Какво е многопътен ултразвуков разходомер?
Многопътенултразвуков разходомере високо{0}}прецизен инструмент, който измерва потока на течности, като използва принципа на разпространение на акустичните вълни. В сравнение с разходомери с един-път, многопътните дизайни подобряват точността на измерване и скоростта на реакция чрез използване на множество акустични пътища. Theконструктивен дизайнна измервателната тръба е ключов фактор за осигуряване на работата на разходомера.
Структурно проектиране на многопътни ултразвукови разходомери
При проектирането на измервателната тръба на многопътен ултразвуков разходомер първо трябва да се вземат предвид следните три основни принципа:
Еднородност на потока
Конструкцията на тръбата трябва да осигурява равномерен поток на флуида и да избягва грешки при измерване, причинени от местна турбуленция или не-равномерност на потока.
Характеристики на разпространение на акустичните вълни
Конструкцията на тръбата трябва да гарантира, че акустичните вълни могат да се разпространяват равномерно в цялата тръба и да минимизира затихването или смущенията, причинени от стените на тръбата, свойствата на течността или други фактори, влияещи върху акустичното разпространение.
Подреждане на сензора
Позициите и оформлението на акустичните предаватели и приемници трябва да бъдат разумно подредени, за да се осигурят точни данни от измерванията.
Струва си да се отбележи, че геометричната форма и размерите на тръбата оказват пряко влияние върху разпространението на акустичните вълни. Изборът на диаметър на тръбата трябва да се основава на номиналното налягане, проектното налягане на средата, температурата на средата, диапазона на потока и диапазона на оптималната работа на разходомера. По-големият диаметър на тръбата може да намали смущенията в потока на течността, но може да доведе до по-голямо акустично затихване. Като цяло диаметърът на тръбата трябва да бъде разумно избран според дебита и скоростта на флуида.
Забележете
Дължината на тръбата има важно влияние върху равномерността на потока. Обикновено дължината на тръбата трябва да е достатъчно дълга, за да позволи на течността да се развие в напълно стабилизиран поток, намалявайки влиянието на смущенията на входа и изхода върху измерването.
Размери на многопътния ултразвуков разходомер
Изискванията за размерите включват номинален диаметър DN (mm), дължина L (mm), височина H (mm), ширина D (mm), диаметър на вътрешния поток φd (mm) и диаметър на отвора за болт φn. Разходомерът използва фланцови връзки, а размерите на фланеца съответстват на GB/T 9124.1-2019 Фланци за стоманени тръби, част 1: Серия PN.
Този принцип на работа с ултразвуков разходомер възприема висока анти{0}}технология за проектиране на шум и е оборудван с вграден-в три-плоча-тип стабилизатор на потока или други структурни вградени-регулатори на потока. Необходимите дължини на правата тръба нагоре и надолу по веригата на ултразвуковия разходомер трябва да отговарят на изискванията, показани на фигурите.
Изисквания за дължина на прави тръби
За еднопосочен ултразвуков разходомер за газ (с вграден-регулатор на потока) по посока на потока дължината на правата тръба нагоре по веригата трябва да бъде по-голяма или равна на 5D, а дължината на правата тръба надолу по веригата трябва да бъде по-голяма или равна на 3D.
За еднопосочен ултразвуков разходомер за газ (без вграден -регулатор на потока) по посока на потока дължината на правата тръба нагоре по веригата трябва да бъде по-голяма или равна на 10D, а дължината на правата тръба надолу по веригата трябва да бъде по-голяма или равна на 5D.
За адвупосочен ултразвуков разходомер(двупосочен тип без вграден -регулатор на потока), по посока на потока препоръчителната дължина на правата тръба нагоре по веригата трябва да бъде по-голяма или равна на 10D, а дължината на правата тръба надолу по веригата трябва да бъде по-голяма или равна на 10D.
За двупосочен ултразвуков разходомер (двупосочен тип с вграден -регулатор на потока) по посока на потока препоръчителната дължина на правата тръба нагоре по веригата трябва да бъде по-голяма или равна на 5D, а дължината на правата тръба надолу по веригата трябва да бъде по-голяма или равна на 5D.
В допълнение към съображенията за външни структурни размери, изборът на материали за измервателни тръби също е важен за разпространението на акустичните вълни и потока на течността. Тръбните материали трябва да имат ниски характеристики на акустична абсорбция, за да се намали затихването на сигнала, причинено от абсорбцията на материала по време на разпространение на вълната. Обичайните материали включват неръждаема стомана, специални пластмаси и композитни материали. Изборът на материал трябва да е съвместим с течната среда, за да се предотврати корозия или химични реакции по време на дългосрочна-експлоатация. За силно корозивни течности обикновено се избират неръждаема стомана или устойчиви-на корозия сплави. Фактори на околната среда като температура, влажност, високо и ниско налягане също трябва да се вземат предвид при избора на материали.
Многолъчево приложение на ултразвуков разходомер
Многопътният ултразвуков разходомер на газ се състои основно от ултразвукови сензори за предаване и приемане на акустични сигнали, симетрични, кръстосани или пръстеновидни конфигурации на акустичен път, тръбни адаптери, които фиксират ултразвуковите сензори към тръбата, и модул за обработка на сигнали, отговорен за обработката на акустичните сигнали, получени от сензорите. Блокът за обработка на сигнали включва усилватели, филтри, аналогови-към-цифрови преобразуватели и други компоненти, които преобразуват аналогови сигнали в цифрови сигнали и изчисляват скоростта на потока.
Ултразвуков преобразувател Метод за оформление на тръбата
Има много начини за подреждане на акустичните пътища на ултразвуковия тръбен разходомер в измервателната тръба, включително главно паралелно разположение, паралелно/напречно разположение, кръстосано разположение и мрежово разположение, както е показано на фигура.
Паралелното разположение може напълно да отразява разпределението на скоростта в тръбата. Кръстосаното разположение може да намали системните грешки чрез сравняване на скоростите на потока, измерени от два кръстосани акустични пътя. Следователно тези две подредби се използват широко в практиката. Мрежовото разположение увеличава разстоянието на акустично разпространение чрез отражения и може напълно да отразява разпределението на скоростта в тръбата; обаче затихването на сигнала е изключително силно, така че се използва най-вече в лабораторни експериментални изследвания. Понастоящем паралелните и кръстосани договорености са най-често използваните в международен план.
Независимо от избраното разположение, крайната цел е да се подобри работата на разходомера. Позициите на акустичните пътища и тегловните коефициенти на всеки път имат пряко влияние върху точността на измерване на потока на флуида в тръбата. За да изследват оптималните оформления на акустичните пътища и разпределенията на теглото, много изследователи са провели проучвания и са предложили серия от методи за обединяване на данни, като алгоритми за невронни мрежи и генетични алгоритми. Тези нови методи обаче остават най-вече на етап теоретични изследвания. Понастоящем често използваните схеми за оформление на акустични пътища включват схеми на Gaussian-Legendre, Chebyshev, Tailored и OWICS. Във всяка схема относителните позиции на акустичните пътища и техните тегловни коефициенти са фиксирани и могат да бъдат получени от справочни таблици. Тези схеми на оформление са показали добра производителност при многопътно измерване на газовия поток.
Свързани статии
Започнете вашето пътешествие за четене сега!
