An wodomierz ultradźwiękowy mierzy prędkość wody, analizując sposób, w jaki sygnały ultradźwiękowe przemieszczają się przez rurę. Bez obracającego się wirnika w ścieżce przepływu, przyrząd może zapewnić niskie straty ciśnienia, stabilny, długoterminowy pomiar i zmniejszoną konserwację mechaniczną.
W tym poradniku wyjaśniono jak działa wodomierz ultradźwiękowy, gdzie można zamontować obejmę na przepływomierzu ultradźwiękowym do wody, jakie parametry eksploatacyjne należy sprawdzić oraz jak dobrać odpowiedni wodomierza do konkretnego układu rurowego.
Zasada pomiaru
W większości zastosowań związanych z czystą wodą wykorzystuje się zasadę czasu przejścia. W poprzek rury umieszczone są dwa przetworniki ultradźwiękowe. Jeden sygnał przemieszcza się w tym samym kierunku co woda, podczas gdy inny sygnał przemieszcza się w kierunku przeciwnym do przepływu wody.
Sygnał dochodzący dociera do przetwornika odbiorczego nieco szybciej niż sygnał dochodzący. Licznik ultradźwiękowy wody oblicza różnicę między tymi dwoma czasami podróży. Różnica czasu jest proporcjonalna do średniej prędkości wody wewnątrz rury.
Przetworniki znajdujące się przed i za rurą naprzemiennie przesyłają impulsy ultradźwiękowe przez ścianę rury i wodę.
Procesor rejestruje niewielką różnicę między czasami podróży sygnału w górę i w dół.
Do obliczenia średniej prędkości wody wykorzystuje się geometrię rury, długość ścieżki akustycznej i zmierzoną różnicę czasu.
Prędkość wody mnoży się przez efektywną powierzchnię wewnętrzną rury, aby uzyskać przepływ objętościowy.
Dokładne dane dotyczące średnicy rury są ważne, ponieważ mały błąd średnicy wewnętrznej może powodować zauważalny błąd w obliczeniach przepływu.
Konfiguracja licznika
Produkty ultradźwiękowego przepływomierza wody dostępne są w kilku konstrukcjach instalacyjnych. Prawidłowa konfiguracja zależy od średnicy rury, wymaganej dokładności, warunków montażu, dostępnej długości prostej rury oraz możliwości przerwania dopływu wody.
| Typ miernika | Metoda instalacji | Kontakt Z Wodą | Typowe zastosowanie | Główna uwaga |
|---|---|---|---|---|
| Liniowy miernik ultradźwiękowy | Montowany bezpośrednio w rurociągu | Tak | Stały pomiar wody i kontrola procesu | Zwykle wymagane jest przecięcie i wyłączenie rury |
| Wstawiany miernik ultradźwiękowy | Przetworniki wprowadzane są przez ściankę rury | Tak | Rurociągi wodne o dużej średnicy | Należy kontrolować położenie montażowe i uszczelnienie |
| Stały miernik cęgowy | Przetworniki montowane są na zewnątrz rury | Nie | Stałe monitorowanie bez modyfikacji rur | Parametry rur i stan powierzchni wpływają na dokładność |
| Przenośny miernik cęgowy | Tymczasowa instalacja przetwornika zewnętrznego | Nie | Kontrola, weryfikacja i pomiar tymczasowy | Dla każdej nowej rury należy zresetować parametry |
Projekt wymaga dedykowanej sekcji przepływu, stabilnej geometrii przetwornika, stałej instalacji i powtarzalnych pomiarów w kontrolowanych warunkach rurowych.
Niedozwolone jest przecinanie rur, nie można zatrzymać instalacji wodnej, należy unikać skażenia lub konieczne jest dokonanie pomiaru kilku rurociągów za pomocą jednego przyrządu.
Instalacja nieinwazyjna
Obejma ultradźwiękowego przepływomierza wody mocuje jego przetworniki na zewnętrznej powierzchni pełnej rury. Przetworniki nie mają kontaktu z wodą i nie utrudniają przepływu. Konstrukcja ta jest odpowiednia dla istniejących systemów, w których modyfikacja rur byłaby kosztowna, destrukcyjna lub trudna technicznie.
Mierzy przepływ wody zasilającej i powrotnej na potrzeby analizy wydajności HVAC, regulacji pompy i obliczenia energii chłodzenia.
Obsługuje monitorowanie wody technologicznej, weryfikację chłodzenia urządzeń i kontrolę dystrybucji wody bez otwierania rurociągu.
Mierzy wodę filtrowaną, wodę uzdatnioną i przepływ przesyłowy tam, gdzie ważna jest instalacja wolna od zanieczyszczeń.
Dostarcza dane dotyczące przepływu do testów wydajności pomp, kontroli punktu pracy i analizy wydajności rurociągu.
Monitoruje rurociągi irygacyjne, rozgałęzienia dystrybucyjne i sezonowe zużycie wody bez instalowania wewnętrznego ograniczenia przepływu.
Urządzenia przenośne mogą porównać kilka rur, zidentyfikować nieprawidłowe zużycie i zweryfikować istniejący wodomierz.
Ultradźwiękowe zaciski wodomierzy można powszechnie stosować do rur ze stali węglowej, stali nierdzewnej, miedzi, żeliwa sferoidalnego i odpowiednich rur z tworzyw sztucznych. Jakość sygnału należy potwierdzić, jeśli rura ma grubą wykładzinę, silną korozję, nierówną powłokę, warstwy kompozytowe lub nieznaną strukturę ścian.
Warunki pracy
Czy wodomierze ultradźwiękowe działają w rzeczywistych warunkach pracy? Zapewniają niezawodny pomiar, gdy rura jest pełna, sygnał ultradźwiękowy jest stabilny, parametry instalacji są prawidłowe, a stan wody odpowiada wybranej zasadzie pomiaru.
Wybór techniczny
Odpowiedni miernik ultradźwiękowy do wody należy wybrać na podstawie rzeczywistych danych eksploatacyjnych, a nie samej średnicy rury. Zakres przepływu, dokładność, temperatura wody, ciśnienie, sygnał wyjściowy i środowisko instalacji mają wpływ na ostateczną konfigurację.
| Parametr | Dlaczego to ma znaczenie | Informacje do potwierdzenia |
|---|---|---|
| Rozmiar rury | Określa typ przetwornika, ścieżkę akustyczną i konfigurację miernika | Średnica zewnętrzna, grubość ścianki i rzeczywista średnica wewnętrzna |
| Zakres przepływu | Zapewnia, że miernik może wykryć minimalny przepływ i wytrzymać maksymalną prędkość | Minimalny, normalny i maksymalny przepływ roboczy |
| Dokładność | Określa dopuszczalne odchylenie pomiaru dla aplikacji | Monitorowanie procesu, obliczanie energii lub wymóg rozliczania wody |
| Temperatura wody | Wpływa na prędkość akustyczną i temperaturę znamionową przetwornika | Temperatura minimalna, normalna i maksymalna |
| Ciśnienie w rurze | Ważne dla korpusu licznika liniowego i wyboru połączenia | Niermal operating pressure and pressure peaks |
| Jakość wody | Określa, czy bardziej odpowiedni jest pomiar czasu przejścia czy pomiar Dopplera | Czysta woda, pęcherzyki powietrza, zawiesiny i poziom osadów |
| Zasilanie | Wpływa na okablowanie, żywotność baterii i miejsce instalacji | Zasilanie akumulatorowe, prądem stałym lub przemiennym |
| Interfejs wyjściowy | Umożliwia połączenie z systemami sterowania, monitorowania lub gromadzenia danych | Impuls, wyjście analogowe, przekaźnik lub komunikacja cyfrowa |
| Poziom ochrony | Chroni elektronikę w pomieszczeniach, na zewnątrz lub w wilgotnym środowisku | Kurz, deszcz, kondensacja i możliwe zanurzenie w wodzie |
Praktyka instalacyjna
Prawidłowa instalacja jest niezbędna w przypadku ultradźwiękowego zacisku wodomierza w systemie, ponieważ komputer przepływu opiera się na wymiarach rury, właściwościach akustycznych i położeniu przetwornika wprowadzonych podczas uruchamiania.
Wybierz miejsce, które w normalnych warunkach pracy pozostaje całkowicie wypełnione. Unikaj najwyższego punktu rurociągu, w którym może gromadzić się powietrze.
Zanotuj rzeczywistą średnicę zewnętrzną rury i grubość ścianki. Uwzględnij materiał i grubość wewnętrznej wyściółki.
Jeśli to możliwe, należy instalować przetworniki z dala od pomp, częściowo zamkniętych zaworów, kolanek, trójników i nagłych zmian średnicy rur.
Usuń luźną rdzę, brud, grubą farbę i nierówne osady z powierzchni styku. Gładka powierzchnia poprawia transmisję akustyczną.
Nałóż równą warstwę pomiędzy każdym przetwornikiem a rurą, aby usunąć szczeliny powietrzne, które osłabiłyby sygnał ultradźwiękowy.
Postępuj zgodnie z odstępami obliczonymi przez komputer przepływu. Nie należy oceniać odległości wizualnie ani kopiować ustawień z innej rury.
Przed zaakceptowaniem instalacji sprawdź siłę sygnału, jakość sygnału i zmierzony czas podróży.
Instalacja metodą V jest często stosowana na małych i średnich rurach, ponieważ sygnał dwukrotnie przechodzi przez wodę. Instalacja metodą Z umieszcza przetworniki po przeciwnych stronach rury i może obsługiwać większe średnice lub warunki z większym tłumieniem sygnału. Instalacja metodą W zapewnia dłuższą ścieżkę sygnału i może być stosowana na wybranych mniejszych rurach o dobrej transmisji akustycznej.
W rurze poziomej przetworniki są zazwyczaj umieszczane z boku, a nie bezpośrednio na górze lub na dole. Na górze może znajdować się powietrze, na dole może gromadzić się osad.
Wyświetlacz i dane
Sposób odczytu wodomierza ultradźwiękowego zależy od konfiguracji wyświetlacza, ale większość przyrządów zapewnia przepływ chwilowy, przepływ zsumowany, prędkość przepływu, stan sygnału i alarmy operacyjne.
Typowe jednostki to m³/h, L/min i L/s. Zawsze potwierdzaj wyświetlaną jednostkę przed porównaniem odczytu z danymi pompy lub procesu.
Licznik może pokazywać sumę przednią, sumę odwrotną i sumę netto. Sumę netto oblicza się zwykle na podstawie przepływu do przodu minus przepływ do tyłu.
Prędkość pomaga zidentyfikować wyjątkowo niski przepływ, nadmierną prędkość rurociągu lub odczyt, który nie odpowiada oczekiwanym warunkom pracy.
Niska jakość sygnału może wskazywać na słabe połączenie, nieprawidłowe odstępy, korozję rur, pęcherzyki powietrza lub nieodpowiednie dane rur.
Ujemna wartość przepływu może wskazywać rzeczywisty przepływ wsteczny lub przetworniki zainstalowane w przeciwnej kolejności przed i za zaworem.
Typowe alarmy obejmują pustą rurę, słaby sygnał, limit przepływu, niski poziom baterii, awarię czujnika i przerwę w komunikacji.
Ograniczenia
Jakie są wady stosowania przepływomierza ultradźwiękowego? Pomiar ultradźwiękowy eliminuje wiele problemów związanych ze zużyciem mechanicznym, ale pozostaje wrażliwy na warunki instalacji, dane rurowe i jakość sygnału akustycznego.
Większość mierników ultradźwiękowych z zamkniętą rurą wymaga całkowicie wypełnionej rury. Warstwa powietrza może przerwać ścieżkę ultradźwiękową i spowodować niestabilne lub brakujące odczyty.
Nadmierne pęcherzyki mogą rozpraszać sygnał ultradźwiękowy, szczególnie w systemach pomiaru czasu przejścia przeznaczonych dla stosunkowo czystej wody.
Nieprawidłowa średnica, grubość ścianki, materiał lub wykładzina mają bezpośredni wpływ na obliczenia pomiarów zaciskowych.
Silna rdza, grube powłoki i nierówne powierzchnie rur mogą zmniejszyć sprzężenie akustyczne i wymagać dodatkowego przygotowania.
Turbulencje i zawirowania wytwarzane przez pobliskie elementy mogą zniekształcić profil prędkości i zmniejszyć dokładność pomiaru.
Rozstaw zewnętrznych przetworników, parametry rur, weryfikacja sygnału i kontrola przepływu zerowego wymagają większej konfiguracji niż podstawowy licznik mechaniczny.
Diagnoza usterek
Często zadawane pytania
Może mierzyć niski przepływ, gdy miernik ma odpowiednią specyfikację niskiego przepływu, rura pozostaje pełna, a ścieżka sygnału jest stabilna. Podczas doboru należy podać oczekiwany przepływ minimalny.
Przetworniki zwykle wymagają bezpośredniego kontaktu z powierzchnią rury. Izolację należy usunąć z obszaru instalacji czujnika i, jeśli to konieczne, odnowić ją po uruchomieniu.
Tak, pod warunkiem, że przetworniki i komputer przepływu obsługują wymagany zakres średnic. Dla każdej rury należy przeliczyć parametry rur i rozstaw czujników.
Zewnętrzne przetworniki nie wchodzą w drogę wody, dzięki czemu nie tworzą dodatkowej wewnętrznej przeszkody ani mierzalnego ograniczenia ciśnienia.
Odpowiednie konfiguracje mogą wykrywać przepływ do przodu i do tyłu oraz mogą rejestrować oddzielne wartości do przodu, do tyłu i zsumowane wartości netto.
Częstotliwość przeglądów zależy od temperatury, wibracji, ekspozycji na zewnątrz i metody instalacji. Należy sprawdzić stałe czujniki zaciskowe pod kątem luzów, zużycia sprzęgła, uszkodzeń kabli i korozji powierzchni.
Konfiguracja licznika oparta na aplikacji
Wymiary rur, temperatura wody, zakres przepływu, środowisko instalacji i wymagania wyjściowe określają odpowiedni korpus licznika, typ przetwornika i konfigurację sygnału. Dostarczenie kompletnych danych eksploatacyjnych pomaga zmniejszyć niepewność instalacji i poprawia niezawodność pomiarów.
PoprzedniNo Następny article
nextJak prawidłowo konserwować wodomierz i zapewnić dokładne monitorowanie przepływu
Address: Nr 168, Linmu Rd., Zone B, Jiangbei Investment Park, Ningbo, Zhejiang, Chiny
Tel: +86-0574-83090480/+86-18892665118
Fax: +86-0574-83021045
Email: [email protected]
Web: https://www.keyturemeter.com/
Szybkie linki
Produkt
Terminal mobilny
