اگر زمانی را در اطراف تاسیسات اندازهگیری گاز گذراندهاید-یا حتی کاتالوگهای فنی را ورق زدهاید-احتمالاً با اصطلاح "" برخورد کردهاید.فلومتر اولتراسونیک چند مسیره"فانتزی به نظر می رسد. و صادقانه بگویم که اینطور است.
اما نکته اینجاست: مفهوم اصلی آنقدرها هم پیچیده نیست که اصطلاحات را حذف کنید.
ایده اصلی (بدون کتاب درسی مزخرف)
جریان سنج اولتراسونیک چند مسیره، سرعت گاز را با شلیک سیگنالهای اولتراسونیک از طریق چندین مسیر-یا «کانالها»، که مهندسان دوست دارند آنها را صدا کنند، اندازهگیری میکند. هر کانال به شما سرعت خواندن را در وتر متفاوتی از مقطع لوله- می دهد. شما این قرائت ها را با هم میانگین می گیرید، به طور مناسب وزن می کنید، و رونق می گیرید: تخمین مناسبی از سرعت حرکت گاز در آن لوله به دست می آورید.
مترهای تک کانالی- نیز وجود دارد. آنها ارزان تر هستند. آنها ساده تر هستند. اما آنها همچنین فقط به یک برش از مشخصات جریان نگاه می کنند که اگر جریان کاملاً یکنواخت نباشد می تواند گمراه کننده باشد. و اجازه دهید به شما بگویم-جریان تقریباً هرگز کاملاً یکنواخت نیست.
هر دو نسخه تک و چند مسیره به چیزی به نام روش-زمان-پرواز متکی هستند. این کار به این صورت است: شما دو مبدل در طرف مقابل لوله دارید. یکی یک پالس اولتراسونیک را به پایین دست (همراه با جریان) می فرستد، دیگری پالس اولتراسونیک را به سمت بالا (در مقابل جریان) می فرستد. پالس پایین دست سریعتر می رسد زیرا جریان گاز را هدایت می کند. بالادست بیشتر طول می کشد زیرا با آن مبارزه می کند.
شما هر دو زمان سفر را اندازه گیری می کنید، تفاوت را محاسبه می کنید و از آن تفاوت می توانید سرعت را بدست آورید. ریاضیات پیش پا افتاده نیست، اما به خوبی-تثبیت شده است. مردم ده ها سال است که این کار را انجام می دهند.
چرا چند کانال؟
اینجاست که جالب می شود-و من نظراتی دارم.
در یک متر چند مسیره، V نشان دهنده سرعت متوسط سطح اندازه گیری شده در هر کانال است. شما اساساً از مشخصات سرعت در ارتفاعات مختلف در قطر لوله نمونه برداری می کنید. فرمول چیزی شبیه به این است: سرعت متوسط حجمی برابر است با مجموع سرعت هر کانال ضرب در ضریب وزنی آن. نوشته شده: v=ΣwᵢVᵢ، که در آن W ضریب وزنی است که به الگوریتم ادغام سازنده بستگی دارد.
با توجه به آن، میتوانید نرخ جریان واقعی را محاسبه کنید: q=A × Σ(WᵢVᵢ)، که در آن A سطح مقطع لوله- است.
طرح های ادغام مختلف وزن های متفاوتی را به آکوردهای مختلف اختصاص می دهند. ربع گوسی محبوب است. روش چبیشف نیز همینطور است. هرکدام-توافق دارند. اما صادقانه بگویم، مگر اینکه خودتان طراحی مهندسی را انجام دهید، احتمالاً نیازی به نگرانی در مورد اینکه کدام یک "بهترین" است، ندارید. همه آنها نسبتاً خوب کار می کنند.
سوال شش کانال-
در حال حاضر، متداولترین محصولات{0}بالا از تولیدکنندگان خارجی تا شش کانال اجرا میشوند. فکر میکنید کانالهای بیشتر برابر با دقت بیشتر است. و از نظر تئوری، بله{3}}نقاط نمونهبرداری بیشتر باید تقریب بهتری از مشخصات سرعت واقعی به شما بدهد.
اما تجربه عملی داستان دیگری را بیان می کند.
وقتی چهار کانال را بزنید، دقت حاصل از افزودن مسیرهای بیشتر حاشیه ای می شود. در همین حال، هزینه های تولید بالا می رود. هر جفت مبدل اضافی نیاز به تراز دقیق دارد. هر کدام نقاط شکست احتمالی را اضافه می کند. هر کدام نصب و نگهداری را پیچیده می کند.
بنابراین آیا یک متر شش-کاناله بیش از چهار کانال ارزش دارد؟ گاهی اوقات. برای برنامه های انتقال حضانت که در آن کسری از درصد مهم است، شاید. برای اکثر کاربردهای صنعتی؟ احتمالا نه.
نصب و راه اندازی بیش از آنچه فکر می کنید اهمیت دارد
من شش{0}}مسیر زیبا را دیدهام که در مکانهای وحشتناک-بلافاصله در پایین دست آرنجها نصب شدهاند، با جریان چرخشی و پروفیلهای سرعت نامتقارن که همه آن کانالهای اضافی را تقریباً بیاستفاده میکرد. این متر زباله ها را اندازه گیری می کرد و میانگین زباله ها به شش روش مختلف به شما می دهد... میانگین زباله های خوب-.
راهنمای عمومی می گوید که شما می خواهید حداقل هشت قطر لوله مستقیم در بالادست و دو قطر پایین دست از هرگونه اختلال جریان داشته باشید. اما این یک دستورالعمل است، نه یک تضمین. الگوهای جریان سیکلونیک، جریان زمین، طبقه بندی دما{2}}همه اینها میتوانند خوانشهای شما را به گونهای به هم بزنند که کانالهای بیشتر نتوانند به طور کامل آن را جبران کنند.
برخی از پیکربندیهای متر از مسیرهای متقاطع (ترتیبهای الگوی X) برای لغو برخی اعوجاجهای جریان استفاده میکنند. باهوش، اما جادو نیست.
ملاحظات واقعی-جهان
عدد رینولدز برای جریان آشفته باید بالای 4000 باشد-که معمولاً در خطوط لوله گاز صنعتی مشکلی نیست. جریان آرام نادر است. سرعت صوت در گاز بر زمان سفر سیگنال تأثیر می گذارد، اما کنتورهای مدرن به طور خودکار از طریق جبران دما این کار را انجام می دهند.
مبدل ها معمولاً در زوایای 45 درجه یا بیشتر نسبت به جهت جریان نصب می شوند، اگرچه زاویه بهینه به قطر لوله، سرعت گاز و دما بستگی دارد. حداکثر دمای عملیاتی معمولاً برای نصب های استاندارد حدود 650 درجه فارنهایت است. کاربردهای برودتی یک جانور کاملاً متفاوت هستند.
خط پایین
فلومترهای التراسونیک چند مسیره فناوری خوبی هستند. آنها مزاحم نیستند، قطعات متحرک ندارند، طیف وسیعی از نرخ جریان را کنترل می کنند، و هنگام نصب و کالیبره مناسب می توانند به دقت چشمگیری دست یابند.
اما آنها بی اشتباه نیستند. مسیرهای بیشتر به طور خودکار به معنای نتایج بهتر نیست. یک متر-چهار کانال- خوب نصب شده در شرایط جریان خوب، از متر شش- کانالی که هر بار در یک مکان مشکل نصب شده است بهتر عمل می کند.
درک اصول اولیه-زمان-اندازهگیری-پرواز، یکپارچهسازی سرعت، نقش ضرایب وزندهی-به شما کمک میکند تا تصمیمگیری بهتری در مورد اینکه چه زمانی این مترها منطقی هستند و چگونه میتوانید بیشترین بهره را از آنها ببرید.
