تشخیص دقیق تفاوت زمان عبور مشکل دارد. این ممکن است به دلیل حباب‌های هوا یا گاز، مواد جامد معلق که سیگنال را تضعیف می‌کنند، تخریب وضعیت دیواره لوله، و فاصله نادرست مبدل روی گیره-در تاسیسات رخ دهد.

مترهای انتهایی{0}بالا به شما امکان می دهد تنظیمات بهره را برای جبران تنظیم کنید. اما بالا بردن بهره نیز نویز را تقویت می کند. یک نقطه شیرین وجود دارد، و پیدا کردن آن گاهی نیاز به آزمون و خطا دارد.

خواص سیالاتی که نمی توانید نادیده بگیرید

متر التراسونیک روی مایعات تمیز و همگن عالی عمل می کند. اما فرآیندهای صنعتی واقعی همیشه تمیز یا همگن نیستند.

حباب‌های گازی که به داخل آن وارد شده، انرژی اولتراسونیک را پراکنده و جذب می‌کنند. حتی 1-2٪ گاز حجمی نیز می تواند مشکلاتی ایجاد کند. جامدات معلق نیز همین کار را انجام می دهند، اگرچه تأثیر آن به شدت به اندازه و غلظت ذرات بستگی دارد. سیالات بسیار چسبناک ممکن است مشخصات سرعت مورد انتظار را ایجاد نکنند، به خصوص در نرخ جریان پایین که در آن بیشتر در رژیم لامینار یا انتقالی قرار دارید.

مایعات خود را بشناسید اگر شرایط به صورت فصلی یا با چرخه تولید تغییر کند، دقت شما نیز تغییر خواهد کرد.

چند-مسیر در مقابل تک-مسیر: زمانی که ارزش ارتقا را دارد

مترهای یک مسیر{0} ارزانتر و ساده تر هستند. آنها یک پرتو در سراسر لوله می فرستند و آن را در روز صدا می کنند. دقت به شدت به آن اندازه گیری منفرد بستگی دارد که میانگین واقعی را نشان می دهد.

چند{0}}مسیر از مسیرهای صوتی 2، 4 یا حتی بیشتر در موقعیت های آکورد مختلف استفاده می کند. آنها اینها را به صورت ریاضی ادغام می کنند تا تقریب بهتری از مشخصات سرعت واقعی بدست آورند. نتیجه؟ دقت بهتر حتی با شرایط جریان آشفته.

اگر می‌خواهید هر دهم درصد آخر را از اندازه‌گیری خود فشار دهید، چند-مسیری راه حلی است. برای کنترل فرآیند عمومی که در آن %2± خوب است، یک مسیر- معمولاً کار را انجام می‌دهد.

تأیید و کالیبراسیون منظم

در اینجا یک بررسی واقعیت وجود دارد: تمام دبی سنج ها در طول زمان جابجا می شوند. متر اولتراسونیک کمتر از اکثر آنها است، زیرا هیچ سایش مکانیکی وجود ندارد، اما آنها مصون نیستند.

پیری مبدل، رانش الکترونیک، تغییر دیواره لوله در اثر خوردگی یا رسوب{0}}همه اینها بر دقت تأثیر می گذارد. دقت برگه مشخصات برای یک کنتور جدید، به درستی نصب شده و به درستی نگهداری می شود.

چگونه تایید می کنید؟ گزینه‌ها عبارتند از ارسال متر به آزمایشگاه کالیبراسیون (گران است، نیاز به حذف دارد)، استفاده از متر سنج اصلی برای مقایسه (عملی برای کاربردهای مایع) و اثبات وزنی یا حجمی (استاندارد طلایی اما اغلب غیر عملی).

حداقل، داده های تشخیصی خود را ترند کنید. قدرت سیگنال در طول زمان کاهش می یابد؟ تحقیق کنید. زمان حمل و نقل در حال حرکت است؟ چیزی در حال تغییر است

خط پایین

فلومتر التراسونیک می تواند در شرایط ایده آل بسیار دقیق باشد - 0.5٪ یا بهتر. اما دستیابی و حفظ این دقت مستلزم توجه به نصب، شرایط فرآیند و تأیید مداوم است.

بزرگترین اشتباهاتی که می بینم؟ شیوه‌های ضعیف نصب، نادیده‌گرفتن الزامات اجرای مستقیم، نادیده گرفتن جبران دما، و با فرض اینکه کالیبراسیون کارخانه هنوز پس از سال‌ها سرویس معتبر است.

این موارد را درست انجام دهید، و دقتی را که برای آن پرداخت کرده اید دریافت خواهید کرد. آنها را نادیده بگیرید و ممکن است متر ارزان تری خریداری کرده باشید.