Що таке ультразвуковий витратомір
Ультразвуковий витратомір міряє витрату за різницею, яку рух вносить у час проходження звуку вздовж труби. Два давачі обмінюються імпульсами, і прилад порівнює часи за течією і проти неї; різниця пропорційна середній швидкості рідини між ними. У течію нічого не ставлять, а в накладному виконанні нічого й не врізають у трубу, і саме тому цей тип є звичною відповіддю для вимірювання наявної лінії без її зупинки.
Родина поділяється за способом закріплення давачів. Накладні кріплять із зовнішнього боку труби, і вони підходять для модернізації, великих наявних магістралей і завдань, які не можна переривати. Занурювані проходять крізь стінку в течію і дають сильніший сигнал на великих перерізах і товстих стінках. Третє виконання використовує той самий комплект давачів, щоб міряти ще й теплоту, поєднуючи відлік із різницею температур у контурі, і саме так цей тип застосовують для обліку опалення та охолодження.
Ця сторінка про те, що визначає, чи можна взагалі міряти даний трубопровід у такий спосіб: матеріал і стінка труби, середовище та наявні прямі ділянки, а також чим цей тип відрізняється від змоченого електромагнітного витратоміра, з яким його так часто порівнюють.
Як ультразвуковий витратомір вимірює
Вимірювання спирається на простий факт: звук іде за течією швидше, ніж проти неї. Давач посилає імпульс по діагоналі через трубу, протилежний давач його приймає; потім той самий обмін відбувається у зворотному напрямку. Часи проходження різняться на величину, що залежить від швидкості течії вздовж траєкторії, і, знаючи довжину траєкторії та геометрію труби, прилад переводить цю різницю в середню швидкість, а далі в об'ємну витрату. Оскільки порівнюють два вимірювання, зроблені через ту саму трубу, значна частина впливу труби й середовища на сигнал скорочується.
Звідси випливає, що прилад зчитує вздовж усієї акустичної траєкторії, а не в точці, тому його похибка залежить від того, чи профіль швидкості саме такий, на який його налаштували. Тут і береться вимога прямих ділянок: монтаж близько до коліна чи клапана дає профіль, що не відповідає траєкторії, і похибка проявляється як зсув, а не як шум.
Накладний монтаж додає другу чутливість. Сигнал двічі перетинає стінку труби і залежить від контакту між давачем і стінкою, тому матеріал стінки, її товщина, стан зовнішньої поверхні та якість контакту є частиною вимірювання. Трубу, яка погано пропускає ультразвук, або трубу з невідомою товщиною стінки не можна впевнено міряти ззовні не тому, що прилад поганий, а тому, що невідома її геометрія. Занурювані давачі знімають цю невизначеність ціною розкриття труби.
Варіанти конфігурації
Більшу частину специфікації визначають саме ці рішення, а не клас похибки. Кожне обмежує наступне, тому їх узгоджують по порядку.
| Конфігурація | Варіанти на вибір | Що це насправді визначає |
| Монтаж давача | Накладний із зовнішнього боку труби або занурюваний крізь стінку | Чи треба розкривати лінію, чи її можна міряти на місці. Накладний підходить для модернізації та великих наявних магістралей; занурюваний дає сильніший сигнал на товстих стінках і великих перерізах, але вимагає зупинки. |
| Виконання приладу | Щитовий, портативний і панельний прилади на тому самому ряді давачів | Чи прилад є постійною точкою обліку, чи інструментом, який носять між об'єктами. Портативний відповідає на разове питання; щитовий веде підсумок. |
| Розмір давача та діапазон труб | Малі, середні та великі давачі, кожен на свою смугу діаметрів | Наявна акустична траєкторія, а отже й сила сигналу. Давач, підібраний під малу трубу, не дістане через велику. |
| Матеріал і стінка труби | Металеві, пластикові та футеровані труби, які по-різному передають сигнал | Чи можна взагалі міряти трубу ззовні і які значення товщини стінки та вкладки треба ввести в прилад. |
| Середовище й температура | Родина рідини та діапазон температур, на який розраховані давачі | Чи середовище принципово придатне і чи давач, що підходить до труби, витримає ще й температуру. |
| Функція витрати або тепла | Лише витрата або витрата разом із різницею температур для обліку тепла й холоду | Чи запит про об'єм, чи про енергію. Функція тепла потребує зіставленої пари сенсорів температури, а це окрема частина системи, а не налаштування приладу. |
| Вихід і зв'язок | Імпульсний, струмовий, релейний і послідовний вихід, включно з Modbus | Чи сигнал рахують, показують як витрату, чи зчитує його система керування. |
| Живлення | Мережа або низьковольтний постійний струм, залежно від виконання приладу | Чи є живлення в місці встановлення і чи беруть портативне виконання саме тому, що воно його не потребує. |
Як вибрати ультразвуковий витратомір
| Чинник | Чому це визначає відповідь | Як з'ясувати це до запиту |
|---|
| Матеріал і товщина стінки труби | Акустична траєкторія проходить крізь стінку, тому невідома стінка означає невідому геометрію, і відлік ні на чому не тримається | Укажіть матеріал, зовнішній діаметр і товщину стінки та те, чи труба футерована. |
| Чи можна розкрити трубу | Це вирішує між накладним і занурюваним виконанням, а також між обстеженням і постійним монтажем | Укажіть, чи можлива зупинка і на скільки. |
| Наявні прямі ділянки | Прилад зчитує профіль швидкості вздовж своєї траєкторії, тому завихрення й несиметрія стають зсувом, а не шумом | Надішліть ескіз того, що стоїть безпосередньо перед запропонованою точкою й одразу після неї. |
| Середовище й температура | Разом із розміром труби вони визначають, чи існує давач, який і підходить, і витримує | Дайте рідину, її робочу та максимальну температуру і те, чи вона змінюється. |
| Тверді частинки й бульбашки | І те, і те розсіює сигнал, тому сильно аерована або насичена твердим середовищем течія виходить за межі типу | Укажіть, чи несе середовище тверді частинки, волокна або вільний газ. |
| Чи потрібен підсумок, витрата чи показник тепла | Це визначає виконання приладу, виходи і те, чи входять сенсори температури в запит узагалі | Скажіть, для чого використовуватимуть показник і чи його записують, чи лише читають. |
Якщо щось із цього ще не визначено, надішліть те, що відомо. Пропозицію можна підготувати за описом завдання й уточнити, коли прогалини заповнять.
Найближчі альтернативи
Це типи, якими зазвичай виявляється запит на ультразвуковий витратомір, і точка, у якій вибір справді визначається.
| Найближча альтернатива | Чим вона відрізняється від ультразвукового витратоміра |
| Електромагнітні витратоміри | Стоїть змоченим у лінії і міряє рідину безпосередньо, тому потребує провідного середовища й труби, яку можна розкрити. Натомість його відлік не залежить від стану стінки труби та акустичного контакту, і він тримає похибку на брудних та абразивних завданнях, де накладне виконання стає межовим. |
| Вихрові витратоміри | Відповідь для пари й газу, яких ультразвуковий витратомір не міряє. Вихрове тіло так само байдуже до товщини стінки й контакту, але воно стоїть у течії і розраховує на чисту однофазну течію. |
| Турбінні витратоміри | Механічний рахунок обертового елемента, точний і недорогий на чистих малов'язких рідинах у малих перерізах. Його треба врізати в лінію, а тверді частинки чи робота насухо його пошкоджують. |
| Витратоміри для відкритих каналів | Для витрати з вільною поверхнею, де глибину переводять у витрату через відому споруду. Трубу, яка не заповнена, ультразвуковим витратоміром не міряють, тому це відповідь там, де немає напірного трубопроводу. |
| Об'ємні витратоміри | Рахує окремі порції об'єму, затримуючи їх, що підходить для в'язких продуктів і дозування. Рухомі частини й перепад тиску саме й виключають його на великій водяній магістралі. |
| Ротаметри | Місцева індикація без живлення, недорога на продувних і допоміжних лініях. Без підсумку, без дистанційного зчитування і не для непрозорих чи брудних середовищ. |
Ультразвуковий та електромагнітний витратоміри це два типи, які беруть для великої наявної водяної магістралі; вирішальне питання зазвичай у тому, чи можна розкрити трубу, а не в тому, котрий точніший.
Що додати до запиту
Перша відповідь може бути пропозицією, а не набором запитань, якщо запит містить ці дані. Якщо цифра невідома, надішліть опис задачі, і ми підтвердимо, що з нього випливає.
- Середовище і те, чи несе воно тверді частинки, волокна або вільний газ
- Матеріал труби, зовнішній діаметр і товщина стінки та те, чи труба футерована
- Чи можна вивести трубу з роботи і на скільки
- Мінімальна, робоча та максимальна витрата
- Робоча та максимальна температура середовища
- Чи потрібен підсумок витрати, миттєва витрата, чи ще й тепло
- Чи монтаж постійний, чи це обстеження
- Потрібний вихід і що його зчитуватиме
- Живлення в місці встановлення
- Наявні прямі ділянки труби до і після
- Кількість, порт призначення та потрібна дата постачання
