فلومتر التراسونیک در مقابل فلومتر الکترومغناطیسی

چرا اکثر مهندسان از روز اول اشتباه می کنند؟

قبل از غواصی، اجازه دهید یک داستان مشتری را به اشتراک بگذارم: یک مدیر خرید از یک کارخانه مواد شیمیایی با ما تماس گرفت، زیرا آنها به تازگی نصب شده اند.دبی سنج الکترومغناطیسیمدام "در همه جا می پرید." هنگامی که در سایت- حاضر شدیم، متوجه شدیم که آنها سعی داشتند آب دیونیزه شده را اندازه گیری کنند. رسانایی به اندازه کافی نبود-دبی سنج الکترومغناطیسیبه سادگی نمی تواند کار کند. این اشتباه 80000 دلار و دو روز تعطیلی برای آنها تمام شد.

بسیاری از خریداران همچنان بر اساس اطلاعات ناقص جریان متر را انتخاب می کنند و در نهایت به نتیجه نهایی آنها می رسد.فلومتر التراسونیکوجریان سنج الکترومغناطیسیبه نظر می‌رسد که هر دو «جریان» را اندازه‌گیری می‌کنند، اما بر اساس اصول کاملاً متفاوت عمل می‌کنند و با سناریوهای بسیار متفاوتی مطابقت دارند. سوال این نیست که کدام یک بهتر است-مسئله این است که کدام یک واقعاً با شرایط فرآیند شما مطابقت دارد.

این فناوری ها در واقع چگونه کار می کنند؟

دبی سنج های الکترومغناطیسیبر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی عمل می کند. هنگامی که مایع رسانا در یک میدان مغناطیسی جریان می یابد، ولتاژی متناسب با سرعت جریان تولید می کند. الکترودهای نصب شده روی بدنه کنتور این سیگنال ولتاژ را گرفته و نرخ جریان را محاسبه می کنند.

لازمه سخت اینجاست: رسانایی مایع باید از 5 میکروزیمنس بر سانتیمتر تجاوز کند. آب خالص، هیدروکربن‌ها، الکل‌ها، همه گازها-هیچ‌کدام از اینها کار نمی‌کنند.

فلومتر التراسونیکدر دو نوع آمده استمترهای زمان حمل و نقل-امواج صوتی را به صورت مورب در طول لوله ارسال کنید-زمان سفر در بالادست و پایین دست متفاوت است و دیفرانسیل زمانی سرعت را محاسبه می‌کند. متر داپلر صدا را از ذرات یا حباب‌های سیال منعکس می‌کند و تغییرات فرکانس را برای تعیین سرعت اندازه‌گیری می‌کند.

هر دو فناوری اولتراسونیک می‌توانند مایعات غیر رسانا را اندازه‌گیری کنندجریان سنج الکترومغناطیسینمی تواند رسیدگی کند. اما آنها در مورد شرایط نصب سختگیر هستند.

مقایسه الزامات لوله مستقیم

(قطر لوله D =)

متوجه خواهید شد که گیره-در اولتراسونیک به دو برابر جریان مستقیم الکترومغناطیسی نیاز دارد. مشکل سازندگان نیست-هر گونه اختلال در جریان، سیگنال صوتی را غیرقابل اعتماد می کند. من مشتریانی را دیده ام که مترهای اولتراسونیک را با قطر 3 در پایین دست شیر ​​نصب می کنند و خطای خواندن 15٪ است.

خواص سیالات عامل تعیین کننده هستند

رسانایی اولین دروازه است. زیر 5 µS/cm،جریان سنج الکترومغناطیسیدر آب مرده اند بین 5{2}}20 µS/cm آنها به سختی کار می کنند - سیگنال ضعیف و مستعد تداخل است. بیش از 20 µS/cm شما در منطقه راحتی هستیدجریان سنج الکترومغناطیسی.

محتوای جامد اسکریپت را تغییر می دهد. پساب فاضلاب ممکن است حاوی 8 درصد مواد معلق باشد-جریان سنج الکترومغناطیسیمهم نیست، جابجایی تا 15 درصد مواد جامد بر حسب حجم. زمان انتقال{2}} اولتراسونیک شروع به مبارزه با ذرات بالای 1% می کند زیرا امواج صوتی پراکنده می شوند و جذب می شوند و قدرت سیگنال را به شدت کاهش می دهند.

اولتراسونیک داپلر در واقع به ذرات-حداقل 25 پی پی ام ماده معلق برای انعکاس موج صوتی نیاز دارد. این فناوری گاهی اوقات برای حمل و نقل دوغاب کار می کند، اما دقت نمی تواند مطابقت داشته باشدجریان سنج الکترومغناطیسی.

محدوده دما و فشار

دبی سنج های الکترومغناطیسی:

استاندارد کمتر یا مساوی 180 درجه (356 درجه فارنهایت)

دما{0}بالا کمتر یا مساوی 200 درجه (390 درجه فارنهایت)

فشار کمتر یا مساوی 10.2 مگاپاسکال (1480 psi)

جریان سنج اولتراسونیک:

گیره{0}روی کمتر یا مساوی 200 درجه (دمای دیواره بیرونی لوله)

درون خطیکمتر یا مساوی 150 درجه (محدودیت مبدل)

فشار کمتر یا مساوی 16 مگاپاسکال (2320 psi)

(داده های گردآوری شده از مشخصات محصول Endress+Hauser، Krohne، Emerson)

محدودیت های دما مشابه به نظر می رسند، اما 180 درجه برای الکترومغناطیسی به دمای فرآیند اشاره دارد، در حالی که 200 درجه برای اولتراسونیک سطح بیرونی لوله است. اگر آب داغ 180 درجه را اندازه‌گیری می‌کنید، ممکن است گیره-روی مبدل‌های اولتراسونیک دوام نیاورد-دمای دیواره بیرونی لوله ممکن است از تحمل آنها فراتر رود.

ویسکوزیته به سختی تأثیر می گذاردجریان سنج الکترومغناطیسیاندازه‌گیری نفت خام . 10،۰۰۰ سانتی‌پویز به اندازه آب است. امواج اولتراسونیک تا 2000 سانتی پویز خوب عمل می کنند، اما فراتر از آن امواج صوتی به شدت ضعیف می شوند و مسیر پرتو خم می شود.

آنچه در واقع در هنگام نصب اتفاق می افتد

دبی سنج های الکترومغناطیسینیاز به برش و جوش لوله دارد. نصب متر 4-اینچ-شامل خاموش کردن، برش، جوشکاری فلنج، آزمایش فشار، حداقل 6-8 ساعت طول می‌کشد. در پالایشگاه ها یا کارخانه های شیمیایی، یک ساعت توقف می تواند 50000 دلار هزینه داشته باشد.

گاهی اوقات انتخاب درست از ضررهای بزرگ جلوگیری می کند. زمانی که ما برای یک کارخانه داروسازی مقاوم سازی کردیم، آنها یک خط آب تصفیه شده داشتند که نیاز به دبی سنج داشت، اما تولید نمی توانست متوقف شود. ما با گیره-در اولتراسونیک-نصب 2 ساعته رفتیم. قسمت بیرونی لوله را تمیز کنید، کوپلنت را اعمال کنید، روی مبدل ها گیره بزنید، آن را سیم کشی کنید، پیکربندی کنید - هرگز به لوله ها دست نزنید، تاثیر تولید را صفر کنید.

هزینه های کاهش فشار مداوم

دبی سنج های الکترومغناطیسیاز طراحی کامل- با افت فشار معمولاً 0.5-1.5 psi (0.03-0.1 بار) استفاده کنید. حداقل به نظر می رسد، اما بیایید اعداد را برای یک خط 4 اینچی با سرعت 300 GPM (68 m³/h) با افت 1 psi اجرا کنیم:

تلفات قدرت پمپ ≈ 0.4 کیلو وات

0.10 دلار در هر کیلووات ساعت، 8000 ساعت در سال

هزینه انرژی سالانه=320 دلار

بیش از ده سال، 3200 دلار است. دقیقا تعویض جیب نیست

گیره{0}}روی اولتراسونیک افت فشار صفر ایجاد می کند.فلومتر التراسونیک درون خطیدارای انسداد جزئی، حدود 0.1-0.5 psi{2}}هزینه های انرژی یک-یک سوم تا یک پنجمجریان سنج الکترومغناطیسی.

اگر هر دو فناوری را بررسی کرده باشید، متوجه می‌شوید که تعمیر و نگهداری اولتراسونیک بسیار ساده‌تر است، با هزینه‌های کل تعمیر و نگهداری 40 درصد کمتر از الکترومغناطیسی. اما در سناریوهای دوغاب و فاضلاب،جریان سنج الکترومغناطیسیدر واقع 25٪ کمتر هزینه دارد زیرا کیفیت سیگنال اولتراسونیک خیلی سریع کاهش می یابد و نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر یا تعویض دارد.

جایی که هر فناوری غالب است

فلومتر الکترومغناطیسیقلمرو

مواد جامد ورودی کارخانه فاضلاب از 0.1% تا 8% نوسان دارند-جریان سنج الکترومغناطیسیپلک نزن یک تأسیسات فاضلاب با اندازه متوسط ​​معمولاً 40-60 کار می کندجریان سنج الکترومغناطیسیبه مدت 15 سال بدون هیچ مشکلی اولتراسونیک شروع به از دست دادن سیگنال بالاتر از 2٪ مواد جامد می کند.

دوغاب‌های معدنی-سنگ آهن، مس، طلا-از نظر حجمی به 30 درصد جامدات می‌رسند. روکش پلی اورتان-جریان سنج الکترومغناطیسیرسیدگی به آن؛ نسخه‌های{0}}سرامیکی دارای پوشش 50 درصد جامد هستند. سونوگرافی در این شرایط کاملا غیر عملی است.

طراحی بهداشتی ارزش عملیات غذا و نوشیدنی. 3A-دارای گواهینامه استجریان سنج الکترومغناطیسیبا 150- آسترهای ضد زنگ الکتروپولیش شده مستقیماً در مدارهای CIP یکپارچه می شوند. اندازه گیری شیر، آبمیوه، آبجو، شراب با دقت کافی الزامات FDA را برآورده می کند.

فلومتر التراسونیکقلمرو

انتقال گاز طبیعی از چند مسیر-استفاده می‌کندفلومتر اولتراسونیک برای گاز-4 تا 8 مسیر صوتی متقاطع-برای دستیابی به دقت ±0.15% اندازه‌گیری می‌شوند. خط لوله ای که ده ها میلیون یا صدها میلیون ارزش گاز سالانه دارد، این سرمایه گذاری را ارزشمند می کند. به علاوه افت فشار صفر و بدون نقطه نشتی. کنتورهای گواهی OIML و AGA-9 برای این منظور ساخته شده اند.

سیستم های برج خنک کننده بزرگ به ده ها نقطه اندازه گیری نیاز دارند. نصب 30جریان سنج الکترومغناطیسیبه معنای خرید صدها هزار نفر به تنهایی، به علاوه تغییرات عظیم لوله کشی است. به گیره-در اولتراسونیک تغییر دهید و هزینه ها به یک-یک سوم کاهش می یابد. بدون نیاز به خاموش کردن{4}}برای کارکرد نیروگاه‌ها یا تأسیسات شیمیایی، پنجره‌های خاموش به سادگی وجود ندارند.

رسانه های خورنده یا مایعات فوق{0} خالص به الکترودهای Hastelloy، پلاتین یا تیتانیوم درجریان سنج الکترومغناطیسی-یک متر 4 اینچی می تواند 8000-15000 دلار کار کند.فلومتر التراسونیکبا قطعات خیس شده در PTFE یا PFA 40-60٪ کمتر با دقت یکسان هزینه دارند.

ادغام با سیستم های کنترل

هر دوفلومترانواع خروجی 4{3}}20 میلی آمپر با پروتکل HART، سازگار با اکثر PLC ها و سیستم های DCS ارائه می دهند. نیاز به کل کردن؟ از خروجی پالس استفاده کنید. Modbus RTU و Profibus اکنون موانع ادغام استانداردی ندارند.

سرعت پاسخگویی متفاوت است.دبی سنج های الکترومغناطیسیبه روز رسانی 10-50 بار در ثانیه. اولتراسونیک 1-5 به‌روزرسانی را مدیریت می‌کند. اگر از فلومتر برای کنترل حلقه بسته که نیاز به پاسخ سریع دارد استفاده می کنید، الکترومغناطیسی مناسب تر است. ارزش های انتقال حافظ ثبات - به روز رسانی های اولتراسونیک کندتر در واقع با کاهش نوسانات کمک می کند.

دبی سنج های الکترومغناطیسیامپدانس الکترود را کنترل می کند، هشدار در مورد شرایط لوله خالی، و برخی از مدل ها تخریب لاینر را دنبال می کنند. التراسونیک قدرت موج صدا و مقادیر افزایش را نشان می‌دهد-افزایش ناگهانی افزایش به این معنی است که زمان تمیز کردن مبدل‌ها فرا رسیده است. خوانش‌های سرعت صدا می‌توانند-نوع سیال را محاسبه کنند و تأیید کنند که شما واقعاً آنچه را که فکر می‌کنید اندازه‌گیری می‌کنید، اندازه‌گیری می‌کنید.

انتخاب فلومتر: یک رویکرد عملی

با رسانایی شروع کنید. زیر 5 µS/cm، فراموش کنیدجریان سنج الکترومغناطیسی. بین 5{2}}20، الکترومغناطیسی کار می کند، اما به طور غیرقابل اعتماد، آن را با اولتراسونیک ایمن می کند. بیش از 20 µS/cm،جریان سنج الکترومغناطیسیبرای رفتن خوب هستند

محتوای جامد دروازه دو است. بالاتر از 1٪ مواد جامد معلق، الکترومغناطیسی برنده است. زیر 0.1٪، هر دو کار می کنند. بین این اعداد، هر دو فناوری را روی سیال واقعی خود قبل از متعهد شدن به استقرار ناوگان آزمایش کنید. و هزینه های خاموش شدن را در هنگام انتخاب خود در نظر بگیرید.

ساخت و ساز جدید که در آن مدهای لوله کشی ارزان هستند؟ صرفاً بر اساس الزامات فنی انتخاب کنید. امکانات عملیاتی که در آن خاموش شدن 10 دلار،000+ در ساعت است؟ لوله را مگر در موارد ضروری قطع نکنید.

در نهایت، هزینه کل مالکیت را محاسبه کنید. از نرخ واقعی نیروی کار، هزینه های انرژی، عمر مورد انتظار استفاده کنید. مطالعات موردی مطابق با برنامه‌های کاربردی خود-با پنج سال-به علاوه داده‌های عملیاتی واقعی پیدا کنید.

دبی سنج های الکترومغناطیسیاندازه‌گیری کامل حفره-، افت فشار کم، و عملکرد عالی در سیالات چالش برانگیز ارائه می‌کند. اولتراسونیک از نفوذ لوله جلوگیری می کند، افت فشار صفر ایجاد می کند و محدوده سیال وسیع تری را اندازه گیری می کند. هیچکدام به طور کلی بهتر نیست-کلید تطبیق اصل اندازه گیری با نیازهای واقعی شماست.

جایی که فناوری در حال حرکت است

روندهای اصلی فناوری در چند سال گذشته واضح است: سازگاری تولید + مدل سازی دیجیتال + قابلیت های تشخیصی که به طور موازی پیشرفت می کنند.دبی سنج های الکترومغناطیسیبه طور فزاینده ای رویکردهای "کالیبراسیون خشک/ جبران مدل سازی" را اتخاذ می کنند-تلرانس های هندسی محکم تر و مدل سازی میدان مغناطیسی/جریان، سازگاری کارخانه را بهبود می بخشد و وابستگی به رطوبت فردی را کاهش می دهد.کالیبراسیوندر حالی که دقت را در سطح مهندسی {{0}0±0.5% نگه می‌دارد و هزینه‌های کلی را کاهش می‌دهد. التراسونیک به سمت مسیرهای بیشتر تکامل می‌یابد-4-مسیری به 8/12{11}}به‌روزرسانی‌های مسیر نه تنها از نظر دقت، بلکه در استحکام در برابر پروفایل‌های جریان غیر ایده‌آل و تشخیص‌های مسیر اضافی، شناسایی ناهنجاری‌های مسیر، رسوب‌پذیری مجدد یا به‌طور چشمگیری میدان تداخل حباب را ارائه می‌کنند. مدل‌های برتر{13}}در شرایط کالیبراسیون آزمایشگاهی به 0.1% ± می‌رسند. در همین حال،{15}}معماری کم‌مصرف و بلوغ فناوری باتری، دستگاه‌های اولتراسونیک با انرژی باتری را قادر می‌سازد تا به طول عمر 10 ساله نزدیک شوند و بررسی‌های موقت جریان، نظارت از راه دور خط لوله و استقرار بدون سیم را واقعاً عملی کنند.