راهنمای جریان سنج اولتراسونیک: اصل کار، انواع، دقت، نصب و انتخاب

سوال مهم برای یک مهندس یا خریدار این نیست که آیا اندازه گیری اولتراسونیک کار می کند یا خیر. این است که آیا روی یک لوله خاص، سیال، محدوده سرعت و نقطه نصب کار می کند یا خیر. لوله‌های کامل تمیز اغلب با اندازه‌گیری زمان حمل و نقل{2}}مناسب است. مایعات با مواد جامد معلق یا حباب ممکن است کاندیدای بهتری برای داپلر باشند. ابعاد لوله، وضعیت آستر، نصب مبدل، اختلال در پروفیل جریان-و سرعت کم همگی می‌توانند بر روی نتیجه نصب شده تأثیر بگذارند.

فلومتر اولتراسونیک در یک نگاه

• روش های اصلی اندازه گیری:زمان عبور{0}}و داپلر.
• سبک های اصلی نصب:گیره-روی، درون خطی و وارد کردن.
• مزیت مقاوم سازی قوی:گیره-روی مبدل‌ها می‌تواند بدون نفوذ به لوله فرآیند اندازه‌گیری کند.
• بهترین شرایط شروع برای-زمان حمل و نقل:یک لوله پر با مسیر صوتی پایدار و سیال نسبتاً تمیز.
• اولویت انتخاب:قبل از انتخاب مدل، سیال، ساخت لوله، محدوده سرعت، شرایط اجرای مستقیم و هدف اندازه گیری را تأیید کنید.

فلومتر اولتراسونیک چیست؟

دبی سنج اولتراسونیک ابزاری مبتنی بر سرعت-است که از سیگنال های صوتی برای تعیین سرعت سیال استفاده می کند و سپس آن سرعت را به جریان حجمی تبدیل می کند. از آنجایی که هیچ روتور مکانیکی در اصل اندازه گیری وجود ندارد، مترهای اولتراسونیک از سایش قطعات متحرک جلوگیری می کنند و می توانند بدون ایجاد مانع قابل توجهی در مسیر جریان اندازه گیری کنند.

هر متر اولتراسونیک غیر نفوذی- نیست. طرح های درون خطی و درج بخشی از سیستم اندازه گیری را در لوله یا از طریق لوله قرار می دهند، در حالی که الفگیره-روی فلومتر اولتراسونیکسنسورها را بیرون نگه می دارد این تفاوت زمانی اهمیت دارد که زمان خاموش شدن، خطر نشت یا آلودگی فرآیند بخشی از تصمیم باشد.

جریان سنج اولتراسونیک ترانزیت{0}}زمان چگونه کار می کند؟

در اندازه‌گیری زمان گذر{0}}معمولاً از دو مبدل استفاده می‌شود که مسیر اولتراسونیک از مایع در حال عبور عبور کند. پالس ارسال شده به پایین دست کمی زودتر از پالس ارسال شده به بالادست می رسد. الکترونیک این اختلاف زمانی کوچک را اندازه گیری می کند و از مسیر صوتی، هندسه لوله و شرایط سیال برای محاسبه سرعت متوسط ​​جریان استفاده می کند.

اندازه گیری قابل اعتماد به چیزی بیش از تشخیص سیگنال بستگی دارد. متر به ابعاد لوله و داده های خطی صحیح نیاز دارد و مبدل ها باید به درستی فاصله و تراز شوند. مسیر صوتی همچنین باید سرعت متوسط ​​لوله را به اندازه کافی برای عدم قطعیت اندازه گیری مورد نیاز نشان دهد.

برای توضیح عمیق‌تر زمان-رابطه-پرواز، هندسه مبدل و منطق محاسبات، به FlowT مراجعه کنید.راهنمای اصل جریان سنج اولتراسونیک گذر{0}}زمان.

ترانزیت-زمان در مقابل داپلر: کدام فناوری اولتراسونیک با سیال مناسب است؟

زمان ترانزیت{0}}و داپلر نباید به عنوان نسخه های قابل تعویض یک متر تلقی شوند. زمان عبور{2}}به یک مسیر صوتی قابل استفاده از میان سیال نیاز دارد. اندازه گیری داپلر به بازتاب ذرات متحرک یا حباب های گاز بستگی دارد. مقایسه FlowT ازجریان سنج های اولتراسونیک زمان گذر-و داپلرتمایز را توضیح می دهد، در حالی کهالزامات برنامه داپلرهنگامی که مایع کثیف، هوادهی یا دوغابی-مثل است، مفیدتر هستند.

گیره-روشن، درون خطی یا قابل حمل؟

بعد، معماری نصب را انتخاب کنید. گیره-روی سیستم‌ها برای بسیاری از کارهای مقاوم‌سازی مناسب است زیرا مبدل‌ها خارج از فرآیند باقی می‌مانند. سیستم های درون خطی بدنه کنتور کنترل شده ای را ارائه می دهند اما نیاز به اصلاح لوله دارند، در حالی که سیستم های درج اتصال فرآیند را اضافه می کنند.

تصمیم صرفاً این نیست که "گیره- آسان تر است، درون خطی دقیق تر است." عملکرد به طراحی متر، کالیبراسیون، داده های لوله، وضعیت سیال و کیفیت نصب بستگی دارد. راگیره-در مقایسه با جریان سنج اولتراسونیک داخلیزمانی مفید است که راحتی مقاوم سازی باید با الزامات اندازه گیری متعادل شود.

ابزارهای قابل حمل برای بررسی جریان، بررسی پمپ، ممیزی انرژی و بررسی متقابل-سایر کنتورها مناسب است. ابزارهای ثابت برای نظارت مستمر مناسب هستند. FlowT'sراهنمای عملیات فلومتر اولتراسونیک قابل حملگردش کار میدانی را پوشش می دهد، در حالی کهمحدوده محصول فلومتر اولتراسونیک قابل حملزمانی که یک ابزار باید بین چندین لوله حرکت کند، مهم است.

یک فلومتر اولتراسونیک در یک نصب واقعی چقدر دقیق است؟

اینجاست که خریداران باید سه ایده را از هم جدا کنند: دقت منتشر شده متر، عدم قطعیت نتیجه کالیبراسیون، و عدم قطعیت اندازه گیری نصب شده. آنها یک تعداد نیستند.

یک سازنده ممکن است دقت را تحت شرایط تعریف شده مشخص کند. در سرویس، ابعاد نادرست لوله، عدم قطعیت لاینر، فاصله مبدل، کوپلینگ، دما، سرعت پایین و جریان{1}}اعوجاج نمایه عدم قطعیت را اضافه می کند. بنابراین یک متر می تواند مشخصات آزمایشگاهی خود را برآورده کند در حالی که سیستم نصب شده عملکرد بدتری دارد.

NIST همان تمایز را در کار کالیبراسیون جریان ایجاد می‌کند: تکرارپذیری متر به عدم قطعیت کالیبراسیون می‌افزاید، و عدم قطعیت‌های بیشتری باید در هنگام استفاده از متر در سیستم مشتری در نظر گرفته شود. راانتشارات کالیبراسیون جریان مایع NISTاین اصل را توضیح می دهد.

جریان کم سزاوار توجه ویژه است. با کاهش سرعت، اختلاف زمانی{1}}تردد کمتر می‌شود، بنابراین ثبات صفر، وضوح زمان و کیفیت نصب اهمیت بیشتری دارد. محدوده سرعت واقعی و اینکه آیا دقت به عنوان درصد خواندن، درصد مقیاس کامل یا مشخصات ترکیبی بیان شده است را بررسی کنید.

بحث مفصل FlowT در مورددقت فلومتر اولتراسونیک و تصحیح نرخ جریان-به مشخصات سرعت، عدد رینولدز، زبری لوله و اثرات دما بیشتر می شود.

هفت فاکتور نصب که می تواند خواندن را تغییر دهد

1. ابعاد لوله نادرست

اندازه اسمی لوله را کافی فرض نکنید. قطر خارجی، ضخامت دیواره و ضخامت لاینر بر مسیر صوتی و منطقه محاسبه شده تأثیر می گذارد و نقشه های قدیمی ممکن است با لوله در حال سرویس مطابقت نداشته باشند.

2. لوله ای که کاملا پر نیست

اندازه‌گیری زمان مرسوم-انتقال لوله- یک مسیر صوتی کامل از طریق مایع و یک منطقه جریان داخلی شناخته شده را در نظر می‌گیرد. جیب های گاز یا پر شدن جزئی می تواند هر دو فرض را مختل کند.

3. تراز یا کوپلینگ ضعیف مبدل

مبدل ها نیاز به تماس مداوم با سطح لوله آماده شده دارند. فاصله نادرست، پوشش ضعیف ترکیب کوپلینگ یا ناهماهنگی می تواند کیفیت سیگنال را کاهش دهد و خطای اندازه گیری را ایجاد کند.

4. زانوها، سوپاپ ها و پمپ ها خیلی نزدیک به نقطه اندازه گیری هستند

این اجزا می توانند چرخش یا مشخصات سرعت نامتقارن ایجاد کنند. الزامات دویدن مستقیم-بر حسب متر و اغتشاش متفاوت است، بنابراین به جای یک فاصله جهانی، از دستورالعمل های سازنده استفاده کنید.

5. پوشش لوله ناشناخته یا مقیاس سنگین

لوله های چندلایه، آسترهای با چسبندگی ضعیف، خوردگی و رسوب می توانند سیگنال را ضعیف یا پراکنده کنند. یک لوله{1}}فولاد ضد زنگ تمیز ممکن است ساده باشد در حالی که یک لوله قدیمی خط دار نیاز به تأیید دارد.

6. شرایط سیال که با فرآیند تغییر می کند

یک مایع ممکن است در حین راه اندازی تمیز باشد اما در هنگام تعویض پمپ یا راه اندازی هوادهی شود. ثبات را در چرخه عملیاتی بررسی کنید، نه تنها در یک شرایط مناسب.

7. در نظر گرفتن قدرت سیگنال به عنوان اثبات صحت

یک سیگنال قابل استفاده ضروری است، اما یک آزمایش دقت کامل نیست. داده های لوله، مشخصات جریان و پیکربندی هنوز اهمیت دارند. FlowT'sراهنمای تأثیرات نصب -جریان سنج اولتراسونیکزمانی مفید است که یک متر به طور پیوسته می خواند اما نتیجه هنوز مشکوک به نظر می رسد.

نحوه انتخاب فلومتر اولتراسونیک

با داده های برنامه شروع کنید، نه با شماره مدل. قبل از درخواست توصیه، اطلاعات زیر را آماده کنید:

• نام سیال و اینکه آیا حاوی مواد جامد، حباب یا چند فاز است.
• مواد لوله، قطر خارجی، ضخامت دیوار و جزئیات آستر.
• عملکرد و حداکثر دما
• حداقل، معمولی و حداکثر جریان یا سرعت مورد انتظار.
• این که آیا لوله پر باقی می ماند.
• لوله مستقیم بالادست و پایین دست موجود است.
• دقت مورد نیاز یا هدف اندازه‌گیری: نشانه، کنترل، نظارت بر انرژی، تأیید یا صورت‌حساب.
• خروجی های مورد نیاز مانند 4-20 میلی آمپر، پالس، RS485/Modbus یا ثبت داده ها.
• این که آیا اندازه‌گیری موقتی، قابل حمل یا دائمی است.

این مرحله غربالگری از یک مشکل رایج خرید جلوگیری می کند: مقایسه دو متر با دقت عنوان در حالی که نادیده گرفته می شود که آیا یکی از آنها مناسب لوله است یا خیر. FlowT'sگیره-در راهنمای انتخاب دبی سنج اولتراسونیکچک لیست پیش از نقل قول دقیق تری را ارائه می دهد.

لوله‌های کوچک و سیستم‌های{0}جریان کم مستحق بررسی جداگانه هستند زیرا سرعت، هندسه حسگر و تحمل نصب می‌توانند با کاهش اندازه لوله حیاتی‌تر شوند. برای آن پروژه‌ها، محدوده واقعی لوله و مشخصات سرعت پایین را مقایسه کنید، به جای اینکه فرض کنید یک گیره{4} همه منظوره روی متر به همین صورت عمل می‌کند. الفگیره کوچک-لوله- روی فلومتر اولتراسونیکهنگامی که کاربرد به طور خاص توسط قطر لوله محدود می شود، کلاس محصول مرتبط تر است.

چه زمانی یک فلومتر اولتراسونیک بهترین انتخاب نیست؟

اندازه گیری اولتراسونیک جهانی نیست. یک گیره استاندارد-در ترانزیت-زمان‌سنج زمانی که لوله تا حدی پر شده است، دیواره لوله یا ساخت و ساز لاینر ناشناخته است، مقیاس شدید یا خوردگی مانع از یک مسیر صوتی پایدار می‌شود، مایع حاوی حباب‌ها یا جامدات کافی برای وقفه در ترانزیت-سنجش زمان است، یا عدم قطعیت مورد نیاز در شرایط نصب نمی‌تواند نشان داده شود، تجدید نظر کنید.

یک اصل دیگر نیز ممکن است کاربردی تر باشد. مایعات رسانا می توانند به نفع مترهای الکترومغناطیسی باشند، اندازه گیری جرم می تواند به نفع کوریولیس باشد و مایعات کثیف با بازتابنده های صوتی مفید ممکن است به نفع داپلر باشد. اصل اندازه گیری را حول فرآیند انتخاب کنید، نه برعکس.

کالیبراسیون، تأیید و استانداردها

کالیبراسیون و راستی‌آزمایی میدانی اهداف مرتبط اما متفاوتی را دنبال می‌کند. کالیبراسیون یک متر را با یک مرجع قابل ردیابی تحت شرایط تعریف شده مقایسه می کند. راستی‌آزمایی میدانی ممکن است یک متر نصب‌شده را با یک مرجع قابل حمل مقایسه کند، رفتار صفر را بررسی کند، تشخیص سیگنال را بررسی کند یا تأیید کند که کل فرآیند با اندازه‌گیری معتبر دیگری مطابقت دارد. چک الکترونیکی خشک می تواند رفتار فرستنده را تأیید کند، اما ثابت نمی کند که مسیر صوتی یا نصب میدان درست است.

FlowT'sروش کالیبراسیون فلومترکالیبراسیون مرطوب، مقایسه استاد-متر، کالیبراسیون میدانی و تأیید الکترونیکی را با جزئیات بیشتری توضیح می‌دهد.

برای گیره-در حمل و نقل-سیستم های زمانی،ISO 24062:2023به ویژه مرتبط است زیرا به عملکرد، کالیبراسیون، ویژگی های خروجی و شرایط نصب برای زمان سنج های غیر نفوذی اولتراسونیک-در مایعات و گازها می پردازد.ASME MFC-5.1اندازه گیری جریان مایع در مجرای بسته را با استفاده از جریان سنج های اولتراسونیک ترانزیت-زمان پوشش می دهد.

سناریوی عیب یابی گویا

یک گیره-روی متر بلافاصله پایین دست آرنج را در نظر بگیرید. قدرت سیگنال قابل قبول به نظر می رسد، اما خواندن ناپایدار است. قبل از تعویض کنتور، داده‌های لوله، فاصله مبدل و کوپلینگ را تأیید کنید، بررسی کنید که لوله پر است، سپس حسگرها را در صورت امکان به قسمت مستقیم‌تر منتقل کنید. اگر خوانش تثبیت شود، مشکل اصلی احتمالاً مربوط به نصب-به جای خرابی ابزار بوده است.

سوالات متداول

آیا فلومتر اولتراسونیک می تواند بدون برش لوله اندازه گیری کند؟

بله، اگر یک گیره- روی طراحی باشد. مبدل‌ها بر روی قسمت بیرونی لوله نصب می‌شوند، بنابراین نفوذ فرآیند معمولاً غیر ضروری است. متر التراسونیک درون خطی و درج از روش های نصب متفاوتی استفاده می کند.

چه مایعی برای دبی سنج اولتراسونیک ترانزیت{0}}زمان مناسب است؟

مایعات تمیز یا نسبتاً همگن در لوله های کاملاً پر نقطه شروع معمول هستند. مواد جامد معلق بیش از حد، حباب های گاز، رسوب شدید یا پوشش لوله های دشوار می توانند کیفیت سیگنال یا ثبات اندازه گیری را کاهش دهند.

یک فلومتر اولتراسونیک به چه مقدار لوله مستقیم نیاز دارد؟

هیچ الزامی جهانی برای دویدن مستقیم- وجود ندارد که برای هر متر و هر اختلالی اعمال شود. زانوها، سوپاپ ها، پمپ ها و کاهنده ها به طور متفاوتی بر جریان تأثیر می گذارند. از الزامات نصب سازنده خاص برای پیکربندی کنتور و لوله‌کشی بالادست پیروی کنید.

آیا فلومتر اولتراسونیک می تواند دبی بسیار کم را اندازه گیری کند؟

اگر متر، اندازه لوله و نصب برای سرعت کم مورد نیاز طراحی شده باشد، می تواند. با کاهش سرعت، ثبات صفر و وضوح زمان اهمیت بیشتری پیدا می‌کند، بنابراین به جای تکیه بر محدوده اسمی لوله، حداقل بیان سرعت و دقت مشخص شده را بررسی کنید.

فلومتر اولتراسونیک هر چند وقت یکبار باید کالیبره شود؟

هیچ فاصله زمانی واحدی برای هر برنامه وجود ندارد. زمان‌بندی باید منعکس‌کننده بحرانی بودن فرآیند، الزامات سیستم نظارتی یا کیفیت{1}}، تغییر تاریخچه، شرایط نصب و عدم قطعیت مورد نیاز در اندازه‌گیری باشد. صدور صورت‌حساب حیاتی یا برنامه‌های انطباق عموماً به یک طرح راستی‌آزمایی قوی‌تر از نشانه‌های فرآیند معمول نیاز دارد.

چه اطلاعاتی را باید قبل از درخواست نقل قول فلومتر اولتراسونیک ارسال کنم؟

سیال، مواد لوله، قطر خارجی، ضخامت دیوار، اطلاعات لاینر، دما، حداقل و حداکثر جریان، پر ماندن لوله، اجرای مستقیم موجود، خروجی مورد نیاز و هدف اندازه گیری را ارسال کنید. این اطلاعات به تامین کننده اجازه می دهد تا به جای توصیه مدلی از اندازه لوله به تنهایی، مناسب بودن برنامه را ارزیابی کند.

غذای آماده نهایی

اندازه‌گیری جریان اولتراسونیک زمانی بهترین کار را انجام می‌دهد که این فناوری با فرآیند واقعی مطابقت داشته باشد. ابتدا وضعیت سیال، ساخت لوله، محدوده سرعت، نقطه نصب و عدم قطعیت مورد نیاز را بررسی کنید. سپس اصل اندازه گیری و معماری نصب را انتخاب کنید. این قابل اعتمادتر از انتخاب یک متر از روی دقت عنوان به تنهایی است.