اصل-فناوری اندازه‌گیری جریان اولتراسونیک غیر نفوذی

اندازه گیری غیر تهاجمی چیست؟

"غیر-مخالف" به یک فلسفه طراحی اساسی اشاره دارد: حسگرهای اندازه گیری کاملاً بیرونی لوله می مانند و هرگز به دیواره لوله نفوذ نمی کنند یا با محیط جاری تماس نمی گیرند. این به شدت با جریان سنج های سنتی که نیاز به برش لوله ها، نصب فلنج ها، یا قرار دادن سنسورها به طور مستقیم در مسیر جریان دارند، در تضاد است.

فلومترهای التراسونیک غیر نفوذی از مبدل هایی استفاده می کنند که بر روی سطح لوله خارجی با استفاده از گیره-روی وسایل نصب شده اند. این مبدل‌ها سیگنال‌های اولتراسونیک را ارسال و دریافت می‌کنند که از دیواره لوله عبور می‌کند، از طریق سیال جاری، و از دیواره لوله مقابل می‌گذرد-همه بدون به خطر انداختن یکپارچگی ساختاری یا تمیزی سیستم لوله‌کشی.

در بسیاری از صنایع، این گیره-روی، خارج از-مفهوم لوله نیز با استفاده از عباراتی مانندفلومتر اولتراسونیک غیر تهاجمی, a فلومتر اولتراسونیک غیر تماسی، یا یکفلومتر اولتراسونیک خارجی-همه تاکید دارند که حسگرها در خارج از لوله باقی می مانند و به رسانه دست نمی زنند.

اصول اصلی اندازه گیری

فلومترهای التراسونیک غیر نفوذی بر اساس دو اصل فیزیکی مجزا کار می کنند که هر کدام برای نیازهای کاربردی مختلف مناسب هستند:

حمل و نقل-سنجش زمان (زمان-روش پرواز-)

رااصل زمان حمل و نقل-از یک ویژگی اساسی انتشار صدا استفاده می کند: امواج مافوق صوت وقتی با جهت جریان حرکت می کنند سریعتر حرکت می کنند و هنگام حرکت در خلاف آن کندتر.

مزایای تکنولوژیکی:

دقت:دقت 0.5 ± (-مدل های پیشرفته به 0.2 ± درصد می رسد)

محدوده سرعت گسترده:اندازه گیری از 0.01 تا 12 متر بر ثانیه

استقلال سیال:تحت تأثیر چگالی، ویسکوزیته، هدایت یا تغییرات دما قرار نمی گیرد

قابلیت دو جهته:به طور خودکار جریان معکوس را شناسایی و اندازه گیری می کند

الزامات برنامه:

تمیزی مایعات:ذرات معلق باید زیر 50 میلی گرم در لیتر باقی بمانند

محتوای حباب گاز:نباید از 2 درصد حجمی تجاوز کند

وضعیت لوله:باید کاملاً با مایع پر شود

وضوح سیگنال:برای انتقال سیگنال به مسیر صوتی نسبتاً تمیزی نیاز دارد

اندازه گیری اثر داپلر

اصل داپلر از تغییر فرکانس استفاده می‌کند که وقتی امواج اولتراسونیک از ذرات متحرک یا حباب‌های درون مایع منعکس می‌شود، رخ می‌دهد.

مزایای تکنولوژیکی:

تحمل ذرات:به طور خاص برای مایعات حاوی مواد جامد معلق یا حباب طراحی شده است

ایمنی حباب: High gas content (>2٪ در اندازه گیری اختلال ایجاد نمی کند

کارایی هزینه:عموماً ارزان‌تر از{0}}سیستم‌های زمان حمل و نقل

عملکرد قوی:عملکرد قابل اعتماد در محیط های صنعتی چالش برانگیز

الزامات برنامه:

حداقل غلظت ذرات:به حداقل 100 پی پی ام ذرات یا حباب های بزرگتر از 100 میکرون نیاز دارد.

برای مایعات فوق{0} خالص مناسب نیست:آب مقطر، میعانات، یا مایعات درجه دارویی{0}} فاقد بازتابنده کافی هستند

محدودیت های دقت:معمولاً ±1-2٪ در مقایسه با ± 0.5٪ برای سیستم های زمان حمل و نقل

مزایای اصلی -جریان سنج های التراسونیک غیر نفوذی

راحتی نصب

فوری ترین و قانع کننده ترین مزیتگیره-روی مترهای جریان اولتراسونیکفرآیند نصب بسیار ساده آنهاست. از آنجا که سنسورها در خارج از لوله باقی می مانند، الففلومتر اولتراسونیک غیر تماسیرویکرد اغلب می تواند بدون خاموش شدن، تخلیه، یا برش در خط لوله اعمال شود.

فرآیند نصب داخلی سنتی:

عملیات را خاموش کنید و خط لوله را تخلیه کنید

حفاری فضای کاری کافی (ممکن است نیاز به دسترسی جرثقیل داشته باشد)

برای ایجاد نقاط نصب، لوله را برش دهید

فلنج های جوش یا اتصالات رزوه ای

بدنه فلومتر را بالا ببرید و قرار دهید

تست فشار کامل و بررسی نشت

عملیات بازیابی

گیره-روی فرآیند نصب اولتراسونیک:

سطح لوله خارجی را تمیز کنید

ژل کوپلینگ آکوستیک را اعمال کنید

گیره های مبدل را به لوله وصل کنید

سیم کشی و پارامترهای ورودی را وصل کنید

کیفیت سیگنال را بررسی کنید و اندازه گیری را شروع کنید

گیره-روی الزامات روش:

حداقل نوردهی لوله (فقط منطقه نصب سنسور)

سازگار با فضای تنگ (می تواند در فاصله 0.5 متری کار کند)

بدون نیاز به تجهیزات سنگین

لوله های زیرزمینی و بالای سر

این ردپای نصب فشرده به ویژه در موارد زیر ارزشمند است:

• زیرساخت های شهری متراکم
• کاربردهای مقاوم سازی در تاسیسات موجود
• برنامه های کاربردی زیرزمینی
• سکوهای دریایی با فضای عرشه محدود

مزایای اقتصادی جامع

صرفه جویی در هزینه مستقیم: 40-75٪ کاهش هزینه نصب

مزایای اقتصادی بسیار فراتر از راحتی نصب است. در بسیاری از سناریوهای مقاوم سازی و نگهداری، یکفلومتر اولتراسونیک خارجیمی تواند پیچیدگی نصب و هزینه های مربوط به خرابی را کاهش دهد زیرا از نفوذ لوله، جوشکاری و مراحل صدور گواهی مجدد جلوگیری می کند.

عملکرد فنی

بدون قطعات متحرک

قابل اطمینان ترین دستگاه دستگاهی است که هیچ قطعه متحرکی ندارد. گیره-در جریان سنج اولتراسونیک نمونه این اصل است.

مقایسه میانگین زمان بین شکست ها (MTBF).

گیره{0}}در کنتورهای اولتراسونیک 5 تا 10 برابر بیشتر از دبی سنج های مکانیکی با حالت های خرابی به میزان قابل توجهی کمتر است.

دقت و تکرار پذیری استثنایی

فلومترهای التراسونیک غیر نفوذی مدرن-عملکرد اندازه گیری قابل مقایسه یا فراتر از طرح های خطی سنتی را ارائه می دهند.

حوزه های کاربردی

شیمیایی / تولیدی

سیستم های آب شیمیایی، پتروشیمی و صنعتی عمومی: اندازه گیری آنلاین آب در گردش، آب فرآیند، محلول ها و غیره.

اندازه‌گیری جریان رسانه‌های خورنده (سازگاری مواد دشوار است) یا کاربردهای بهداشتی/تمیز (جایی که باز کردن لوله ممکن است باعث آلودگی شود). گیره-روی مترهای اولتراسونیک مزیت آشکاری دارد زیرا تماس صفر با محیط وجود دارد-یکی از دلایلی که اغلب به آنها به عنوان یکغیر تهاجمیفلومتر اولتراسونیکمحلول در لوله کشی حساس به خوردگی یا بهداشتی-.

صنعت نفت، گاز و انرژی (عمدتا برای نظارت بر فرآیند / تأیید تعمیر و نگهداری)

خطوط لوله مایع در داخل ایستگاه ها یا تأسیسات، اندازه گیری های موقت در حین تعمیر و نگهداری، تأیید وضعیت عملیاتی، تشخیص نشت و عیب یابی وضعیت غیرعادی.

برخی راه‌حل‌ها بسته به مدل کنتور و شرایط عملیاتی، می‌توانند گاز/بخار و سایر الزامات اندازه‌گیری غیرتداخلی-را نیز پوشش دهند.

آب شهرداری و حفاظت از محیط زیست

انتقال و توزیع آب خام و آب آشامیدنی، مناطق اندازه گیری منطقه (DMA)، و نظارت بر جریان خطوط لوله ایستگاه پمپاژ.

تاسیسات تصفیه فاضلاب: ورودی و پساب، جریان برگشتی/خطوط لوله مربوط به لجن{0}}و حسابداری جریان در بخش های فرآیند.

تشخیص نشت / بررسی جریان غیرعادی و تأیید عملیات و نگهداری (نصب بدون برش لوله).

اندازه گیری موقت، حسابرسی موجودی، و "تأیید کنتور"

آزمایش جریان موقت، تعادل سیستم و راه اندازی، و تأیید صحت ابزارهای موجود.

گیره قابل حمل-روی متر اولتراسونیک معمولاً برای آزمایش و بازرسی کوتاه مدت استفاده می‌شود.

نکات کلیدی نصب

تأیید نصب: تعیین کنید که آیا برنامه برای اندازه‌گیری جریان اولتراسونیک غیر نفوذی مناسب است یا خیر

خط لوله باید کاملاً پر باشد (لوله های پر نبودن باعث خطاهای جدی یا بی ثباتی می شود).

جریان عمودی رو به بالا معمولا برای پر نگه داشتن لوله آسان تر است. برای جریان رو به پایین عمودی، باید از فشار برگشتی کافی برای حفظ یک لوله پر اطمینان حاصل شود.

محیط ترجیحاً باید تک فاز-، با حباب های کم و محتوای جامد کم باشد.

محل نصب: اجرای مستقیم لوله و اجتناب از حباب/رسوب

طولانی ترین بخش لوله مستقیم ممکن را انتخاب کنید. روش مهندسی متداول مستلزم: بالادست بزرگتر یا مساوی 10D، پایین دست بزرگتر یا مساوی 5D (D قطر لوله است).

در بالای یا پایین لوله های افقی نصب نکنید: بالا مستعد تجمع گاز و پایین مستعد رسوب گذاری است. نصب در موقعیت های ساعت 2-4 یا 8-10 معمولاً توصیه می شود.

از منابع مزاحم قوی مانند خروجی پمپ ها، شیرها، زانوها و کاهنده ها دور نگه دارید (اختلال ها مشخصات جریان را مخدوش می کند و باعث خوانش ناپایدار می شود).

آماده سازی سطح لوله خارجی

پوشش‌ها، خوردگی، و سوراخ‌ها را در محل نصب تمیز کنید. سطح باید تا حد امکان صاف باشد. سنگ زنی سبک در صورت لزوم قابل قبول است، اما به انحنای لوله آسیب نرسانید.

یک جفت کننده (کوپلنت) سازگار با دما و مواد انتخاب کنید و آن را به طور یکنواخت و بدون فضای خالی اعمال کنید.

نصب مبدل: جهت گیری، فاصله گذاری و روش نصب

پروب ها را دقیقاً مطابق با فاصله محاسبه شده توسط دستگاه نصب کنید. به جهت گیری پروب، فلش ها و الزامات جهت کابل توجه کنید (بسیاری از راهنماها به صراحت جهت گیری صحیح و فاصله نقاط مرجع را مشخص می کنند).

دو پیکربندی رایج استفاده می شود: روش V (بازتابی) و روش Z (مستقیم). انتخاب بستگی به قطر لوله، تضعیف و کیفیت سیگنال دارد. هنگامی که سیگنال ضعیف است، تغییر به روش Z اغلب دریافت سیگنال را آسان تر می کند.

پروب ها را با گیره یا تسمه های فولادی محکم ببندید تا از جابجایی ناشی از- لرزش طولانی مدت جلوگیری کنید. اجازه ندهید که کاوشگرها توسط کابل ها معلق شوند.

روش های پیکربندی نصب

مبدل‌های غیر نفوذی را می‌توان در چندین پیکربندی نصب کرد که هر کدام برای اندازه‌های لوله و الزامات اندازه‌گیری مختلف بهینه شده‌اند:

V{0}}روش (بازتابی):

هر دو مبدل در یک سمت لوله نصب می شوند و پرتو اولتراسونیک از دیواره لوله مخالف منعکس می شود. این پیکربندی مناسب لوله هایی با قطر 20 میلی متر تا 300 میلی متر است و قدرت سیگنال عالی را برای مسیرهای صوتی کوتاه تر ارائه می دهد.

Z{0}}روش (مستقیم):

مبدل ها در دو طرف لوله با پرتو اولتراسونیک که مستقیماً بین آنها حرکت می کند نصب می شوند. این روش برای لوله‌هایی با قطر 100 تا 500 میلی‌متر بهینه است و مستقیم‌ترین مسیر سیگنال و بالاترین دقت را برای لوله‌های{3}}در اندازه متوسط ​​ارائه می‌دهد.

W{0}}روش (بازتاب دوگانه):

پرتو اولتراسونیک که برای لوله‌های با قطر کوچک- (15 تا 50 میلی‌متر) استفاده می‌شود، دو بار در داخل لوله منعکس می‌شود و به طور موثر طول مسیر صوتی را سه برابر می‌کند تا وضوح اندازه‌گیری و حساسیت برای نرخ‌های جریان پایین بهبود یابد.

انتخاب بین این روش ها به قطر لوله، ضخامت دیوار، مواد و دقت مورد نیاز بستگی دارد، با جریان سنج های مدرن اغلب به طور خودکار پیکربندی بهینه را بر اساس پارامترهای وارد شده توصیه می کنند.