Tehát befektetett egyultrahangos áramlásmérő. Jó választás-nincs mozgó alkatrész, minimális karbantartás, megfelelő pontosság a dobozból kivéve. De itt van az, amit senki sem mond el előre: a specifikációs lapon látható pontosság? Ideális körülmények között. A növényed nem ideális. A csöveid nem ideálisak. Soha semmi.
Beszéljünk arról, hogy valójában mi befolyásolja az olvasmányait, és mit tehet ez ellen.
A Reynolds-szám probléma (és miért fontosabb, mint gondolná)
Itt válnak érdekessé a dolgok. Az ultrahangos áramlásmérő nem méri közvetlenül az áramlást-, hanem az áramlás irányába felfelé és lefelé terjedő ultrahanghullámok közötti időkülönbséget. A matematika egy bizonyos sebességprofilt feltételez a cső keresztmetszetén-. És ez a profil? A Reynolds-számnak nevezett valami alapján változik.
Ha az Re 2300 alatt van, akkor lamináris áramlása van. A folyadék sima, párhuzamos rétegekben mozog. A sebességprofil úgy néz ki, mint egy parabola,{3}}leggyorsabb a közepén, nulla a falaknál. 4000 felett? Ez turbulens áramlás, és a profil jelentősen ellaposodik. 2300 és 4000 között van ez a kínos átmeneti zóna, ahol az áramlás nem tudja pontosan eldönteni, hogy mi is szeretne lenni.
Miért számít ez? Mert a mérőműszer az átlagsebességet az ultrahangos út „látja” alapján számítja ki. Ha turbulens áramlásra van kalibrálva, de laminárisan fut, akkor rossz számot fog kapni. Időszak.
A sebességeloszlás lamináris körülmények között parabolikus mintát követ, ahol a középvonali sebesség kétszerese lehet az átlagos sebességnek. Turbulens áramlásban a profil sokkal laposabb,{1}}a középvonali sebesség csak körülbelül 1,2-szerese az átlagnak. Ez óriási különbség, ha ±1%-os pontosságot próbál elérni.
Áramlási sebesség korrekciós együttható
Ez az a K korrekciós tényező, amelyről senki sem akar beszélni, mert a matematika gyorsan csúnya lesz.
Az ultrahangos tranzitidő-módszer a sebességet méri egy adott húr mentén a csőben. Ez nem az az átlagos sebesség, amelyre szüksége van a térfogatáram kiszámításához. Szüksége van egy korrekciós együtthatóra a különbség áthidalásához.
Turbulens körülmények között az empirikus kapcsolat valahogy így néz ki:
K=1.119 - 0.011×lg(Re)
A lamináris áramlás esetében ez egy teljesen más egyenlet:
V̄=KVₗahol Re > 10⁵
És Re < 10⁵ esetén:
V̄=[1.119 - 0.011×lg(Re)]Vₗ=KVₗ
A lényeg az, hogy-a mérőműszer firmware-je valószínűleg rendelkezik valamilyen beépített-kompenzációval, de feltételezéseket tesz az áramlási viszonyokról. Ha ezek a feltételezések tévesek, akkor az Ön olvasata is az. Néhány intelligensebb mérő lehetővé teszi a folyadék viszkozitásának megadását és automatikus beállítását. A legtöbben nem.
Egyenes csőre vonatkozó követelmények: A 10D/5D szabály
Valószínűleg hallottad már ezt: szerelje fel a mérőt 10 átmérőjű egyenes csővel az áramlás irányába, és 5 átmérőjű lefelé. Ez minden szerelési kézikönyvben megtalálható. Amit nem hangsúlyoznak eléggé, hogy ez aminimálisésszerűen tiszta körülményekhez.
Van egy szivattyú az áramlás előtt? Adjon hozzá többet. Szelep? Több. Két könyök különböző síkban? Előfordulhat, hogy 30D-re vagy többre van szüksége, mielőtt az áramlási profil kellően leáll a pontos méréshez.
Ha ezt figyelmen kívül hagyja, a következő történik: a sebességprofil aszimmetrikussá válik, vagy örvénykomponenseket tartalmaz. Az ultrahangos út átlagol valamit, ami nem jelenti a valódi átlagos áramlást. Kapsz egy számot, persze. Csak nem a megfelelőt.
Láttam már olyan telepítést, ahol valaki egy vezérlőszelep után azonnal betolta a mérőt, mert "ott volt hely". A leolvasások 8%-kal csökkentek. Nyolc százalék. A felügyeleti jog átruházási kérelemre.
Hőmérséklet-kompenzáció-A figyelmen kívül hagyott tényező
A hang sebessége a folyadékban nem állandó. A hőmérséklet függvényében változik. És mivel az Ön ultrahangos mérőműszere alapvetően az időt méri, a hangsebesség bármely hibája közvetlenül áramlási hibához vezet.
A kapcsolat körülbelül:
C=C₂₀(1 + bT)
Ahol C20 a hangsebesség referencia hőmérsékleten (általában 0 fok vagy 20 fok), b az adott folyadék hőmérsékleti együtthatója, T pedig a tényleges hőmérséklet.
A legtöbb modern mérőóra beépített hőmérséklet-érzékelővel rendelkezik. Jó. De vajon kalibrálva vannak? Mikor ellenőrizték utoljára? A védőcsőben ülő érzékelő hőeltolódást tapasztal. Átmeneti körülmények között a leolvasott hőmérséklet több fokkal eltérhet a tényleges folyadékhőmérséklettől.
Nagy pontosságú-alkalmazások esetén ellenőrizze, hogy a hőmérséklet-kompenzáció valóban a rendeltetésszerűen működik-e. A hőmérséklet-leolvasás 10 fokos hibája a folyadéktól függően 1-3%-kal elronthatja az áramlásmérést.
A jelátalakító beépítési szöge és csatolása
Ez inkább területi, mint tervezési kérdés, de számít.
Az ultrahangos jelátalakítókat pontosan be kell állítani. A mérők{1}}bilincsénél a jelátalakító és a csőfal közötti kapcsolat kritikus fontosságú. Légrések, korrodált csőfelületek, festék, rozsda-ezek bármelyike gyengítheti a jelet, vagy hamis visszaverődéseket hozhat létre.
A nedves jelátalakítók esetében a beépítési szög határozza meg, hogy az ultrahangsugár hol metszi az áramlást. Néhány fokkal távolabb, és olyan húrt mérsz, amely nem az általad gondolt átmérőt képviseli.
A gyári beépített mérőórák általában rendben vannak. A helyszíni telepítések és utólagos felszerelések azok, ahol a dolgok oldalra fordulnak.
Jelminőség és erősítési beállítások
A legtöbb ultrahangos műszer rendelkezik valamilyen jelminőség-jelzővel. Figyelj rá.
Az alacsony jelerősség azt jelenti, hogy a mérő nem tudja pontosan érzékelni a szállítási időkülönbséget. Ez történhet a magával ragadó levegő- vagy gázbuborékok, a jelet csillapító lebegő szilárd anyagok, a csőfal állapotának romlása és a jelátalakító helytelen távolsága miatt a rendszeren lévő bilincsen{1}}.
A csúcsmérők{0}} lehetővé teszik az erősítési beállítások módosítását a kompenzáció érdekében. De az erősítés növelése a zajt is felerősíti. Van egy édes hely, és ennek megtalálása néha próbálkozást igényel.
Folyékony tulajdonságok, amelyeket nem lehet figyelmen kívül hagyni
Az ultrahangos mérők kiválóan működnek tiszta, homogén folyadékokon. A valódi ipari folyamatok azonban nem mindig tiszták vagy homogének.
A magával ragadó gázbuborékok szétszórják és elnyelik az ultrahang energiáját. Már 1-2 térfogatszázalék gáz is problémát okozhat. A lebegő szilárd anyagok ugyanezt teszik, bár a hatás nagymértékben függ a részecskemérettől és a koncentrációtól. Előfordulhat, hogy az erősen viszkózus folyadékok nem alakítják ki a várt sebességprofilt, különösen alacsony áramlási sebességeknél, ahol nagyobb valószínűséggel kerül lamináris vagy átmeneti üzemmódba.
Ismerje meg a folyadékot. Ha a körülmények szezonálisan vagy a gyártási ciklusokkal változnak, az Ön pontossága is megváltozik.
Több-útvonal és egyetlen-útvonal: amikor megéri a frissítést
Az egyútmérők{0}}olcsóbbak és egyszerűbbek. Egy sugarat küldenek át a csövön, és naponta hívják. A pontosság nagymértékben függ attól az egyetlen méréstől, amely a valódi átlagot képviseli.
A több-útmérők 2, 4 vagy még több akusztikus pályát használnak különböző húrpozíciókban. Matematikailag integrálják ezeket, hogy sokkal jobb közelítést kapjanak a tényleges sebességprofilról. Az eredmény? Jobb pontosság még zavart áramlási körülmények között is.
Ha minden utolsó tized százalékot próbál kipréselni a mérésből, a több{0}}út a megfelelő út. Az általános folyamatvezérléshez, ahol a ±2% rendben van, általában egyetlen-útvonal végzi a feladatot.
Rendszeres ellenőrzés és kalibrálás
Íme, egy valóságellenőrzés: minden áramlásmérő idővel sodródik. Ultrahangos mérők kevesebb, mint a legtöbb, mivel nincs mechanikai kopás, de nem immunisak.
A jelátalakító elöregedése, az elektronika elsodródása, a csőfal korrózióból vagy lerakódásokból eredő változása{0}}ezek mind befolyásolják a pontosságot. A specifikációs adatlap pontossága új, megfelelően telepített, megfelelően karbantartott mérőre vonatkozik.
Hogyan igazolod? A lehetőségek között szerepel a mérő kalibrációs laborba küldése (drága, eltávolítást igényel), összehasonlítás céljából sorba kapcsolt mestermérő (praktikus folyékony alkalmazásokhoz), valamint gravimetriás vagy térfogati vizsgálat (arany szabvány, de gyakran nem praktikus).
Legalább trendezze a diagnosztikai adatokat. Idővel csökken a jelerősség? Vizsgálja meg. Sodródnak a tranzitidők? Valami változik.
A lényeg
Az ultrahangos áramlásmérők hihetetlenül pontosak - 0,5% vagy jobbak ideális körülmények között. Ennek a pontosságnak az eléréséhez és fenntartásához azonban oda kell figyelni a telepítésre, a folyamat körülményeire és a folyamatos ellenőrzésre.
A legnagyobb hibák, amiket látok? Gyenge telepítési gyakorlat, amely figyelmen kívül hagyja az egyenes futási követelményeket, figyelmen kívül hagyja a hőmérséklet-kompenzációt, és azt feltételezi, hogy a gyári kalibráció még évek óta érvényben van.
Tedd rendbe ezeket a dolgokat, és megkapod azt a pontosságot, amiért fizettél. Hagyja ki őket, és akár olcsóbb mérőt is vásárolhatott volna.
