Транзит{0}}време срещу доплерови ултразвукови разходомери: Как да изберем правилната технология

Транзитно-време и Доплер са два различни начина за използване на ултразвук за измерване на потока. И двете принадлежат към по-широкото семейство наултразвукови разходомери, но те зависят от много различни течни условия.

Измервателят на-времето на преминаване обикновено е по-силната отправна точка за чиста или сравнително хомогенна течност в напълно пълна тръба. Доплеровият метър обикновено се разглежда, когато течността постоянно носи суспендирани твърди частици, увлечени газови мехурчета или други движещи се акустични рефлектори.

Това разграничаване-от-мръсно е полезно, но не е достатъчно за окончателния избор. Материалът на тръбата, дебелината на стената, облицовката, обхватът на потока, местоположението на монтажа, необходимата точност и променящите се условия на процеса могат да определят дали ултразвуковият сигнал остава използваем.

Бърз отговор: Транзитно-време или доплер?

Започнете с ултразвуковото-измерване на транзитното време, когато:

• Течността е чиста или относително еднородна.
• Тръбата остава напълно пълна.
• Течността и тръбата осигуряват стабилен акустичен път.
• Изисква се стабилна повторяемост или по-строга спецификация за точност.
• Приложението включва пречистена вода, охлаждаща вода, чисто масло или съвместима технологична течност.

Започнете с Доплер ултразвуково измерване, когато:

• Течността постоянно съдържа движещи се твърди частици или газови мехурчета.
• Тези рефлектори се разпределят в потока, вместо да се утаяват или събират в една част на тръбата.
• Приложението включва отпадъчни води, утайки, тор или аерирана течност.
• Изисква се не{0}}инвазивен процес или измерване на тенденции и избраният измервателен уред е подходящ за очакваните условия на рефлектора.

Не вземайте окончателното решение само от името на течността. „Отпадъчни води“ може да се отнася до леко замърсена вода, аерирани отпадъчни води, активна утайка или поток с високо -твърдо вещество. Действителното акустично състояние е по-важно от общото име на течността.

Транзитното-време и Доплер са ултразвукови методи

Фразата "ултразвуков срещу доплеров разходомер" е технически подвеждаща, тъй като Доплерът сам по себе си е ултразвуков метод за измерване.

По-точното сравнение е:

• Ултразвуково измерване на дебит-на времето на преминаване
• Доплер ултразвуково измерване на потока

Споредофициален преглед на ултразвуковите методи за измерване на потока от Endress+Hauser, измерването на-времето за преминаване сравнява времето за пътуване на ултразвукови импулси, движещи се с и срещу потока. Доплеровото измерване вместо това открива честотното изместване на звука, отразен от движещи се частици или мехурчета.

Транзитно{0}}време срещу Доплер: Основни разлики

Това са общи тенденции за избор, а не универсални продуктови спецификации. Диапазонът на тръбите, диапазонът на скоростта, температурната граница, точността и изискванията за частици трябва да бъдат проверени спрямо точния разглеждан модел.

Как работи ултразвуковото измерване на потока за транзитно{0}}време

A ултразвуков дебитомер-за транзитно времеобикновено използва два преобразувателя. Един импулс се движи с потока течност, докато друг се движи срещу него.

Когато няма поток, двете времена за пътуване са почти равни. Когато течността се движи, импулсът надолу по течението пристига малко по-рано, а импулсът нагоре пристига малко по-късно. Предавателят използва тази разлика във времето, за да изчисли средната скорост на течността и обемния поток.

За -система със скоба звукът трябва да премине през стената на тръбата, всяка обвивка и течността, преди да достигне приемния преобразувател. Следователно методът зависи от нещо повече от чистотата на течността. Неправилни данни за тръбата, повредена облицовка, тежък котлен камък, корозия или лошо свързване на преобразувателя могат да отслабят сигнала.

Където транзитното-време обикновено се представя добре

Технологията за-време на транзит обикновено се оценява за пречистена вода, контури за охлаждане и отопление, чисти масла, хомогенни химически течности, пречистени{1}}водни системи и временни изследвания на потока.

Когато външните сензори са подходящи, aскоба-на ултразвуков разходомерможе да се монтира без срязване на тръбата или поставяне на намокрено препятствие в течността. Това може да намали прекъсването на монтажа и да избегне загубата на налягане, причинена от вмъкнат първичен елемент.

Защо транзитното-време може да загуби сигнал

Измерването на-времето на преминаване може да стане нестабилно, когато мехурчета разпръснат ултразвуковия импулс, суспендирани твърди частици абсорбират или разпръснат акустична енергия или тръбата не остане пълна. Проблеми възникват и когато въведените данни за външния диаметър, дебелината на стената или обшивката не съответстват на действителната тръба.

В точката на инсталиране общите предупредителни знаци включват слаба сила на сигнала, нестабилни показания при стабилни условия на процеса, неочаквано отместване на нулата или голяма разлика между повтарящи се измервания. Тези симптоми не означават автоматично, че глюкомерът е дефектен. Първите проверки трябва да включват данни за тръбите, разстоянието между трансдюсерите, свързването, подравняването и наличието на въздушни джобове или вътрешни отлагания.

Как работи доплеровото ултразвуково измерване на потока

Доплер метър предава ултразвуков сигнал в течността. Суспендирани твърди частици, газови мехурчета или други акустични прекъсвания отразяват част от този сигнал обратно към сензора.

Тъй като рефлекторите се движат, върнатият сигнал има изместена честота. Измервателят използва това честотно изместване, за да оцени скоростта на рефлектора и с конфигурираните размери на тръбата да изчисли потока.

Основното предположение е, че движещите се рефлектори се движат със скорост, която адекватно представя насипната течност. За допълнителна информация вижте това обяснение накакво е доплеров ултразвуков разходомер.

Където доплерът обикновено се представя добре

Доплеровата технология обикновено се разглежда за отпадъчни води, активна утайка, пулп, течности за драгиране, тръбопроводи за суспензия и аерирани технологични течности.

ОфициалниятСтраница с доплеров разходомер Pulsar DFM 6.1, например, описва цялостно -тръбно приложение, при което акустичният сигнал се отразява от движещи се суспендирани твърди вещества или газови мехурчета. Това е един пример за продукт, а не универсална спецификация за всеки доплеров метър.

Защо "Мръсна течност" не означава автоматично Доплер

Доплеровото отчитане все още може да бъде ненадеждно, ако течността съдържа твърде малко рефлектори, ако твърди частици се утаяват по дъното на тръбата или ако мехурчета се събират близо до върха. Тежките твърди частици също могат да отслабят сигнала, преди да се върне полезно ехо.

Проблемът не е просто дали частиците съществуват. Частиците или мехурчетата трябва да бъдат откриваеми, движещи се и разпределени по начин, който представлява действителната скорост на течността. Изискванията за минимален размер на частиците и концентрация са-специфични за продукта и трябва да бъдат потвърдени в техническата документация на избрания измервателен уред.

Как да избирате между транзитно-време и доплер

1. Опишете действителното състояние на течността

Започнете с текущия процес, а не с общо име на течност. Определете дали течността е чиста, мътна, газирана или силно натоварена с твърди вещества. Попитайте дали частиците присъстват постоянно, дали се утаяват с ниска скорост и дали течността се променя по време на производство, почистване или стартиране-на помпата.

Чистата и акустично стабилна течност обикновено благоприятства-времето за транспортиране. Течност с постоянна популация от движещи се рефлектори може да поддържа доплерово измерване. Ако течността се редува между чисти и мръсни състояния, оценете както нормалното, така и най-лошия-случай, преди да изберете който и да е метод.

2. Уверете се, че тръбата остава пълна

Стандартното-време за преминаване-на затворена тръба и доплеровите измервания обикновено предполагат, че напречното-сечение на тръбата е пълно с течност.

Въздушен джоб може да прекъсне транзитно време-акустичен път или да попречи на доплеров сензор да вземе проби от представителна част от потока. Ако тръбата е частично пълна, помислете за зона-скорост, ниво-плюс-скорост или система с отворен-канал, вместо да налагате стандартен пълен-тръбомер в приложението.

3. Определете правилно изискваната точност

Не сравнявайте два метра, като използвате само процент. Прегледайте дали спецификацията е изразена като:

• Процент на четене
• Процент от пълната скала
• Фиксирана грешка на скоростта
• Повторяемост
• Линейност
• Минимална измерима скорост
• Калибрирано или некалибрирано изпълнение

Ръководство на сайта заточност на ултразвуков разходомерможе да се използва за преглед на наличните спецификации-на ниво продукт, но крайната производителност трябва също да вземе предвид данните за тръбите и качеството на монтажа.

Илюстративен пример за точност

Да приемем, че измервателният уред има пълен-обхват на скалата от 1000 единици на час и действителният поток е 100 единици на час.

• Хипотетична спецификация от ±1% от показанието би се равнявала на ±1 единица на час в тази работна точка.
• Хипотетична спецификация от ±1% от пълната скала би се равнявала на ±10 единици на час.

Този пример не представлява конкретен продукт. Показва защо ефективността на ниския-поток може да изглежда много различно дори когато и двата листа с данни съдържат числото „1%.“

Когато проследимата производителност е важна, прегледайте документацията за калибриране на доставчика и планирания работен диапазон. NISTинформация за стандартите за потока на течносттасъщо така илюстрира защо несигурността на калибрирането и проследимостта трябва да се разглеждат отделно от обикновеното твърдение за точност. На сайтакалибриране на разходомерастраница предоставя свързана информация за продукта и калибриране.

4. Проверете материала и състоянието на тръбата

За-за измерване със скоби подгответе правилния външен диаметър на тръбата, дебелина на стената, материал на тръбата, материал на облицовката и дебелина на обвивката.

Също така проверете зоната за монтаж за:

• Външна корозия
• Натрупване на боя или покритие
• Вътрешен котлен камък или утайка
• Разхлабена или повредена подплата
• Изолация, която предотвратява директен контакт на сензора
• Недостатъчно пространство за правилно отделяне на сондата

Неправилните данни за тръбата могат да доведат до грешно разстояние между трансдюсерите и следователно до неправилно изчисляване на акустичния път. Бетонни, композитни, силно облицовани или повредени тръби може да изискват тестване на приложението, а не избор от стандартна диаграма.

5. Потвърдете пълния диапазон на потока

Запишете минимален, нормален и максимален поток, както и минимална и максимална скорост. Посочете също дали потокът е непрекъснат, периодичен, двупосочен или често близо до нула.

Глюкомер, който работи добре при нормална работна точка, може да стане шумен близо до долния край на диапазона. Следователно очакваният обхват трябва да се сравни с точната комбинация от трансмитер и трансдюсер, а не само с номиналния размер на тръбата.

6. Прегледайте мястото за инсталиране

Подходяща течност не може да компенсира лошата точка на монтаж. Проверете за горни колена, контролни клапани, помпи, редуктори, разклонителни връзки и частично отворени клапани.

Правилното{0}}изискване за прав ход зависи от измервателния уред и вида на смущението на потока. Следвайте инструкциите на производителя, вместо да прилагате едно универсално правило. Преглед на сайта насекции на прави{0}}тръби нагоре и надолу по течениетопредоставя допълнителен контекст.

За външни сензори почистете монтажната повърхност и следвайте указаното разстояние, подравняване и процедура за свързване. Допълнителни практически точки са налични в ръководството заскоба-при инсталацията на сензора.

7. Помислете за променливостта на процеса

Някои процеси се движат между нормалните работни диапазони на двете технологии. Примерите включват охлаждаща вода с периодични мехурчета, -предизвикани от помпата, отпадъчни води с променяща се концентрация на твърди частици и производствени линии, които редуват технологична течност и чиста вода за промиване.

В тези ситуации не избирайте само между чиста-срещу-мръсна маса. Определете кое работно състояние е най-важно, колко често се променя състоянието и дали временната загуба на измерване е приемлива.

Таблица за вземане на решение за гранично приложение

Сценарии за практически подбор

Пречистена{0}}разпределение на вода

Течността е чиста, тръбата е пълна и се изисква стабилно измерване в определен работен диапазон. Транзитното-време е логичната отправна точка. Окончателният избор трябва да потвърди конструкцията на тръбата, минималната скорост, необходимата точност и местоположението на монтажа.

Активиран-тръбопровод за утайка

Течността постоянно съдържа суспендирани биологични твърди вещества и може да съдържа газови мехурчета. Доплер може да е подходящ, ако тези рефлектори остават откриваеми и представителни. Ако твърдите частици се утаят по време на периоди на нисък-дебит, е необходим преглед на място, преди да се приеме, че доплеровата скорост ще представлява целия поток.

Охлаждаща вода с периодична аерация

Транзитното-време може да работи добре по време на нормална работа и да загуби сигнал, когато помпа вкара въздух. Доплер може да получи полезни отражения по време на аериране, но да се провали, когато водата стане чиста. Това е условие, при което тестването на приложението е по-полезно от обикновен технологичен етикет.

Временна проверка на системата

Когато целта е да се сравни инсталиран измервателен уред, да се провери помпа или да се изследват няколко тръби, aпреносим ултразвуков разходомерможе да осигури повече гъвкавост от постоянно монтиран модул. Течността и тръбата все още трябва да отговарят на изискванията на избрания метод на измерване.

Проводими отпадъчни води или суспензия

Ако течността е проводима и вградената инсталация е приемлива, сравнетеултразвукови и електромагнитни разходомеривместо да ограничава решението до два ултразвукови метода.

Официалното ръководство на Emerson описва магнитните измервателни уреди като подходящи за проводими течности и суспензии. Обхватът на сайта отелектромагнитни разходомериследователно може да се вземе предвид, когато проводимостта, материалът на облицовката, съвместимостта на електродите и изискванията за монтаж са подходящи.

Често срещани грешки при избора

• Третиране на Доплер като не{0}}ултразвукова технология:Доплер и транзитно-време са два ултразвукови метода.
• Избор само по име на течност:„Вода“, „отпадъчни води“ и „суспензия“ не описват рефлекторно разпределение, аерация или поведение при утаяване.
• Копиране на изисквания за частици от друг продукт:Минималният размер и концентрация на частиците са-специфични за модела.
• Сравняване на различни дефиниции на точност:Процентът на отчитане и процентът на пълната скала не са взаимозаменяеми.
• Игнориране на състоянието на тръбата:Неправилни размери, корозия, котлен камък или проблеми с облицовката могат да направят резултата-затягане невалиден.
• Ако приемем, че всички мръсни течности отговарят на Доплер:Прекомерното затихване, утаяването и непредставителните рефлектори все още могат да причинят грешки.
• Пренебрегване на минималния поток:Ефективността при ниска-скорост може да определи дали измервателният уред е полезен при нормална работа.

Как да проверите инсталацията на място

След инсталирането не приемайте стабилен дисплей като единственото доказателство за правилно измерване. Използвайте следните проверки, когато е практично:

• Потвърдете въведените данни за външен диаметър, дебелина на стената, материал и облицовка.
• Проверете отново изчисленото разстояние между трансдюсерите и физическото подравняване.
• Прегледайте силата на сигнала, качеството на сигнала и диагностичните съобщения.
• Проверете показанието за нулев-поток, когато е налично потвърдено състояние за липса на{1}}поток.
• Повторете измерването при различни работни натоварвания.
• Сравнете резултата с калибриран еталон, тест-обем на резервоар, крива на помпата или друг оправдан индикатор за процес.
• Проверете дали показанията се променят, когато мехурчетата, натоварването с твърди частици или работата на помпата се променят.
• Запишете настройките на инсталацията, така че измерването да може да се възпроизведе по-късно.

Ако сигналът остане нестабилен, вижте ръководството на сайта зачесто срещани проблеми с ултразвуковия разходомерпреди многократна промяна на конфигурацията на измервателния уред.

Информация, която да подготвите, преди да поискате оферта

• Име и състав на течността
• Очаквани състояния на суспендирани-твърди вещества и-газови мехурчета
• Дали състоянието на течността се променя с времето
• Външен диаметър на тръбата и дебелина на стената
• Тръбни и облицовъчни материали
• Вътрешно състояние на тръбата
• Минимален, нормален и максимален поток
• Минимална и максимална скорост
• Температура и налягане на процеса
• Дали тръбата винаги остава пълна
• Предлага се права тръба нагоре и надолу по веригата
• Необходима точност и повторяемост
• Преносимо, временно или постоянно ползване
• Предпочитание-за затягане, вмъкване или инсталация
• Необходим аналогов изход, импулсен изход или комуникационен протокол
• Захранване
• Изисквания за околната среда и -опасните зони

Пълното описание на приложението е по-полезно, отколкото да поискате „доплеров метър за отпадъчни води“ или „ултразвуков метър за чиста вода“.

Препоръка за окончателен избор

Изберете транзитно-време, когато течността е чиста, тръбата е пълна и акустичният път е стабилен.

Изберете Доплер, когато течността постоянно съдържа достатъчно откриваеми движещи се частици или мехурчета, за да произведе представителен отразен сигнал.

За гранични условия прегледайте пълния процес, вместо да налагате чисто-срещу-мръсно решение. Конструкцията на тръбата, минималната скорост, променливостта на процеса, местоположението на монтажа и необходимата точност могат да бъдат също толкова важни, колкото и самата течност.

Подгответе изброените по-горе данни за приложението иизпратете вашите работни условия за препоръка за разходомер. Окончателната пригодност трябва да бъде потвърдена спрямо избрания трансмитер, конфигурация на трансдюсера и изисквания за инсталиране.