1. Краткое введение
Ультразвуковой расходомер состоит из датчика и ультразвукового сенсора. В паре с ультразвуковым сенсором используются неинвазивные сенсоры, погружные сенсоры и сенсоры, крепящиеся к внутренней стенке трубы или дну канала.
Ультразвуковые датчики с зажимным креплением и измерением времени прохождения сигнала необходимо устанавливать на внешней стенке измеряемой трубы V-, Z- и W-методами. Двухканальный ультразвуковой расходомер аналогичен одноканальному. Разница в том, что для одноканального ультразвукового расходомера требуется одна пара датчиков, а для двухканального — две пары. Датчики зажимаются снаружи и получают показания расхода непосредственно через стенку трубы. Точность составляет 0,5% и 1% соответственно. Ультразвуковые датчики с измерением времени прохождения сигнала подходят только для измерения расхода чистых и слегка загрязненных жидкостей.
Ультразвуковые доплеровские преобразователи с зажимным креплением необходимо устанавливать на внешней трубе непосредственно друг напротив друга. Они подходят для измерения расхода загрязненных жидкостей, но при этом должны присутствовать частицы достаточного размера, вызывающие продольное отражение. Диаметр частиц должен составлять не менее 100 микрон (0,004 дюйма) при длине потока от 40 до 4000 мм. Если жидкость очень прозрачная, такой расходомер работать не будет.
Датчик скорости потока обычно крепится к внутренней стенке трубы или устанавливается на дне канала. Для нашего датчика скорости потока минимальный уровень жидкости должен быть выше 20 мм или превышать высоту датчика (высота датчика составляет 22 мм). Для обеспечения высокой точности минимальный уровень жидкости должен находиться в диапазоне от 40 до 50 мм.
Для обеспечения высокой точности оба типа счетчиков нуждаются в достаточно прямых трубах; обычно требуется как минимум 10D на входе и 5D на выходе, где D — диаметр трубы. Колена, клапаны и другие устройства, нарушающие ламинарный поток, могут значительно снизить точность.
2. Как работает ультразвуковой расходомер для измерения времени прохождения сигнала.
В ультразвуковом расходомере с измерением времени прохождения звука через заполненную трубу, датчики передают друг другу сигналы, а движение жидкости в трубе вызывает измеримую разницу во времени прохождения звука, поскольку он движется по направлению потока и против него. В зависимости от диаметра трубы сигнал может проходить непосредственно между преобразователями или отражаться от стенок. Как и в доплеровской технологии, преобразователь измеряет скорость потока, которая преобразуется в расход.
Расходомер с измерением скорости потока вблизи преобразователя DOF6000 измеряет скорость воды акустически, регистрируя доплеровский сдвиг, вызванный частицами и микроскопическими пузырьками воздуха, переносимыми в воде. Глубина воды над преобразователем DOF6000 измеряется с помощью датчика давления, регистрирующего гидростатическое давление воды над прибором. Температура измеряется для уточнения акустических записей. Эти параметры связаны со скоростью звука в воде, на которую существенно влияет температура. Расход и общий расход рассчитываются с помощью калькулятора расхода на основе заданных пользователем размеров канала.
3. Типы ультразвуковых расходомеров
Технология измерения времени прохождения сигнала: TF1100-EC (настенный или стационарный монтаж), TF1100-EI (встраиваемый тип), TF1100-CH (ручной тип) и TF1100-EP (портативный тип);
Ультразвуковой расходомер воды SC7/WM9100/Ultrawater, устанавливаемый в линию, с резьбовым и фланцевым соединением.
TF1100-DC — настенный двухканальный ультразвуковой расходомер с зажимом, TF1100-DI — врезной двухканальный ультразвуковой расходомер, TF1100-DP — портативный двухканальный ультразвуковой расходомер с питанием от батареи.
Технология доплеровского измерения времени: DF6100-EC (настенный или стационарный монтаж), DF6100-EI (вставной тип) и DF6100-EP (портативный тип).
Метод измерения скорости распространения волн по площади: стационарный тип DOF6000-W и портативный тип DOF6000-P;
4. Общие характеристики
1. Ультразвуковая технология
2. Как правило, ультразвуковой расходомер с измерением времени прохождения сигнала точнее, чем доплеровский расходомер.
3. Невозможно измерить жидкость при температуре выше 200℃.
5. Общие ограничения
1. Для ультразвукового расходомера полного потока с использованием метода измерения времени прохождения сигнала и доплеровского эффекта труба должна быть заполнена жидкостью без пузырьков воздуха.
2. Для ультразвуковых расходомеров с зажимным креплением трубы должны быть изготовлены из однородного материала, способного передавать звук. Такие материалы, как бетон, стекловолокно, металлические трубы с пластиковой облицовкой и другие композитные материалы, препятствуют распространению звуковых волн.
3. Для бесконтактного ультразвукового расходомера труба, как правило, не должна иметь внутренних отложений, а наружная поверхность в месте крепления преобразователя должна быть чистой. Передачу звука можно улучшить, нанеся смазку или аналогичный материал на поверхность, контактирующую со стенкой трубы.
4. Для неинвазивных ультразвуковых расходомеров лучше всего устанавливать преобразователи по бокам трубы в положениях 3:00 и 9:00, а не сверху и снизу. Это позволит избежать образования отложений на дне трубы.
Дата публикации: 19 декабря 2022 г.