Шта је вишеструки ултразвучни мерач протока?
Вишеструки путултразвучни мерач протокаје високо{0}}прецизан инструмент који мери проток течности користећи принцип ширења акустичног таласа. У поређењу са једном{2}}мерачима протока, дизајн са више путања побољшава тачност мерења и брзину одзива употребом више акустичних путања. Тхеконструктивно пројектовањемерне цеви је кључни фактор у обезбеђивању перформанси мерача протока.
Конструкцијски дизајн вишепутних ултразвучних мерача протока
Приликом пројектовања мерне цеви вишепутног ултразвучног мерача протока, прво се морају узети у обзир следећа три основна принципа:
Уједначеност тока
Дизајн цеви мора да обезбеди уједначен проток течности и да избегне грешке у мерењу узроковане локалном турбуленцијом или не{0}}неуједначеношћу протока.
Карактеристике простирања акустичких таласа
Дизајн цеви мора да обезбеди да се акустични таласи могу равномерно ширити кроз цев и минимизирати слабљење или сметње узроковано зидовима цеви, особинама флуида или другим факторима који утичу на ширење звука.
Распоред сензора
Положаји и распоред акустичних предајника и пријемника морају бити разумно распоређени како би се осигурали тачни подаци мерења.
Вреди напоменути да геометријски облик и димензије цеви имају директан утицај на ширење акустичног таласа. Избор пречника цеви мора бити заснован на номиналном притиску, пројектованом притиску медијума, температури медијума, опсегу протока и оптималном опсегу перформанси мерача протока. Већи пречник цеви може смањити сметње протока течности, али може довести до већег пригушења звука. Генерално, пречник цеви треба да буде разумно одабран у складу са брзином протока течности и брзином.
Напомена
Дужина цеви има важан утицај на уједначеност протока. Генерално, дужина цеви треба да буде довољно дуга да омогући флуиду да се развије у потпуно стабилизован ток, смањујући утицај сметњи на улазу и излазу на мерење.
Димензије вишепутног ултразвучног мерача протока
Захтеви за димензије укључују номинални пречник ДН (мм), дужину Л (мм), висину Х (мм), ширину Д (мм), унутрашњи пречник пролаза за проток φд (мм) и пречник рупе за завртње φн. Мерач протока прихвата прирубничке спојеве, а димензије прирубнице су у складу са ГБ/Т 9124.1-2019 прирубницама за челичне цеви, део 1: ПН серија.
Овај принцип рада ултразвучног мерача протока усваја високу-технологију дизајна против буке и опремљен је уграђеним-тростепеним-плочастим-кондиционером протока или другим структуралним уграђеним-кондиционерима протока. Потребне дужине равних цеви узводно и низводно ултразвучног мерача протока треба да испуњавају захтеве приказане на сликама.
Захтеви за дужину праве цеви
За једносмерни ултразвучни мерач протока гаса (са уграђеним-кондиционером протока), дуж правца струјања, дужина узводне равне цеви треба да буде већа или једнака 5Д, а дужина низводне равне цеви мора бити већа или једнака 3Д.
За једносмерни ултразвучни мерач протока гаса (без уграђеног-кондиционера протока), дуж правца струјања, дужина узводне равне цеви треба да буде већа или једнака 10Д, а дужина низводне равне цеви мора бити већа или једнака 5Д.
За адвосмерни ултразвучни мерач протока(двосмерни тип без уграђеног-управљача протока), дуж смера протока, препоручена дужина узводне праве цеви ће бити већа или једнака 10Д, а дужина низводне равне цеви већа или једнака 10Д.
За двосмерни ултразвучни мерач протока (двосмерни тип са уграђеним-кондиционером протока), дуж правца протока, препоручена дужина узводне равне цеви треба да буде већа или једнака 5Д, а дужина низводне равне цеви мора бити већа или једнака 5Д.
Поред разматрања спољних структурних димензија, избор материјала за мерне цеви је такође важан за ширење акустичног таласа и проток флуида. Материјали цеви морају имати ниске карактеристике апсорпције звука да би се смањило слабљење сигнала узроковано апсорпцијом материјала током ширења таласа. Уобичајени материјали укључују нерђајући челик, специјалну пластику и композитне материјале. Избор материјала мора да буде компатибилан са течним медијумом да би се спречила корозија или хемијске реакције током дуготрајног-радња. За високо корозивне течности обично се бирају нерђајући челик или легуре{5}}отпорне на корозију. Факторе околине као што су температура, влажност, висок притисак и низак притисак такође треба узети у обзир при одабиру материјала.
Вишеструке примене ултразвучних мерача протока
Вишепутни ултразвучни мерач протока гаса се углавном састоји од ултразвучних сензора за пренос и пријем акустичних сигнала, симетричних, укрштених или прстенастих конфигурација акустичног пута, адаптера за цеви који фиксирају ултразвучне сензоре на цев, и јединице за обраду сигнала одговорне за обраду акустичних сигнала примљених од сензора. Јединица за обраду сигнала укључује појачала, филтере, аналогно-у-дигиталне претвараче и друге компоненте, које претварају аналогне сигнале у дигиталне и израчунавају брзину протока.
Ултразвучни претварач Метода распореда цеви
Постоји много начина за распоређивање акустичких путања ултразвучног мерача протока цеви у мерној цеви, углавном укључујући паралелни распоред, паралелни/попречни распоред, попречни распоред и мрежни распоред, као што је приказано на слици.
Паралелни распоред може у потпуности да одражава дистрибуцију брзине у цеви. Унакрсни распоред може смањити системске грешке упоређивањем брзина протока измерених са две укрштене акустичне путање. Стога се ова два аранжмана широко користе у пракси. Мрежни распоред повећава акустичку удаљеност простирања кроз рефлексије и може у потпуности да одражава дистрибуцију брзине у цеви; међутим, слабљење сигнала је изузетно озбиљно, па се углавном користи у лабораторијским експерименталним истраживањима. Тренутно, паралелни и унакрсни аранжмани се најчешће користе на међународном нивоу.
Без обзира на одабрани аранжман, крајњи циљ је побољшање перформанси мерача протока. Положај акустичких путања и тежински коефицијенти сваке путање имају директан утицај на тачност мерења протока флуида у цеви. Да би истражили оптималне распореде акустичких путања и дистрибуције тежине, многи истраживачи су спровели студије и предложили низ метода фузије података, као што су алгоритми неуронске мреже и генетски алгоритми. Међутим, ове нове методе углавном остају у фази теоријског истраживања. Тренутно, најчешће коришћене шеме распореда акустичких путања укључују шеме Гаусс-Лежандре, Чебишева, Таилоред и ОВИЦС. У свакој шеми, релативни положај акустичких путања и њихови тежински коефицијенти су фиксни и могу се добити из табела за претраживање. Ове шеме распореда су показале добре перформансе у вишепутном мерењу протока гаса.
Повезани чланци
Започните своје путовање читањем сада!
