Что такое ультразвуковой расходомер
Ультразвуковой расходомер определяет расход по той разнице, которую движение вносит во время пробега звука вдоль трубы. Два преобразователя обмениваются импульсами, а прибор сравнивает времена по потоку и против него; разность пропорциональна средней скорости жидкости между ними. В поток ничего не ставится, и в накладном исполнении ничего не врезается даже в трубу, - поэтому тип стал стандартным ответом, когда нужно измерить существующую линию, не останавливая её.
Семейство разделяется по тому, как закреплены преобразователи. Накладные крепятся на наружную поверхность трубы и подходят для переоснащения, крупных действующих магистралей и задач, которые нельзя прервать. Врезные проходят через стенку в поток и дают более сильный сигнал на больших просветах и толстых стенках. Третье исполнение тем же набором преобразователей измеряет и тепло, совмещая показание с разностью температур в контуре, - так этот тип применяют на узлах учёта тепла и холода.
Здесь разобрано, что решает, можно ли измерять данный трубопровод этим способом вообще: материал и стенка трубы, среда и доступный прямой участок, - и как этот тип отличить от смоченного электромагнитного прибора, с которым его так часто считают рядом.
Как ультразвуковой расходомер выполняет измерение
Измерение опирается на простое обстоятельство: по потоку звук идёт быстрее, чем против потока. Преобразователь посылает импульс по диагонали через трубу, противоположный преобразователь его принимает, затем тот же обмен происходит в обратную сторону. Времена пробега различаются на величину, зависящую от скорости потока вдоль трассы, и, зная длину пути и геометрию трубы, прибор превращает разность в среднюю скорость, а затем в объёмный расход. Поскольку сравнение идёт между двумя измерениями через одну и ту же трубу, значительная часть того, что труба и среда делают с сигналом, сокращается.
Отсюда следует, что прибор читает по всему своему акустическому пути, а не в одной точке, поэтому его погрешность зависит от того, совпадает ли профиль скоростей с тем, под который прибор настроен. В этом происхождение требования к прямым участкам: монтаж вблизи отвода или клапана даёт профиль, не согласованный с трассой, и погрешность проявляется как смещение, а не как шум.
Накладной монтаж добавляет вторую зависимость. Сигнал дважды пересекает стенку трубы и зависит от контакта между преобразователем и стенкой, поэтому материал стенки, её толщина, состояние наружной поверхности и качество контакта - всё это часть измерения. Трубу, которая не пропускает ультразвук чисто или толщина стенки которой неизвестна, снаружи уверенно не измерить: не потому, что прибор неверен, а потому что неизвестна его геометрия. Врезные преобразователи снимают эту неопределённость ценой вскрытия трубы.
Варианты конфигурации
Большую часть спецификации определяют именно эти решения, а не класс точности. Каждое ограничивает следующее, поэтому их и утверждают по порядку.
| Конфигурация | Что нужно зафиксировать | Что это на самом деле определяет |
| Монтаж преобразователя | Накладной на наружной поверхности трубы или врезной через стенку | Нужно ли вскрывать линию или её можно измерить на месте. Накладной подходит при переоснащении и на крупных действующих магистралях; врезной даёт более сильный сигнал на толстых стенках и больших просветах ценой остановки. |
| Исполнение электронного блока | Настенные, ручные и щитовые приборы для одного и того же ряда преобразователей | Является ли прибор неподвижной точкой регистрации или средством обследования, которое носят между объектами. Ручной закрывает вопрос об измерении; настенный ведёт накопленный счёт. |
| Размер преобразователя и диапазон труб | Малые, средние и крупные преобразователи, каждый по своему участку размеров просвета | Какой акустический путь доступен и, значит, какова сила сигнала. Преобразователь, подобранный под малую трубу, крупную не перекроет. |
| Материал и стенка трубы | Металлические, пластиковые и футерованные трубы, которые различаются по тому, насколько хорошо они проводят сигнал | Можно ли трубу вообще измерить снаружи и какие значения футеровки и толщины стенки прибору нужно задать. |
| Среда и температура | Семейство жидкости и температурный диапазон, на который рассчитаны преобразователи | Годится ли среда в принципе и выдержит ли температуру тот преобразователь, который подходит к трубе. |
| Функция расхода или функция учёта тепла | Только расход либо расход вместе с разностью температур для учёта тепла и холода | Идёт ли речь об объёме или об энергии. Функция учёта тепла требует согласованных датчиков температуры, а это отдельная часть системы, а не настройка прибора. |
| Выход и связь | Импульсный, токовый, релейный и последовательный выходы, включая Modbus | Считается ли сигнал, показывается как расход или считывается системой управления. |
| Питание | От сети или постоянным током низкого напряжения - по исполнению электронного блока | Есть ли питание в месте установки и выбрано ли ручное исполнение именно потому, что оно питания не требует. |
Как выбрать ультразвуковой расходомер
| Фактор | Почему от этого зависит ответ | Как решить это до запроса |
|---|
| Материал трубы и толщина стенки | Акустический путь идёт через стенку, поэтому неизвестная стенка - это неизвестная геометрия, и показание ничем не обосновано | Укажите материал, наружный диаметр и толщину стенки, а также футерована ли труба. |
| Можно ли вскрыть трубу | Это решает выбор между накладным и врезным исполнением и между обследованием и постоянной установкой | Укажите, возможна ли остановка и на какое время. |
| Доступный прямой участок | Прибор читает профиль скоростей вдоль своей трассы, поэтому закрутка и несимметричность превращаются в смещение, а не в шум | Пришлите схему того, что стоит непосредственно до и после предполагаемой точки. |
| Среда и температура | Вместе с размером трубы это решает, существует ли преобразователь, который и подходит, и выдерживает | Назовите жидкость, её нормальную и максимальную температуру и меняется ли она. |
| Твёрдые включения и пузырьки газа | И те и другие рассеивают сигнал, поэтому сильно аэрированный или сильно нагруженный поток вне этого типа | Укажите, несёт ли среда твёрдые включения, волокна или свободный газ. |
| Нужен ли накопленный итог, расход или тепловая величина | Это решает исполнение электронного блока, состав выходов и должны ли датчики температуры входить в запрос вообще | Скажите, для чего будет нужна величина и регистрируется она или только считывается. |
Если что-то из этого ещё не решено, пришлите известное. Коммерческое предложение можно дать по описанию задачи и уточнить, когда пробелы будут закрыты.
Ближайшие альтернативы
ультразвуковой расходомер: какие типы обычно имеют в виду в запросе и где на самом деле решается выбор.
| Ближайшая альтернатива | Что отличает его от ультразвукового прибора |
| Электромагнитные расходомеры | Стоит в линии смоченным и измеряет жидкость непосредственно, поэтому нужны проводящая среда и труба, которую можно вскрыть. Взамен его показание не зависит ни от состояния стенки трубы, ни от акустического контакта, и он удерживает погрешность на грязных и абразивных задачах, где накладное исполнение становится сомнительным. |
| Вихревые расходомеры | Это ответ для пара и газа, которые ультразвуковой прибор не измеряет. Вихревому корпусу также безразличны толщина стенки и акустический контакт, но он стоит в потоке и требует чистого однофазного потока. |
| Турбинные расходомеры | Механический счёт вращающегося элемента; точен и недорог на чистых маловязких жидкостях в малых просветах. Его нужно ставить в линию, а твёрдые включения и работа всухую его повреждают. |
| Расходомеры открытого канала | Для расхода со свободной поверхностью, где глубина пересчитывается в расход через известное расходное сооружение. Трубу, которая не заполняется, ультразвуковым прибором не измерить, поэтому это ответ там, где напорной линии для измерения нет. |
| Расходомеры прямого вытеснения | Считает отдельные объёмы, отлавливая их, что подходит вязким продуктам и дозированию. Движущиеся части и потеря давления выводят его из дела на крупном водоводе. |
| Ротаметры | Местная индикация без питания, недорога на продувочных и хозяйственных линиях. Ни накопленного счёта, ни дистанционного отсчёта, и непригодна для непрозрачных и грязных сред. |
Ультразвуковой и электромагнитный приборы - это два типа, которые берут для крупного действующего водовода, и решает обычно вопрос, можно ли вскрыть трубу, а не то, какой из них точнее.
Что включить в запрос
Первый ответ может быть предложением, а не списком вопросов, если запрос содержит эти данные. Если значение неизвестно, пришлите описание задачи - мы уточним, что из неё следует.
- Среда и несёт ли она твёрдые включения, волокна или свободный газ
- Материал трубы, наружный диаметр и толщина стенки, футерована ли труба
- Можно ли вывести трубу из работы и на какое время
- Минимальный, нормальный и максимальный расход
- Нормальная и максимальная температура среды
- Нужен ли накопленный итог по расходу, мгновенный расход или тепло вместе с расходом
- Постоянная это установка или обследование
- Нужный выход и то, что будет его считывать
- Питание в месте установки
- Наличие прямого участка трубы до и после
- Количество, порт назначения и требуемая дата поставки
