Az ultrahangos áramlásmérőn lévő kézi bilincs-főleg egy kézi áramlásmérő állomásból, a jelátalakítókon lévő bilincsből-, a rögzítőelemekből és egy jelfeldolgozó egységből (áramlásmérő számítógépből) áll. Működési elve a következő: az átalakító az elektromos energiát hanghullámokká alakítja és továbbítja a mérendő folyadékba; a vevő rögzíti a visszavert hanghullámjelet, amelyet azután elektronikus áramkör felerősít, és az áramlási sebességnek megfelelő elektromos jellé alakít. Ezt a jelet azután továbbítják a kijelző- és integrációs műszerhez az adatok megjelenítéséhez és a kumulatív számításhoz, ezzel befejezve az áramlás érzékelését és mérését. Az olyan tényezők, mint a helyszíni telepítési környezet, a cső anyaga és a bélésanyag, a csőparaméterek, a jelátalakító telepítése és elhelyezése, valamint a külső interferencia mind befolyásolhatják ennek az áramlásmérőnek a mérési pontosságát.
A telepítési környezet hatása az ultrahangos áramlásmérők kézi bilincsére{0}}
1.1 Upstream és Downstream egyenes csőszakaszok
A helyszíni -telepítés és használat során a mérést gyakran befolyásolja, hogy nem találunk olyan helyet, amely megfelel a követelményeknek. Példaként egy DN300-as acélcsövet véve, ha a szabványos egyenes csőszakasz hossza a csőátmérő 10-szerese (felfelé) és 5-szöröse (lefelé), akkor az ultrahangos áramlásmérő bilincsét{5}}hasonlítják össze a szabványos helyen, különböző helyeken telepített elektromágneses áramlásmérővel.
Az eredmények azt mutatják, hogy a nem elegendő egyenes csőszakasz jelentős mérési hibákhoz vezet. Ha a felfelé irányuló egyenes csőszakasz nem elegendő, például egy könyök vagy szelep után van beszerelve, általában pozitív hibát mutat, és a hibaérték viszonylag nagy.
Az ultrahangos áramlásmérőn lévő kézi bilincs-sebesség-típusú áramlásmérő. Minél nagyobb a folyadékstabilitás, annál közelebb van a mért átlagos áramlási sebesség a valódi értékhez. Ezért, ha a körülmények megengedik, a felfelé és lefelé irányuló egyenes csőszakaszoknak a lehető leghosszabbnak kell lenniük.
1.2 Folyadék áramlási sebesség
A csőben lévő folyadék áramlási sebessége kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja a mérési pontosságot. A kísérletek azt mutatják, hogy amikor a cső Reynolds-száma meghaladja a 2320-at, a folyadék turbulens állapotban van; 2320 alatt lamináris áramlásról van szó. A mérőipar általában 0,3 m/s-ot használ a nagy és alacsony áramlási sebességek elválasztó pontjaként. Javasoljuk, hogy az áramlásmérő 0,3 m/s feletti áramlási sebességgel működjön; ezen érték alatt az áramlásmérő pontossága nem garantálható.
2. A csőparaméterek hatása a kézi bilincsre{1}}ultrahangos áramlásmérőkre
2.1 Paraméterbeállítások
Rögzített csőviszonyok mellett állítsa be a bemeneti cső átmérőjének paramétereit. A csőátmérő bemeneti hibája egyenesen arányos a mérési eredmény hibájával. Ha a tényleges csőfalvastagság 12 mm, a csőfalvastagság bemeneti paraméterének megváltoztatása azt mutatja, hogy a csőfalvastagság beviteli hibája is egyenesen arányos a mérési eredmény hibájával.
2.2 Cső anyaga és bélése
A csőanyag vagy a bélés paramétereinek hibás megadása a jelátalakító beépítési távolságának számításában eltérésekhez vezet, ami viszont a hanghullám beesési szögének hibáit okozza, csökkentve a mérési pontosságot, súlyos esetekben pedig a jel vételét is. A kísérletek azt mutatják, hogy a csőbélés fő befolyása a mérésre a tényleges átfolyási átmérő változása. A bélés megléte csökkenti a cső effektív keresztmetszeti -metszeti területét, ami az áramlási sebességből számított áramlási sebesség megfelelő csökkenését eredményezi. Ezért a mérés során figyelembe kell venni a bélés vastagságát. A cső anyagának és bélésének befolyása a mérésre a hanghullámok terjedési sebességének különböző közegekben való eltéréséből adódik. Ha az anyag tényleges hangsebessége nagyobb, mint a beállított hangsebesség, a mérési eredmény kisebb lesz; fordítva, nagyobb lesz.
A jelátalakító beszerelésének és elhelyezésének hatása a kézi bilincsre{0}}ultrahangos áramlásmérőkre
A jelátalakítók különböző telepítési módszerei szerint Z-módszerre és V-módszerre oszthatók. A gyakorlat azt mutatja, hogy a V-módszer mérési pontossága a jelvétel befolyásolása nélkül jobb, mint a Z-módszer. Ennek az az oka, hogy a V-módszer telepítése lehetővé teszi a jelátalakító pontos pozicionálását, így a mérési hibája elsősorban a folyadék jellemzőiből és a csőparaméterekből adódik. Bár a Z-módszer erősebb hanghullámjelet ad, a jelátalakító pozicionálása nehezebb. Ha a folyadékeloszlás egyenetlen, és a műszer elülső végén lévő egyenes csőszakasz rövid, egy több{10}}ultrahangos áramlásmérővel többpontos tesztelést végezhetünk, hogy kiküszöböljük a folyadék instabilitása okozta hibákat.
3.1 Telepítési távolság
Az ultrahangos áramlásmérő jelátalakító beépítési hibája jelentősen befolyásolja a mérési eredményeket, és szigorúan a megadott méretek szerint kell telepíteni. Például a V-módszert használva jelátalakítók DN300 mm-es csővezetékre történő felszereléséhez, a távolsági eltérés és a mérési hiba közötti összefüggést a jelátalakító beépítési távolságának megváltoztatásával tesztelték.
Ezért a jelátalakító beépítési távolságának eltérése jelentős hatással van a mérési hibára, ezért az eltérést a lehető legkisebb tartományon belül kell szabályozni.
