Ако сте провели неко време око постројења за мерење гаса-или чак само прелиставали техничке каталоге-вероватно сте наишли на термин „вишепутни ултразвучни мерач протока." Звучи отмјено. И искрено, некако и јесте.
Али ево у чему је ствар: основни концепт није толико компликован када уклоните жаргон.
Основна идеја (без глупости из уџбеника)
Вишепутни ултразвучни мерач протока мери брзину гаса тако што шаље ултразвучне сигнале преко цеви кроз више пута-или „канала“, како их инжењери воле да зову. Сваки канал вам даје очитавање брзине на различитој тетиви попречног пресека цеви-. Просечите та очитања заједно, одговарајуће пондерисане, и бум: добијате пристојну процену колико брзо се гас заправо креће кроз ту цев.
Постоје и једноканални{0}}мери. Јефтиније су. Они су једноставнији. Али они такође посматрају само један део профила тока, што може да завара ако проток није савршено уједначен. И дозволите ми да вам кажем-ток скоро никада није савршено уједначен.
И једноструке и вишепутне верзије се ослањају на нешто што се зове метода{0}}времена{1}}пролетања. Функционише овако: имате две сонде на супротним странама цеви. Један шаље ултразвучни импулс низводно (са протоком), други шаље један узводно (против тока). Низводни импулс стиже брже јер се креће струјом гаса. Узводно траје дуже јер се бори против њега.
Измерите оба времена путовања, израчунате разлику и из те разлике можете извести брзину. Математика није тривијална, али је добро-утврдјена. Људи то раде деценијама.
Зашто више канала?
Ево где постаје занимљиво-и где имам нека мишљења.
У вишепутном метру, В представља просечну површинску брзину мерену на сваком каналу. У суштини узоркујете профил брзине на различитим висинама преко пречника цеви. Формула изгледа отприлике овако: запреминска просечна брзина једнака је збиру брзине сваког канала помножене његовим тежинским коефицијентом. Записано: в=ΣвᵢВᵢ, где је В тежински коефицијент који зависи од тога који алгоритам интеграције је произвођач одлучио да користи.
Из тога можете израчунати стварни проток: к=А × Σ(ВᵢВᵢ), где је А површина попречног пресека цеви-.
Различите шеме интеграције додељују различите тежине различитим акордима. Гаусова квадратура је популарна. Тако је и са методом Чебишева. Свака има-уступке. Али искрено, осим ако сами не радите инжењерски дизајн, вероватно не морате да бринете о томе који је „најбољи“. Сви раде прилично добро.
Питање шест{0}}канала
Тренутно, најчешћи врхунски{0} производи страних произвођача имају до шест канала. Помислили бисте да је више канала већа тачност. И теоретски, да-више тачака узорковања би требало да вам пружи бољу апроксимацију профила праве брзине.
Али практично искуство говори другу причу.
Једном када погодите четири канала, добит од додавања више путања у прецизности постаје маргинална. У међувремену, трошкови производње расту. Сваки додатни пар претварача треба прецизно поравнати. Сваки од њих додаје потенцијалне тачке неуспеха. Сваки од њих компликује инсталацију и одржавање.
Дакле, да ли је шесто-канални мерач вредан тога у односу на четворо-канални? Понекад. За апликације за пренос старатељства где су делићи процента важни, можда. За већину индустријских апликација? Вероватно не.
Инсталација је важнија него што мислите
Видео сам прелепих шест{0}}мерача пута инсталираних на страшним локацијама-непосредно низводно од колена, са вртложним протоком и асиметричним профилима брзине који су све те додатне канале учинили скоро бескорисним. Мерач је мерио смеће, а усредњавање смећа на шест различитих начина само вам даје... добро-просечно смеће.
Опште смернице кажу да желите најмање осам пречника цеви правог пута узводно и два пречника низводно од било каквог поремећаја протока. Али то је смерница, а не гаранција. Циклонски обрасци тока, ток протока, раслојавање температуре-све ово може да поквари ваша очитавања на начине које више канала не може у потпуности да компензује.
Неке конфигурације мерача користе укрштене путање (Кс-распореди узорака) да би поништили одређена изобличења протока. Паметно, али не и магично.
Права{0}}светска разматрања
Рејнолдсов број би требало да буде изнад 4000 за турбулентни ток-што обично није проблем у индустријским гасоводима. Ламинарни ток је реткост. Брзина звука у гасу утиче на време путовања сигнала, али модерна мерила то раде аутоматски кроз температурну компензацију.
Трансдуктори се обично монтирају под угловима од 45 степени или више у односу на правац протока, мада оптимални угао зависи од пречника цеви, брзине гаса и температуре. Максималне радне температуре обично су око 650 степени Ф за стандардне инсталације. Криогене апликације су сасвим друга звер.
Боттом Лине
Вишепутни ултразвучни мерачи протока су добра технологија. Они нису-наметљиви, немају покретне делове, подносе широк спектар протока и могу да постигну импресивну прецизност када су правилно инсталирани и калибрисани.
Али они нису сигурни. Више путања не значи аутоматски боље резултате. Добро-инсталиран четвороканални мерач-у добрим условима протока ће сваки пут надмашити шестоканални мерач-инсталиран на проблематичној локацији.
Разумевање основа-времена{1}}мера-мерања лета, интеграције брзине, улоге тежинских коефицијената-помаже вам да донесете боље одлуке о томе када ови мерачи имају смисла и како да извучете максимум из њих.
