A nem{0}}intruzív ultrahangos áramlásmérési technológia elve

Mi az a nem{0}}invazív mérés?

A „nem{0}}behatoló” egy alapvető tervezési filozófiára utal: a mérőérzékelők teljesen a csőön kívül maradnak, soha nem hatolnak át a cső falán, és nem érintkeznek az áramló közeggel. Ez éles ellentétben áll a hagyományos áramlásmérőkkel, amelyeknél csövekbe kell vágni, karimákat kell felszerelni, vagy érzékelőket kell közvetlenül az áramlási útvonalba helyezni.

A nem-intruzív ultrahangos áramlásmérők a cső külső felületére szerelt jelátalakítókat alkalmaznak a rögzítéseken lévő bilincsekkel-. Ezek a jelátalakítók ultrahangos jeleket továbbítanak és fogadnak, amelyek áthaladnak a csőfalon, az áramló folyadékon, majd vissza a szemközti csőfalon-, anélkül, hogy veszélyeztetnék a csőrendszer szerkezeti integritását vagy tisztaságát.

Sok iparágban ezt a csőrögzítést-a csöveken kívül--a cső fogalmát olyan kifejezésekkel is leírják, mint pl.non-invazív ultrahangos áramlásmérő, a érintésmentes ultrahangos áramlásmérő, vagy egykülső ultrahangos áramlásmérő-mind azt hangsúlyozzák, hogy az érzékelők a csövön kívül maradnak, és nem érnek hozzá a közeghez.

A mérési alapelvek

A nem-intruzív ultrahangos áramlásmérők két különböző fizikai elven működnek, amelyek mindegyike különböző alkalmazási követelményeknek felel meg:

Tranzit-idő mérése (repülési idő-a-módszer)

Atranzitidő-elveKiaknázza a hangterjedés egyik alapvető tulajdonságát: az ultrahanghullámok gyorsabban terjednek, ha az áramlási iránynak megfelelően mozognak, és lassabban haladnak vele szemben.

Technológiai előnyök:

Pontosság:±0,5%-os pontosságot ér el (a csúcskategóriás-modellek ±0,2%-ot érnek el

Széles sebességtartomány:Mértéke 0,01-12 m/s

Folyadékfüggetlenség:Nem befolyásolja a sűrűség, viszkozitás, vezetőképesség vagy hőmérséklet-ingadozás

Kétirányú képesség:Automatikusan érzékeli és méri a fordított áramlást

Pályázati követelmények:

A folyadék tisztasága:A szuszpendált részecskéknek 50 mg/l alatt kell maradniuk

A gázbuborék tartalma:Nem haladhatja meg a 2 térfogatszázalékot

Cső állapota:Teljesen fel kell tölteni folyadékkal

A jel tisztasága:Viszonylag tiszta akusztikus utat igényel a jelátvitelhez

Doppler-effektus mérése

A Doppler-elv kihasználja azt a frekvenciaeltolást, amely akkor következik be, amikor az ultrahanghullámok visszaverődnek a folyadékban lévő mozgó részecskékről vagy buborékokról.

Technológiai előnyök:

Részecske tolerancia:Kifejezetten lebegő szilárd anyagokat vagy buborékokat tartalmazó folyadékokhoz tervezték

Buborék immunitás: High gas content (>2%) nem rontja a mérést

Költséghatékonyság:Általában olcsóbb, mint a tranzitidő-{0}}rendszerek

Robusztus működés:Megbízhatóan működik kihívásokkal teli ipari környezetben

Pályázati követelmények:

Minimális részecskekoncentráció:Legalább 100 ppm 100 mikronnál nagyobb részecskéket vagy buborékokat igényel

Nem alkalmas ultra{0}}tiszta folyadékokhoz:A desztillált víz, a kondenzátum vagy a gyógyszerészeti{0}}folyadékok nem tartalmaznak elegendő fényvisszaverőt

Pontossági korlátok:Jellemzően ±1-2%, szemben a tranzitidő-rendszerek ±0,5%-ával

A nem{0}}intruzív ultrahangos áramlásmérők alapvető előnyei

Telepítési kényelem

A legközvetlenebb és leglenyűgözőbb előnyeszorítsa{0}}az ultrahangos áramlásmérőketrendkívül egyszerű telepítési folyamatuk. Mivel az érzékelők a csövön kívül maradnak, aérintésmentes ultrahangos áramlásmérőA megközelítés gyakran leállítás, víztelenítés vagy a csővezetékbe vágás nélkül is alkalmazható.

Hagyományos beépített telepítési folyamat:

Állítsa le a műveleteket és ürítse ki a csővezetéket

Elegendő munkaterület feltárása (daru hozzáférést igényelhet)

Vágja le a csövet a telepítési pontok létrehozásához

Hegesztett karimákat vagy menetes csatlakozásokat

Emelje fel és helyezze el az áramlásmérő testét

Teljes nyomáspróba és szivárgásellenőrzés

Műveletek visszaállítása

Befogó{0}}ultrahangos telepítési folyamat:

Tisztítsa meg a cső külső felületét

Vigyen fel akusztikus kapcsológélt

Rögzítse a jelátalakító bilincseit a csőhöz

Csatlakoztassa a vezetékeket és a bemeneti paramétereket

Ellenőrizze a jel minőségét, és kezdje meg a mérést

Clamp{0}}Módszerkövetelmények:

Minimális csőterhelés (csak az érzékelő felszerelési területe)

Szűk helyekkel kompatibilis (0,5 méteres távolságban is működhet)

Nincs szükség nehéz felszerelésre

Földalatti és felső csőbarát

Ez a kompakt telepítési hely különösen értékes a következőkben:

• Zsúfolt városi infrastruktúra
• Utólagos beépítési alkalmazások a meglévő létesítményekben
• Földalatti közmű alkalmazások
• Offshore platformok korlátozott fedélzeti hellyel

Átfogó gazdasági előnyök

Közvetlen költségmegtakarítás: 40-75%-os telepítési költségcsökkentés

A gazdasági előnyök messze túlmutatnak a telepítés kényelmén. Számos utólagos felszerelési és karbantartási forgatókönyv esetén egykülső ultrahangos áramlásmérőcsökkentheti a telepítés bonyolultságát és a kapcsolódó leállási költségeket, mivel elkerüli a csőbehatolást, a hegesztést és az újratanúsítási lépéseket.

Műszaki teljesítmény

Nincsenek mozgó alkatrészek

A legmegbízhatóbb gép az, amelyikben nincsenek mozgó alkatrészek. Az ultrahangos áramlásmérők{1}}rögzítése ezt az elvet példázza.

A meghibásodások közötti átlagos idő (MTBF) összehasonlítása

Az ultrahangos mérőeszközök{0}}szorítója 5-10-szer hosszabb ideig tart, mint a mechanikus áramlásmérők, lényegesen kevesebb meghibásodási móddal.

Kivételes pontosság és ismételhetőség

A modern, nem tolakodó ultrahangos áramlásmérők olyan mérési teljesítményt nyújtanak, amely a hagyományos beépített kialakításokhoz hasonlítható vagy meghaladja.

Alkalmazási területek

Vegyi / Gyártás

Vegyi, petrolkémiai és általános ipari vízrendszerek: keringő víz, technológiai víz, oldatok, stb. online mérése.

Korrozív közegek áramlásának mérése (nehéz az anyagok kompatibilitása) vagy egészségügyi/tiszta alkalmazások (ahol a cső kinyitása szennyeződést okozhat). Az ultrahangos mérők{1}}rögzítésének egyértelmű előnye van, mivel nincs érintkezés a közeggel,-az egyik ok, amiért gyakran hivatkoznak rájuknem invazívultrahangos áramlásmérőmegoldás a korrózióra{0}}érzékeny vagy higiéniai{1}}kritikus csövekben.

Olaj-, gáz- és energiaipar (főleg folyamatfelügyelethez / karbantartási ellenőrzéshez)

Folyadékvezetékek állomásokon vagy létesítményeken belül, ideiglenes mérések karbantartás közben, üzemállapot-ellenőrzés, szivárgásérzékelés és abnormális állapotok hibaelhárítása.

Egyes megoldások a gázokra/gőzekre és egyéb, nem tolakodó mérési követelményekre is kiterjedhetnek, a mérő típusától és a működési feltételektől függően.

Városi Víz- és Környezetvédelem

Nyersvíz és ivóvíz szállítása és elosztása, távmérős területek (DMA) és szivattyútelepi csővezetékek áramlásfigyelése.

Szennyvíztisztító telepek: befolyó és szennyvíz, visszatérő áramlás / iszap{0}}kapcsolódó csővezetékek és áramlási elszámolás a folyamatszakaszokban.

Szivárgásérzékelés / abnormális áramlás vizsgálata és működési és karbantartási ellenőrzése (beszerelés a cső elvágása nélkül).

Ideiglenes mérés, készletellenőrzés és "mérőellenőrzés"

Meglévő műszerek ideiglenes áramlási tesztelése, rendszer kiegyensúlyozása és üzembe helyezése, pontosságának ellenőrzése.

Az ultrahangos mérőeszközök{0}}hordozható bilincsei nagyon gyakran használatosak rövid távú tesztelésre és ellenőrzésre.

Telepítési kulcspontok

Telepítés megerősítése: határozza meg, hogy az alkalmazás alkalmas-e nem-intruzív ultrahangos áramlásmérésre

A csővezetéknek teljesen tele kell lennie (a nem{0}}tele csövek súlyos hibákat vagy instabilitást okoznak).

A függőleges felfelé irányuló áramlás általában könnyebben megtelik a csövet; függőleges lefelé irányuló áramlás esetén elegendő ellennyomást kell biztosítani a teljes cső fenntartásához.

A tápközeg lehetőleg egyfázisú- legyen, kevés buborékkal és alacsony szilárdanyag-tartalommal.

Beépítési hely: egyenes csőfutások és buborékok/üledékképződés elkerülése

Válassza ki a lehető leghosszabb egyenes csőszakaszt. Az általános mérnöki gyakorlat megköveteli: felfelé 10D-nél nagyobb vagy egyenlő, folyásirányban 5D-nél nagyobb vagy egyenlő (D a csőátmérő).

Ne szerelje fel a vízszintes csövek tetejére vagy aljára: a teteje hajlamos a gáz felhalmozódására, az alsó pedig az üledék lerakódására. Általában a 2–4 ​​órai vagy 8–10 órai pozícióban történő beszerelés javasolt.

Tartsa távol az erős zavarforrásoktól, például a szivattyúkimenetektől, szelepektől, könyököktől és reduktoroktól (a zavarok torzítják az áramlási profilt és instabil leolvasást okoznak).

Külső csőfelület előkészítése

Tisztítsa meg a bevonatokat, a korróziót és a sorját a beépítési helyen; a felület a lehető legsimább legyen. Szükség esetén enyhe csiszolás elfogadható, de ne sértse meg a cső görbületét.

Válasszon a hőmérsékletnek és az anyagnak megfelelő kötőanyagot (couplant), és egyenletesen, üregek nélkül hordja fel.

A jelátalakító beszerelése: tájolás, távolság és rögzítési mód

A szondákat pontosan a műszer által kiszámított távolságnak megfelelően szerelje fel; ügyeljen a szonda tájolására, a nyilakra és a kábel irányára vonatkozó követelményekre (sok kézikönyv kifejezetten megadja a helyes tájolási és távolsági referenciapontokat).

Két általános konfigurációt használnak: V módszer (visszaverő) és Z módszer (direkt). A kiválasztás a csőátmérőtől, a csillapítástól és a jel minőségétől függ; gyenge jel esetén a Z módszerre váltás gyakran megkönnyíti a jelfelvételt.

Rögzítse szilárdan a szondákat bilincsekkel vagy acélpántokkal, hogy elkerülje a hosszan tartó -rezgés miatti elmozdulást; ne engedje, hogy a szondákat "felfüggesszék a kábelek".

Telepítési konfigurációs módszerek

A nem behatoló jelátalakítók többféle konfigurációban is felszerelhetők, mindegyik különböző csőméretekhez és mérési követelményekhez optimalizálva:

V-Módszer (visszaverő):

Mindkét jelátalakító a cső ugyanarra az oldalára van felszerelve, és az ultrahangsugár a szemközti csőfalról verődik vissza. Ez a konfiguráció 20 mm és 300 mm közötti átmérőjű csövekhez illeszkedik, és kiváló jelerősséget biztosít rövidebb akusztikus utak esetén.

Z-Módszer (közvetlen):

A jelátalakítók a cső ellenkező oldalára vannak felszerelve, és az ultrahangsugár közvetlenül közöttük halad. Ez a módszer optimális a 100–500 mm átmérőjű csövekhez, és a legközvetlenebb jelutat és a legnagyobb pontosságot kínálja közepes méretű{3}}csövek esetén.

W-Módszer (kettős tükrözés):

Kis{0}}átmérőjű (15–50 mm) csövekhez használva az ultrahangsugár kétszer verődik vissza a cső belsejében, hatékonyan megháromszorozva az akusztikus út hosszát, így javítva a mérési felbontást és az érzékenységet alacsony áramlási sebességeknél.

A módszerek közötti választás a csőátmérőtől, falvastagságtól, anyagtól és a szükséges pontosságtól függ, a modern áramlásmérők gyakran automatikusan ajánlják az optimális konfigurációt a megadott paraméterek alapján.