Nu toate beneficiile se aplică fiecărui contor cu ultrasunete. Cele mai puternice avantaje de modernizare aparținclemă-pe debitmetre cu ultrasunete, unde traductoarele stau în afara conductei. Calitatea măsurării depinde în continuare de starea fluidului, construcția țevii, profilul de viteză, amplasarea senzorului și domeniul de funcționare. Întrebarea utilă este, prin urmare, nu numai care sunt avantajele, ci când sunt de fapt valabile.
Cum diferă măsurarea debitului cu ultrasunete de măsurarea debitului mecanic
Undebitmetru cu ultrasuneteutilizează semnale acustice pentru a determina viteza fluidului, mai degrabă decât să se bazeze pe o turbină rotativă, un angrenaj sau alt element mecanic din fluxul de curgere. Într-odebitmetru cu ultrasunete{0}}timp de tranzit, două traductoare trimit semnale cu și contra direcției fluxului. Diferența mică dintre timpii de călătorie în amonte și în aval este utilizată pentru a calcula viteza și apoi debitul volumetric.
Contoarele Doppler funcționează diferit. Acestea depind de ultrasunetele reflectate din bule sau particule în suspensie. Această distincție contează deoarece un lichid curat care se potrivește cu măsurarea timpului de tranzit-s-ar putea să nu ofere conținutul reflectorizant necesar unui metru Doppler, în timp ce un lichid cu aerare puternică sau solide poate slăbi un semnal de timp-de tranzit. Un mai detaliatcomparație-timp de tranzit vs. Dopplereste util înainte de a selecta un principiu de măsurare.
Contoarele cu ultrasunete cu clemă-pornită și în linie nu sunt la fel
„Ultrasonic” descrie tehnologia de măsurare, nu metoda de instalare. Un contor cu ultrasunete inline devine parte a conductei. O clemă-pe contor plasează senzorii în exteriorul unei conducte existente. Această distincție previne o greșeală comună: pretinderea că fiecare contor cu ultrasunete poate fi instalat fără a tăia conducta sau a intra în contact cu fluidul de proces.
Pentru lucrări de modernizare, sistemele de fixare-oferă cel mai clar avantaj de instalare. Siemens listează instalarea fără oprirea producției sau tăierea țevii, fără contact cu mediul, fără piese în mișcare și fără scădere de presiune legată de măsurare- printre beneficiile saleSistem de clemă-SITRANS FS220.
1. Instalarea ne-invazivă poate evita modificarea conductelor
Pe o instalație în funcțiune, adăugarea unui contor inline poate implica mult mai mult decât prețul instrumentului. Este posibil ca linia să fie izolată, drenată, tăiată, sudată sau cu flanșă, testată la presiune-și repusă în funcțiune. Pe o linie de producție sau de utilități critice, coordonarea acelei lucrări poate fi mai dificilă decât selectarea contorului în sine.
A debitmetru cu ultrasunete non{0}intruzivevită deschiderea conductei deoarece senzorii măsoară prin peretele conductei. Acest lucru este util în special pentru apa rece-, apa-de răcire, apa tratată-și liniile de utilități industriale unde oprirea este incomodă sau este necesară verificarea temporară a debitului.
Ne-invaziv nu înseamnă că instalarea este ocazională. Suprafața țevii, distanța dintre senzori, cuplarea, datele țevii și poziția de montare afectează în continuare traseul acustic. Avantajul este că aceste sarcini pot fi adesea finalizate fără a crea o nouă penetrare în proces.
2. Măsurarea cu clemă-nu adaugă nicio obstrucție la calea curgerii
Unele tehnologii de flux introduc o restricție sau un element de mișcare în proces. O clemă-pe contorul cu ultrasunete nu plasează nimic în interiorul conductei, astfel încât punctul de măsurare în sine nu creează o obstrucție suplimentară sau o pierdere-de presiune legată de măsurare.
Acest lucru poate conta pe rețelele mari de apă, buclele HVAC, circuitele de răcire și sistemele de pompe unde pierderea inutilă de încărcare devine în cele din urmă un cost de energie. Este mai precis să spunem că clema-la măsurare nu adaugă nicio pierdere de presiune decât să spunem că sistemul de conducte are „pierdere de presiune zero”, deoarece conductele, supapele, fitingurile și echipamentele de proces își creează în continuare pierderi hidraulice proprii.
3. Nicio piesă în mișcare reduce uzura mecanică și service-ul de rutină
Măsurarea cu ultrasunete nu depinde de rulmenți, rotoare sau roți dințate pentru a transforma mișcarea fluidului într-o citire. Acest lucru elimină mai multe mecanisme de uzură găsite în contoarele mecanice și elimină riscul ca un element de măsurare rotativ să fie încetinit de uzură sau contaminare.
Pentru senzorii externi, există un alt beneficiu practic: traductoarele nu sunt expuse continuu la fluidul de proces. Acest lucru poate reduce cerințele de curățare în aplicațiile în care un senzor umed ar vedea altfel medii corozive sau contaminate.
Întreținere redusă nu înseamnă întreținere-liberă. O clemă-la instalare necesită încă verificări ale securității montajului, cablajului, stării cuplatorului, acolo unde este cazul, configurației și plauzibilitatea măsurării. Când contează încrederea metrologică, verificarea saucalibrarea debitmetruluiar trebui să facă parte din planul de măsurare. NISTservicii de calibrare a debitului de lichidarătați de ce trasabilitatea și incertitudinea contează dincolo de o cifră de acuratețe a titlului.
4. Măsurarea cu ultrasunete nu este limitată de conductibilitatea electrică
Un contor cu ultrasunete derivă viteza mai degrabă din comportamentul acustic decât din conductivitate electrică. Astfel, uleiurile, hidrocarburile, apa deionizată, amestecurile de glicol și alte lichide ne-conductoare sunt posibile candidate, în funcție de contor și de condițiile acustice.
Aceasta este o diferență importantă față de un contor electromagnetic, care necesită un lichid conductor. Totuși, nu este un avantaj-universal de fluid. Măsurarea timpului-de tranzit necesită încă o cale acustică utilizabilă. Aerarea puternică, încărcarea mare cu solide, atenuarea severă sau o conductă incomplet umplută pot face măsurarea instabilă sau imposibilă.
5. Senzorii cu clemă-pentru sunt atractivi pentru țevile existente și cu diametru- mare
Pe măsură ce diametrul țevii crește, instalarea în linie poate necesita flanșe mai mari, bucăți de bobină, echipament de ridicare, mai multă muncă și o oprire mai lungă. Senzorii externi evită înlocuirea unei-secțiuni de țeavă cu gaură completă, ceea ce face ca tehnologia de fixare-să fie atractivă pe conductele mari existente.
Aceeași flexibilitate de instalare acceptă diferite formate de instrumente. Odebitmetru cu ultrasunete montat-pereteluise potrivește monitorizării permanente, în timp ce adebitmetru portabil cu ultrasunetepoate fi mutat între puncte pentru punere în funcțiune, depanare, echilibrare sau verificare temporară. Contorul trebuie să se potrivească în continuare cu dimensiunea conductei, frecvența senzorului, lichidul, temperatura și performanța necesară.
6. Precizia poate fi puternică, dar condițiile de instalare contează
Precizia este adesea prezentată ca o simplă specificație a produsului. În practică,Precizia debitmetrului cu ultrasunetedepinde atât de instrument, cât și de condițiile de măsurare instalate.
De ce datele țevilor afectează calea acustică
Un sistem de clemă-pentru calculează distanța dintre senzori și deplasarea sunetului prin peretele conductei și prin lichid. Dacă diametrul exterior, grosimea peretelui, căptușeala, materialul conductei sau proprietățile fluidului sunt introduse incorect, calea acustică calculată poate fi greșită. Endress+Hauser observă că diametrul țevii, grosimea peretelui, materialul, acoperirea și viteza sunetului fluidului sunt intrări importante pentru sistemele de prindere-și că căptușelile groase atenuează semnalele ultrasonice. SalePrezentare tehnică de măsurare a debitului cu ultrasuneteexplică, de asemenea, de ce este importantă poziționarea exactă a senzorului.
De ce contează profilul fluxului și viteza scăzută
Un contor convertește o viteză acustică măsurată într-o estimare a vitezei medii a conductei. Coturile, supapele parțial deschise, pompele, reductoarele și alte perturbări pot crea vârtejuri sau un profil de viteză asimetric. Dacă calea de măsurare nu reprezintă bine profilul mediu, rezultatul debitului se poate schimba chiar și atunci când electronica funcționează corect. De aceea, îndrumarea-performanței drepte și locația sensibilă a senzorului încă contează; FlowTfixați-notele de instalare a senzoruluioferiți considerații suplimentare de instalare.
Debitul foarte scăzut creează o provocare diferită. Pe măsură ce viteza fluxului scade, diferența de timp de tranzit-în amonte/aval devine mai mică. Decalajul zero, zgomotul semnalului și efectele de instalare pot reprezenta o parte mai mare a citirii. Acesta este motivul pentru care „precizia ridicată” nu trebuie niciodată evaluată fără a verifica debitul sau viteza minimă necesară.
7. O singură platformă poate suporta măsurarea permanentă, temporară și bidirecțională
Multe sisteme cu ultrasunete pot determina atât mărimea, cât și direcția debitului din cursa acustică în amonte și în aval. Acest lucru ajută la liniile de transfer, sistemele de stocare, rețelele în buclă și procesele care inversează fluxul. Capacitatea bidirecțională și turndown sunt specifice-modelului și trebuie confirmate.
Tehnologia cu ultrasunete se potrivește, de asemenea, cu diferite strategii de măsurare. O fabrică poate instala transmițătoare permanente pe utilități critice în timp ce folosește o unitate portabilă pentru a investiga pompele, a verifica echilibrarea sau a compara citiri discutabile în alte locații. Această flexibilitate poate reduce nevoia de a instrumenta permanent fiecare punct de diagnosticare.
Acolo unde debitmetrele cu ultrasunete au limitări importante
Același principiu acustic care creează avantajele stabilește și limitele. Un contor de timp-de tranzit necesită o cale de sunet suficient de stabilă. Bulele împrăștie semnalul; concentrațiile mari de solide îl pot atenua; căptușelile groase sau slab legate pot slăbi transmisia; coroziunea poate face geometria conductei incertă; iar o conductă parțial umplută poate rupe în întregime traseul de măsurare presupus. De asemenea, Endress+Hauser observă importanța construcției conductei, a stării căptușelii, a poziției senzorului și a transmisiei acustice atunci când se aplică sisteme de clemă-.
Aceste condiții nu exclud automat ultrasunetele, dar ar trebui să declanșeze o revizuire mai atentă a aplicației. În funcție de lichid, un contor Doppler sau un contor electromagnetic poate fi mai potrivit. Răspunsul se modifică în funcție de conductivitate, conținut de solide, starea conductei, precizie, intervalul de curgere și constrângerile de instalare.
Un scenariu practic de selecție: Linia de apă de răcire existentă-
Luați în considerare o conductă de apă de răcire-existentă care nu poate fi închisă cu ușurință. Conducta rămâne plină, materialul și grosimea peretelui sunt cunoscute, apa conține puțin aer antrenat și este disponibilă o secțiune dreaptă utilizabilă. Măsurarea timpului de tranzit-pentru-pentru transport este un candidat puternic, deoarece aplicația se potrivește cu principalele sale puncte forte.
Dacă aceeași linie ar avea o căptușeală groasă necunoscută, coroziune severă, antrenare frecventă a aerului sau viteză extrem de scăzută, ar fi nevoie de mai multe verificări. Acesta este modul util de a aprecia avantajele debitmetrului cu ultrasunete: conectați fiecare beneficiu la condiția care îl face posibil.
Debitmetre cu ultrasunete vs. electromagnetice și cu turbină
| Factorul de selecție | Clemă-pe ultrasunete | Electromagnetic | Turbină |
|---|---|---|---|
| Conducta existenta fara taiere | Potrivire puternică | De obicei necesită instalare în linie | De obicei necesită instalare în linie |
| Piese de măsurare în mișcare | Nu | Nu | Da |
| Lichide ne-conductoare | Adesea posibil | Nu | Adesea posibil |
| Lichide cu substanțe solide | Depinde{0}}de aplicație | Adesea potrivit dacă este conductiv | Adesea mai puțin potrivit |
| Măsurare temporară în câmp | Avantaj puternic cu unitățile portabile | Limitat | Limitat |
Uncontor electromagneticeste adesea o opțiune puternică pentru apa conductivă și apele uzate, inclusiv aplicațiile în care solidele îngreunează ultrasunetele în timpul{0}}tranzitului. Odebitmetru cu turbinăpoate rămâne practic pentru lichide curate în care un contor mecanic în linie este acceptabil. Niciuna dintre aceste tehnologii nu este universal superioară; comparația utilă se bazează pe procesul și condițiile de instalare.
Ce să verificați înainte de a alege un debitmetru cu ultrasunete
- Denumirea fluidului și dacă conține bule sau solide în suspensie
- Informații despre diametrul exterior al țevii, grosimea peretelui, materialul și căptușeala
- Debitul sau viteza minim, normal și maxim
- Temperatura fluidului și a mediului ambiant
- Dacă conducta rămâne complet plină
- Disponibil în amonte și în aval
- Precizia necesară sau incertitudinea de măsurare
- Preferință permanentă, portabilă, de fixare-, de inserare sau de instalare în linie
- Ieșiri necesare, cum ar fi 4-20 mA, impuls, RS485 sau alte comunicații
- Indiferent dacă măsurarea este pentru monitorizare, control al procesului, verificare sau facturare
Aceste detalii sunt mai utile unui furnizor decât numai diametrul conductei. Două țevi de aceeași dimensiune nominală pot necesita soluții foarte diferite dacă una transportă apă răcită curată, iar cealaltă transportă lichid de proces aerat printr-o țeavă căptușită, corodata.
Întrebări frecvente
Care este principalul avantaj al unui debitmetru cu ultrasunete?
Pentru o linie de lichid existentă, principalul avantaj este adesea opțiunea de a măsura debitul în mod ne-invaziv cu ajutorul unei cleme externe-pe senzori. Acest lucru poate evita tăierea țevilor, reduce întreruperea instalării și nu adaugă obstacole în calea curgerii.
Debitmetrele cu ultrasunete provoacă scăderea presiunii?
O clemă-pe contorul cu ultrasunete nu adaugă niciun senzor sau restricție în interiorul conductei, astfel încât sistemul de măsurare în sine nu adaugă pierderi de presiune. Contoarele cu ultrasunete în linie trebuie evaluate în funcție de propriul design al tubului de flux-.
Sunt debitmetrele cu ultrasunete precise la debit scăzut?
Pot fi, dar debitul scăzut este mai solicitant, deoarece diferența de timp-de tranzit măsurată devine mai mică. Performanța-debitului scăzută specificată a contorului, stabilitatea zero, datele țevii, calitatea montării și viteza minimă reală trebuie analizate împreună.
Pot debitmetrele cu ultrasunete să măsoare apele uzate?
Uneori. Apa uzată relativ curată se potrivește cu măsurarea timpului de tranzit-, în timp ce lichidele care conțin suficient material în suspensie se potrivesc cu măsurarea Doppler. Apele uzate conductoare puternic aerate sau bogate în solide-pot fi un candidat mai bun pentru o altă tehnologie, cum ar fi un contor electromagnetic.
O clemă-pe contorul cu ultrasunete necesită o țeavă plină?
Pentru măsurarea convențională a timpului de tranzit-conducta închisă-, conducta trebuie să rămână plină în locația senzorului. Pungile de aer sau o conductă parțial umplută pot întrerupe calea presupusă a sunetului și pot produce citiri instabile sau invalide.
Gânduri finale
Avantajele debitmetrului cu ultrasunete devin semnificative numai atunci când aplicația acceptă măsurarea acustică. Cu o țeavă plină, date cunoscute despre țeavă, un lichid adecvat și un profil de curgere utilizabil, tehnologia cu ultrasunete poate asigura o instalare cu-întreruperea redusă, fără obstacole suplimentare ale fluxului, uzură mecanică redusă și monitorizare flexibilă.
Înainte de a selecta un contor, verificați fluidul, construcția conductei, intervalul de viteză, locația de instalare, cerințele de precizie și scopul măsurării. Acea revizuire a aplicației este ceea ce transformă o listă de beneficii în performanță de încredere pe teren.
