فلومتر اولتراسونیک چیست؟

اگر تا به حال در نزدیکی بزرگراه ایستاده اید و متوجه شده اید که چگونه آژیر آمبولانس زمانی که به سمت شما می رود بالاتر به صدا در می آید، سپس با سرعت دور شدن به چیزی تقریباً غم انگیز می رسد-تبریک، شما همان فیزیک را تجربه کرده اید که باعث می شودفلومتر اولتراسونیکتیک. بیشتر مردم دوبار به آن لحظه فکر نمی کنند. مهندسان انجام دادند.

یک فلومتر اولتراسونیک سرعت حرکت مایع را از طریق یک لوله با جهش امواج صوتی از آن اندازه می گیرد. بدون قطعات متحرک عدم تماس مستقیم با مایع فقط صدا را انجام می دهد که صدا{3}}سفر، پرش، جابجایی را انجام می دهد. این فناوری دقیقاً جدید نیست، اما روشی که ما آن را در چند دهه گذشته اصلاح کرده ایم؟ اینجاست که همه چیز جالب می شود.

Which Ultrasonic Clamp On Flow Meters Suit Refineries?

این چیزی است که در مورد اولتراسونیک{0}}به معنای واقعی کلمه "فراتر از صدا" است. فرکانس‌های بالاتر از 20 کیلوهرتز صحبت می‌کنیم که بسیار فراتر از آن چیزی است که گوش انسان می‌تواند تشخیص دهد. سگ‌ها ممکن است شوکه شوند، اما شما چیزی نخواهید شنید. متر این پالس های صوتی نامرئی را به لوله می فرستد و بسته به اتفاقی که در ادامه می افتد، شما مقدار جریان خود را دریافت می کنید.

دو رویکرد اصلی وجود دارد. انواع داپلر و گذر{1}}انواع زمان. آنها با وجود داشتن DNA اولتراسونیک یکسان، اساساً حیوانات متفاوتی هستند، و انتخاب اشتباه برای برنامه شما یک اشتباه آسان است که بیشتر از آنچه فروشندگان دوست دارند اعتراف کنند اتفاق می افتد.

مترهای اولتراسونیک داپلر به چیزی در مایع نیاز دارند تا صدا را به عقب بازتاب دهد. ذرات. حباب ها هر چیزی که باعث ایجاد آنچه مهندسان "ناپیوستگی های صوتی" می گویند. بدون آنها، شما چیزی ندارید{4}}سیگنال فقط مانند نور از شیشه عبور می کند.

این امر، متر داپلر را برای فاضلاب، دوغاب، هر چیزی که دارای مواد جامد معلق بالاتر از تقریباً 100 قسمت در میلیون است، عالی می کند. حداقل اندازه ذرات؟ حدود 100 میکرون، بده یا بگیر. کوچکتر از آن و بازتاب غیر قابل اعتماد می شود. این متر بر اساس میزان تغییر فرکانس منعکس شده در مقایسه با آنچه که ارسال شده است، سرعت را محاسبه می کند. جریان بالاتر به معنای جابجایی بزرگتر است. در تئوری به اندازه کافی ساده است.

اما این چیزی است که مردم را به حرکت در می آورد: متر سرعت آن ذرات را اندازه گیری می کند، نه خود مایع را. معمولاً ذرات خوب-با جریان حرکت می کنند. با این حال، در شرایط بسیار آشفته یا جریان‌های طبقه‌بندی شده، می‌توانید خوانش‌هایی را دریافت کنید که معقول به نظر می‌رسند اما کاملاً درست نیستند. ارزش دانستن را دارد.

زمان‌سنج‌های حمل‌ونقل- متفاوت عمل می‌کنند. دو مبدل در سراسر لوله روبروی یکدیگر قرار می گیرند. یکی یک پالس را به پایین‌دست می‌فرستد، دیگری یک پالس را بالادست می‌فرستد. در مایع ساکن، هر دو پالس در یک لحظه می رسند. جریان را اضافه کنید، و پالس پایین‌دست سریع‌تر می‌رسد زیرا جریان را هدایت می‌کند، در حالی که پالس بالادست با آن مبارزه می‌کند.

تفاوت زمانی بین این دو ورود؟ این سرعت جریان شماست.

بدون ذرات مورد نیاز در واقع، ذرات اوضاع را بدتر می‌کنند-سیگنال را پراکنده می‌کنند و دقت را کاهش می‌دهند. زمان‌سنج‌های ترانزیت{3}}مایعات تمیز می‌خواهند. آب روغن ها مواد شیمیایی خاص هر چه تمیزتر، بهتر است.

دقت می‌تواند در شرایط ایده‌آل به 0.5±٪ از خواندن برسد، که برای اندازه‌گیری غیرتهاجمی واقعاً چشمگیر است. نصب‌های واقعی-معمولاً بین 1-3٪ بسته به وضعیت لوله، ویژگی‌های سیال، کیفیت نصب - همه متغیرهایی که نمونه‌های کتاب درسی به راحتی نادیده می‌گیرند، فرود می‌آیند.

اکثر مترهای اولتراسونیک مستقیماً روی لوله‌های موجود می‌بندند. بدون حفاری بدون خاموش شدن بدون برش در خطوط تحت فشار در حالی که سرپرست تعمیر و نگهداری یک رویداد قلبی کوچک در نزدیکی خود دارد.

شما ترکیب جفت صوتی را اعمال می‌کنید-عمداً گریس اولتراسونیک- مبدل‌ها را به قسمت بیرونی لوله می‌بندید، پارامترهای خود را پیکربندی می‌کنید و در حال اندازه‌گیری جریان هستید. کل فرآیند در یک روز خوب شاید یک ساعت طول بکشد. آن را با نصب صفحه اریفیس یا توربین متر مقایسه کنید که نیاز به خطوط تخلیه، برش لوله، فلنج های جوشکاری، تست فشار دارد... حتی نزدیک هم نیست.

قابل حمل بودن مزیت دیگری است که هیچ کس به اندازه کافی در مورد آن صحبت نمی کند. همان گیره-روی متر می تواند بین ده ها نقطه اندازه گیری حرکت کند. ممیزی کل توزیع جریان یک مرکز بدون خرید 30 ابزار جداگانه؟ این پول واقعی پس انداز است.

هیچ چیز کامل نیست سیگنال‌های اولتراسونیک باید دو بار از دیواره لوله عبور کنند-یک بار وارد و یک بار خارج شوند. هر ماده دیواری به طور متفاوتی بر سیگنال تأثیر می گذارد.

فولاد ضد زنگ اولتراسوند را به طور مؤثر انجام می دهد، گاهی اوقات بیش از حد کارآمد. سیگنال می تواند در امتداد دیواره لوله سریعتر از مایع حرکت کند و تداخلی ایجاد کند که الکترونیک را گیج کند. فولاد کربنی بهتر عمل می کند. لوله های پلاستیکی به خوبی کار می کنند اما نیاز به تنظیمات مبدل متفاوتی دارند. لوله های بتنی-خط شده؟ مس؟ مواد تقویت شده با فایبرگلاس{5}}؟ هر کدام چالش‌هایی را ارائه می‌کنند که از «ممکن اما قابل کنترل» تا «پیدا کردن فناوری دیگری» را شامل می‌شود.

آسترهای لوله به ویژه مشکل ساز هستند. آن پوشش لاستیکی که در برابر خوردگی محافظت می کند؟ ممکن است سیگنال اولتراسونیک شما را به طور کامل جذب کند. شکاف هوا بین لاینر تخریب شده و دیواره لوله؟ حتی بدتر. برخی از تاسیسات گزارش می دهند که دقت به 20±% کاهش یافته یا در صورت بدتر شدن شرایط لاینر، به طور کامل از کار می افتند. امور بازرسی منظم

Installation guide for plug-in ultrasonic flowmeters

سرعت فراصوت در هر محیطی به دما بستگی دارد. مایع داغتر یعنی انتشار سریعتر صدا (معمولا). متر از نظر ریاضی جبران می‌کند، اما نوسانات شدید دما در طول اندازه‌گیری می‌تواند خطاهایی ایجاد کند-الکترونیکی بر اساس دمای فعلی محاسبه می‌کند در حالی که پالس صوتی در مایعی حرکت می‌کند که ممکن است لحظه به لحظه تغییر کند.

اکثر مترهای مدرن به خوبی از عهده این کار بر می آیند. با این حال، اگر فرآیند شما شامل چرخه حرارتی سریع است، قبل از خرید به جای کشف مشکلات در حین راه اندازی، آن را به فروشنده اعلام کنید.

ارتعاش چالش های مشابهی را ایجاد می کند. ماشین آلات سنگین در نزدیکی می توانند مبدل ها را از اتصال صوتی جدا کنند. نصب مناسب این موضوع را برطرف می‌کند، اما «نصب مناسب» برای نصاب‌های مختلف معنای متفاوتی دارد. اتصال مکانیکی ایمن به علاوه ترکیب جفت سخاوتمندانه که به درستی اعمال می شود، هر بار طرح های براکت های فانتزی را شکست می دهد.

این یکی مردم را غافلگیر می کند. فلومتر التراسونیک به لوله های کاملاً پر نیاز دارد. خطوط نیمه پر شده-متداول در گرانش-سیستم‌های تغذیه‌شده یا لوله‌های بزرگ{4}}خوانده‌های بی‌معنی دارند. هنگام محاسبه دبی حجمی از سرعت، متر فرض می کند که مایع کل مقطع-را پر می کند. اگر فقط نیمی از لوله حاوی مایع باشد، جریان واقعی شما نصف مقداری است که نمایشگر نشان می دهد.

برخی از تولیدکنندگان پیکربندی های تخصصی را برای لوله های نیمه پر ارائه می دهند، اما اینها هزینه و پیچیدگی را اضافه می کنند. نصب آسان‌تر در جایی که شرایط کامل لوله تضمین شده است، یا بپذیرید که نقاط اندازه‌گیری خاص برای فناوری اولتراسونیک مناسب نیستند.

بر خلاف بسیاری از فن آوری های جریان، متر اولتراسونیک به طور قابل توجهی مقیاس می شود. همین اصل اساسی از لوله‌های نیم اینچی تا خطوط لوله با قطر چند متر کار می‌کند. سکوهای نفتی فراساحلی از متر اولتراسونیک در خطوط عظیم انتقال نفت خام استفاده می کنند. کارخانه های داروسازی از آنها در جریان های فرآیندی کوچک استفاده می کنند. اندازه های مختلف مبدل، پیکربندی های مختلف نصب، فیزیک یکسان.

این محدوده، اولتراسونیک را به گزینه ای جذاب برای تاسیسات با اندازه های لوله کشی متنوع تبدیل می کند. خدمه آموزش بر روی یک فناوری، بر حفظ تخصص در پنج نوع مختلف متر می‌زند.

نفت و گاز بر بازار اولتراسونیک تسلط دارند، به‌ویژه برای اندازه‌گیری‌های انتقال حضانت-آن دسته از سهام-بالا که در آن پول بر اساس میزان انتقال محصول از طریق لوله تغییر می‌کند. زمان‌سنج‌های چند-گذری مسیر{4}} با چهار، شش یا هشت جفت مبدل به دقت مورد نیاز این برنامه‌ها دست می‌یابند.

تاسیسات تصفیه آب و فاضلاب برای خطوط لجن و نظارت بر جریان به شدت به انواع داپلر متکی هستند. فرآوری شیمیایی از هر دو نوع بسته به ویژگی های سیال استفاده می کند. سیستم های HVAC از آنها برای نظارت بر آب سرد و گرم استفاده می کنند. برنامه‌های غذایی و نوشیدنی به نفع طرح‌هایی هستند که از خطر آلودگی جلوگیری می‌کنند-.

عملیات استخراج، مترهای داپلر را به شدت فشار می‌دهد، دوغاب‌های حامل ذرات ساینده را اندازه‌گیری می‌کند که هر حسگر نفوذی را ظرف چند هفته از بین می‌برد. مترها زنده می مانند زیرا هرگز سیال را لمس نمی کنند. بدون سطوح سایشی بدون قطعات تعویضی فقط مبدل هایی که به آرامی روی لوله بیرونی نشسته اند در حالی که دوغاب قاتل در داخل جریان دارد.

مواد بازاریابی ادعای "تعمیر و نگهداری صفر" را دوست دارند. این خوشبینانه است. دقیق تر: نیازهای تعمیر و نگهداری در مقایسه با کنتورهای مکانیکی حداقل است.

مبدل ها نیاز به بازرسی دوره ای دارند. ترکیب کوپلینگ خشک می شود و نیاز به طراوت دارد. الکترونیک در طول زمان منحرف می شود و از تأیید در برابر استانداردهای مرجع سود می برد. به‌روزرسانی‌های میان‌افزار باگ‌ها را برطرف می‌کنند یا الگوریتم‌ها را بهبود می‌بخشند. باتری در واحدهای قابل حمل تمام می شود.

هیچ یک از اینها به بار تعمیر و نگهداری کنتورهای جابجایی مثبت با اجزای دوارشان، یا کنتورهای توربین با یاتاقان‌هایی که در نهایت خراب می‌شوند، یا مترهای گردابی با میله‌های ریزش که فرسایش می‌یابند، نزدیک نمی‌شود. اما «حداقل» «صفر» نیست. بودجه بر این اساس.

بیشتر بیاموزید

Portable ultrasonic flowmeter performance characteristics

قیمت اولیه خرید بالاتر از کنتورهای مکانیکی اولیه، پایین‌تر از{0}}کوریولیس‌های پیشرفته یا طرح‌های پیچیده الکترومغناطیسی است. گیره-روی نصب، هزینه کل استقرار را در مقایسه با جایگزین های داخلی که نیاز به اصلاح لوله کشی دارند، کاهش می دهد.

اقتصاد بلندمدت-معمولاً فراصوت را ترجیح می‌دهد. عدم افت فشار به معنای هدر رفتن انرژی برای فشار دادن سیال از طریق محدودیت جریان است. عدم خیس شدن قطعات به معنای عدم وجود هزینه های تعویض مربوط به خوردگی-است. قابلیت حمل به این معنی است که یک متر به چندین مکان خدمات می دهد. اینکه آیا این مزایا بیشتر از هزینه اولیه بالاتر است بستگی به موقعیت خاص شما، عمر مورد انتظار شما و اینکه چقدر برای برش لوله ها ارزش قائل هستید، دارد.

دبی سنج های اولتراسونیک نشان دهنده هوشمندی مهندسی واقعی است-که چیزی به اندازه سرعت مایع با استفاده از چیزی به انتزاعی مانند تغییر فرکانس در امواج صوتی غیرقابل شنیدن اندازه گیری می شود. این فناوری از زمان استقرار تجاری اولیه در دهه 1970 به طور قابل توجهی رشد کرده است و همچنان که پردازش سیگنال هوشمندتر می شود و طراحی مبدل ها تکامل می یابد، بهبود می یابد.

آنها راه حل های جهانی نیستند. مایعات تمیز هوادهی، متر داپلر را گیج می کنند. جریان‌های پر ذرات-طراحی‌های زمان انتقال-را شکست می‌دهند. لوله های آستردار مشکل ایجاد می کنند. لوله های نیمه پر مشکلات بزرگ تری ایجاد می کنند. هر فناوری نقاط کوری دارد.

اما برای کاربردهای مناسب-و تعداد زیادی-متر اولتراسونیک ترکیبی از دقت،-غیر تهاجمی و قابلیت اطمینان را ارائه می‌دهند که فناوری‌های جایگزین برای مطابقت با آن‌ها تلاش می‌کنند. فیزیک آژیر آمبولانس که قبلاً چیزهای بی اهمیتی به نظر می رسید؟ به نظر می رسد سالانه چندین میلیارد دلار در ابزار دقیق صنعتی ارزش دارد. کریستین داپلر احتمالاً آن را سرگرم کننده می داند.