lưu lượng kế siêu âm là gì
Lưu lượng kế siêu âm đo lưu lượng từ sự khác biệt mà chuyển động tạo ra đối với thời gian truyền âm dọc theo đường ống. Hai bộ chuyển đổi trao đổi các xung và lưu lượng kế so sánh thời gian thuận dòng với thời gian ngược dòng; sự chênh lệch đó tỷ lệ với vận tốc trung bình của chất lỏng giữa chúng. Không có gì được đặt vào dòng chảy, và ở dạng kẹp thì cũng không có gì phải cắt vào ống, đó là điều khiến kiểu đo này thành câu trả lời chuẩn cho việc đo một tuyến ống đang vận hành mà không phải dừng nó.
Họ này chia ra theo cách cố định các bộ chuyển đổi. Các kiểu kẹp được gắn vào bên ngoài ống và phù hợp với cải tạo, với các tuyến ống lớn đang có và với những nhiệm vụ không được phép gián đoạn. Các kiểu chèn đi xuyên qua thành ống vào trong dòng chảy và cho tín hiệu mạnh hơn ở các đường kính lớn và thành dày. Một phương án thứ ba dùng chính bộ chuyển đổi đó để đo cả nhiệt lẫn lưu lượng, bằng cách kết hợp phép đọc với một độ chênh nhiệt độ trên một vòng tuần hoàn, đó là cách kiểu đo này được dùng cho hạch toán sưởi và làm lạnh.
Trang này trình bày những gì quyết định liệu một tuyến ống nhất định có đo được bằng cách này hay không - vật liệu ống và thành ống, môi trường đo, và đoạn ống thẳng có được - và kiểu đo này khác với lưu lượng kế điện từ nằm ướt, thứ mà nó thường được đem ra so giá, ở chỗ nào.
Cách lưu lượng kế siêu âm đo
Phép đo dựa trên một sự thật đơn giản: âm truyền nhanh hơn khi thuận dòng so với khi ngược dòng. Một bộ chuyển đổi phát một xung chéo qua ống và bộ chuyển đổi đối diện nhận nó; sau đó chiều trao đổi ngược lại cũng diễn ra như vậy. Các thời gian truyền lệch nhau một lượng phụ thuộc vào vận tốc dòng chảy dọc theo đường truyền, và khi biết chiều dài đường truyền cùng hình học của ống, lưu lượng kế đổi độ lệch đó thành vận tốc trung bình rồi thành một trị lưu lượng thể tích. Vì phép so sánh diễn ra giữa hai phép đo lấy xuyên qua cùng một ống, phần lớn những gì ống và môi trường đo gây ra cho tín hiệu đều tự triệt tiêu.
Suy ra rằng lưu lượng kế đọc trên toàn bộ đường truyền âm của nó chứ không phải tại một điểm, nên độ chính xác của nó phụ thuộc vào việc phân bố vận tốc đúng với cái mà thiết bị đã được cài đặt theo. Đó là nguồn gốc của yêu cầu đoạn ống thẳng: một vị trí lắp ở gần cút hoặc van sẽ đưa ra một phân bố dòng không khớp với đường truyền, và sai số hiện ra như một độ lệch cố định chứ không phải như nhiễu.
Lắp đặt kiểu kẹp thêm vào một độ nhạy thứ hai. Tín hiệu đi qua thành ống hai lần và phụ thuộc vào sự ghép âm giữa bộ chuyển đổi và thành ống, nên vật liệu thành, chiều dày của nó, tình trạng bề mặt ngoài và chất lượng mối ghép đều là một phần của phép đo. Một đường ống không dẫn siêu âm tốt, hoặc có chiều dày thành không rõ, thì không thể đo từ bên ngoài một cách chắc chắn - không phải vì thiết bị sai mà vì hình học của nó không rõ. Các bộ chuyển đổi kiểu chèn loại bỏ chỗ không chắc chắn đó, đổi lại phải mở ống.
Lựa chọn cấu hình
Phần lớn thông số được quyết định bởi những lựa chọn này chứ không phải bởi cấp chính xác. Mỗi lựa chọn ràng buộc lựa chọn kế tiếp, nên chúng được chốt theo thứ tự.
| Cấu hình | Tùy chọn cần xác định | Nó thực sự quyết định điều gì |
| Lắp đặt bộ chuyển đổi | Kẹp bên ngoài ống, hoặc chèn xuyên qua thành | Đường ống có phải mở ra hay có thể đo tại chỗ. Kiểu kẹp phù hợp với cải tạo và với các tuyến ống lớn đang có; kiểu chèn cho tín hiệu mạnh hơn ở thành dày và đường kính lớn, đổi lại phải dừng ống. |
| Hình thức bộ chỉ thị | Các thiết bị treo tường, cầm tay và gắn bảng nằm trên cùng dải bộ chuyển đổi | Lưu lượng kế là một điểm ghi nhận cố định hay là một công cụ khảo sát mang giữa các địa điểm. Một máy cầm tay trả lời một câu hỏi về phép đo; một máy treo tường giữ một trị tổng. |
| Kích thước bộ chuyển đổi và dải đường kính ống | Bộ chuyển đổi cỡ nhỏ, cỡ trung và cỡ lớn, mỗi cỡ phủ một dải kích thước đường kính ống đo | Đường truyền âm có được và do đó là độ mạnh của tín hiệu. Một bộ chuyển đổi chọn cho ống nhỏ sẽ không vượt nổi sang một ống lớn. |
| Vật liệu ống và thành ống | Ống kim loại, ống nhựa và ống có lớp lót, khác nhau về khả năng dẫn tín hiệu | Ống có đo được từ bên ngoài hay không, và lưu lượng kế phải được đặt theo các trị chiều dày lớp lót và chiều dày thành nào. |
| Môi trường đo và nhiệt độ | Nhóm chất lỏng, và dải nhiệt độ mà các bộ chuyển đổi được thiết kế cho | Về nguyên tắc môi trường đo đó có phải là ứng viên hay không, và bộ chuyển đổi vừa với ống có chịu được nhiệt độ hay không. |
| Chức năng lưu lượng hay chức năng nhiệt | Chỉ đo lưu lượng, hoặc lưu lượng kết hợp với một độ chênh nhiệt độ để hạch toán nhiệt và lạnh | Yêu cầu báo giá là về thể tích hay về năng lượng. Chức năng nhiệt cần các cảm biến nhiệt độ được cặp trùng nhau, vốn là một phần riêng của hệ thống chứ không phải một thiết đặt trên lưu lượng kế. |
| Đầu ra và truyền thông | Các đầu ra xung, dòng điện, rơ-le và nối tiếp, bao gồm cả Modbus | Tín hiệu được đếm, được hiển thị thành một tốc độ dòng, hay được một hệ thống điều khiển đọc. |
| Nguồn điện | Nguồn lưới hoặc DC hạ áp, tùy theo hình thức bộ chỉ thị | Tại điểm lắp đặt có nguồn hay không, và dạng cầm tay được dùng có đúng là vì nó không cần nguồn hay không. |
Cách chọn lưu lượng kế siêu âm
| Yếu tố | Vì sao nó quyết định kết quả | Cách xác định trước khi gửi yêu cầu |
|---|
| Vật liệu ống và chiều dày thành ống | Đường truyền âm đi xuyên qua thành, nên một thành ống không rõ là một hình học không rõ và phép đọc mất căn cứ | Nêu vật liệu, đường kính ngoài và chiều dày thành ống, và ống có được lót hay không. |
| Có thể mở ống hay không | Điều này quyết định giữa kiểu kẹp và kiểu chèn, và giữa một lượt khảo sát với một lắp đặt cố định | Nêu có thể dừng ống hay không và trong bao lâu. |
| Đoạn ống thẳng có được | Lưu lượng kế đọc phân bố vận tốc dọc theo đường truyền của nó, nên dòng xoắn và sự bất đối xứng trở thành một độ lệch hệ thống chứ không phải nhiễu | Hãy gửi bản phác tả những gì nằm ngay phía trước và ngay phía sau điểm lắp đặt dự kiến. |
| Môi trường đo và nhiệt độ | Cùng với kích thước ống, chúng quyết định liệu có một bộ chuyển đổi vừa lắp được vừa chịu đựng được hay không | Đưa ra chất lỏng, nhiệt độ thường ngày và nhiệt độ tối đa của nó, và nó có thay đổi hay không. |
| Chất rắn lẫn theo và bọt khí | Cả hai đều làm tán xạ tín hiệu, nên một dòng lẫn nhiều khí hoặc nhiều chất rắn là ngoài kiểu đo này | Nêu rõ môi trường đo có mang theo chất rắn, xơ hay khí tự do hay không. |
| Cần một trị tổng, một trị tốc độ dòng hay một trị nhiệt | Điều này quyết định hình thức bộ chỉ thị, các đầu ra, và liệu cảm biến nhiệt độ có thuộc về yêu cầu báo giá hay không | Nêu con số đó sẽ được dùng để làm gì, và nó được ghi lại hay chỉ được đọc. |
Nếu một trong các điểm này vẫn chưa xác định được, hãy gửi những thông tin đã có. Báo giá có thể được lập dựa trên mô tả nhiệm vụ và hoàn thiện sau khi bổ sung các phần còn thiếu.
Các lựa chọn thay thế gần nhất
Đây là những loại mà một yêu cầu về lưu lượng kế siêu âm thường hóa ra là, và là điểm mà lựa chọn thực sự được quyết định.
| Loại thay thế gần nhất | Điều gì phân biệt nó với lưu lượng kế siêu âm |
| Lưu lượng kế điện từ | Nằm ướt trong đường ống và đo trực tiếp chất lỏng, nên nó cần một môi trường đo dẫn điện và một ống có thể mở ra. Đổi lại phép đọc của nó không phụ thuộc vào tình trạng thành ống hay vào sự ghép âm, và nó giữ được độ chính xác ở các nhiệm vụ bẩn và mài mòn, nơi mà dạng kẹp chạm tới giới hạn của mình. |
| Lưu lượng kế xoáy | Câu trả lời cho hơi nước và khí, thứ mà lưu lượng kế siêu âm không đo. Một thân đo xoáy cũng không lệ thuộc vào chiều dày thành và mối ghép âm, nhưng nó nằm trong dòng chảy và đòi hỏi một dòng sạch một pha. |
| Lưu lượng kế tuabin | Một phép đếm cơ khí của phần tử quay, chính xác và ít tốn kém với chất lỏng sạch độ nhớt thấp ở các đường kính nhỏ. Nó phải được lắp vào trong đường ống, và chất rắn lẫn theo hoặc chạy khan làm hỏng nó. |
| Lưu lượng kế kênh hở | Dành cho dòng chảy có mặt thoáng, nơi chiều sâu được đổi thành một trị lưu lượng qua một cấu trúc đo đã biết. Một ống không chảy đầy thì không đo được bằng lưu lượng kế siêu âm, nên đây là câu trả lời khi không có đường ống có áp nào để đo. |
| Lưu lượng kế dịch chuyển dương | Đếm các thể tích rời rạc bằng cách nhốt chúng lại, phù hợp với sản phẩm có độ nhớt cao và với định lượng. Các bộ phận chuyển động và tổn thất áp suất là thứ loại nó khỏi một tuyến ống nước lớn. |
| Lưu lượng kế diện tích biến thiên | Chỉ thị tại chỗ mà không cần nguồn điện, ít tốn kém trên các đường thổi và đường tiện ích. Không có trị tổng, không đọc từ xa, và không phù hợp với môi trường đo đục hoặc bẩn. |
Lưu lượng kế siêu âm và lưu lượng kế điện từ là hai kiểu được mua cho một tuyến ống nước lớn đang có; câu hỏi quyết định thường là có mở được ống hay không, chứ không phải kiểu nào chính xác hơn.
Nội dung cần có trong yêu cầu
Phản hồi đầu tiên có thể là một báo giá thay vì một loạt câu hỏi nếu yêu cầu mang theo những thông tin này. Khi không biết một giá trị, hãy gửi mô tả nhiệm vụ và chúng tôi sẽ xác nhận nó ngụ ý điều gì.
- Môi trường đo, và nó có mang theo chất rắn, xơ hay khí tự do hay không
- Vật liệu ống, đường kính ngoài và chiều dày thành ống, và ống có được lót hay không
- Có thể đưa ống ra khỏi vận hành hay không, và trong bao lâu
- Lưu lượng tối thiểu, thông thường và tối đa
- Nhiệt độ thường ngày và nhiệt độ tối đa của môi trường đo
- Trị cần có là tổng lưu lượng, một tốc độ dòng, hay cả nhiệt lẫn lưu lượng
- Lắp đặt cố định hay chỉ là một lượt khảo sát
- Tín hiệu đầu ra cần có và thiết bị sẽ đọc nó
- Nguồn điện sẵn có tại điểm lắp đặt
- Đoạn ống thẳng có được ở phía trước và phía sau
- Số lượng, cảng đến và thời gian giao hàng yêu cầu
