Hva er en flerveis ultralydstrømningsmåler?
En flerveisultralyd flowmålerer et høy-presisjonsinstrument som måler væskestrøm ved å bruke prinsippet om akustisk bølgeutbredelse. Sammenlignet med enkelt-strømmålere, forbedrer flerveisdesign målenøyaktighet og responshastighet ved å bruke flere akustiske baner. Destrukturell designav målerøret er en nøkkelfaktor for å sikre ytelsen til strømningsmåleren.
Strukturell design av flerveis ultralydstrømningsmålere
Når du designer målerøret til en flerveis ultralydstrømningsmåler, må følgende tre grunnleggende prinsipper først vurderes:
Ensartet flyt
Rørdesignet må sikre jevn væskestrøm og unngå målefeil forårsaket av lokal turbulens eller strømningsujevnhet-.
Akustiske bølgeutbredelsesegenskaper
Rørdesignet må sikre at akustiske bølger kan forplante seg jevnt gjennom hele røret og minimere demping eller interferens forårsaket av rørvegger, væskeegenskaper eller andre faktorer som påvirker akustisk forplantning.
Sensorarrangement
Plasseringen og utformingen av akustiske sendere og mottakere må være rimelig arrangert for å sikre nøyaktige måledata.
Det er verdt å merke seg at geometrisk form og dimensjoner på røret har en direkte innvirkning på akustisk bølgeutbredelse. Valget av rørdiameter må være basert på nominelt trykk, konstruksjonstrykk for mediet, mediumtemperatur, strømningsområde og det optimale ytelsesområdet til strømningsmåleren. En større rørdiameter kan redusere forstyrrelsen av væskestrømmen, men det kan føre til større akustisk demping. Generelt bør rørdiameteren velges rimelig i henhold til væskestrømningshastigheten og hastigheten.
Legg merke til
Lengden på røret har en viktig innflytelse på strømningsuniformiteten. Generelt bør rørlengden være tilstrekkelig lang til at væsken kan utvikle seg til en fullstendig stabilisert strømning, noe som reduserer påvirkningen av innløps- og utløpsforstyrrelser på målingen.
Dimensjoner på flerveis ultralydstrømningsmåler
Dimensjonskravene inkluderer nominell diameter DN (mm), lengde L (mm), høyde H (mm), bredde D (mm), innvendig strømningspassasjediameter φd (mm) og boltehullsdiameter φn. Strømningsmåleren bruker flensforbindelser, og flensdimensjonene samsvarer med GB/T 9124.1-2019 stålrørflenser, del 1: PN-serien.
Dette arbeidsprinsippet for ultralydstrømningsmåler tar i bruk høy anti-støydesignteknologi og er utstyrt med en innebygd -i tre-trinns plate--type strømningskondisjonering eller andre strukturelle innebygde-strømningskondisjonere. De nødvendige oppstrøms og nedstrøms rette rørlengdene til strømningsmåleren ultralyd skal oppfylle kravene vist i figurene.
Krav til rett rørlengde
For en ensrettet ultrasonisk gassstrømmåler (med innebygd- strømningskondisjonering), langs strømningsretningen, skal oppstrøms rett rørlengde være større enn eller lik 5D, og nedstrøms rett rørlengde skal være større enn eller lik 3D.
For en ensrettet ultrasonisk gassstrømmåler (uten innebygd-strømningskondisjoneringsmiddel), langs strømningsretningen, skal oppstrøms rett rørlengde være større enn eller lik 10D, og nedstrøms rett rørlengde skal være større enn eller lik 5D.
For entoveis ultralydstrømningsmåler(toveis type uten innebygd-strømningskondisjonering), langs strømningsretningen skal den anbefalte oppstrøms rett rørlengde være større enn eller lik 10D, og nedstrøms rett rørlengde skal være større enn eller lik 10D.
For en toveis ultralydstrømningsmåler (toveis type med innebygd-strømningskondisjonering), langs strømningsretningen, skal den anbefalte oppstrøms rett rørlengde være større enn eller lik 5D, og nedstrøms rett rørlengde skal være større enn eller lik 5D.
I tillegg til hensyn til ytre strukturelle dimensjoner er valg av målerørmaterialer også viktig for akustisk bølgeutbredelse og væskestrøm. Rørmaterialer må ha lave akustiske absorpsjonsegenskaper for å redusere signaldemping forårsaket av materialabsorpsjon under bølgeutbredelse. Vanlige materialer inkluderer rustfritt stål, spesialplast og komposittmaterialer. Materialvalg må være kompatibelt med det flytende mediet for å forhindre korrosjon eller kjemiske reaksjoner under lang-drift. For svært korrosive væsker velges vanligvis rustfritt stål eller korrosjonsbestandige-legeringer. Miljøfaktorer som temperatur, fuktighet, høyt trykk og lavt trykk bør også vurderes ved valg av materialer.
Multipath av ultralyd flowmåler applikasjoner
En flerveis ultrasonisk gassstrømmåler består hovedsakelig av ultralydsensorer for å sende og motta akustiske signaler, symmetriske, kryssede eller ringformede akustiske banekonfigurasjoner, røradaptere som fester ultralydsensorene til røret, og en signalbehandlingsenhet som er ansvarlig for å behandle de akustiske signalene som mottas fra sensorene. Signalbehandlingsenheten inkluderer forsterkere, filtre, analog-til-digitalomformere og andre komponenter, som konverterer analoge signaler til digitale signaler og beregner strømningshastigheten.
Ultralydsvinger Rørlayoutmetode
Det er mange måter å arrangere de akustiske banene til ultrasonisk rørstrømningsmåler i målerøret, hovedsakelig inkludert parallellarrangement, parallell-/kryssarrangement, kryssarrangement og nettverksarrangement, som vist i figuren.
Det parallelle arrangementet kan fullt ut reflektere hastighetsfordelingen i røret. Kryssarrangementet kan redusere systemfeil ved å sammenligne strømningshastighetene målt av to kryssede akustiske baner. Derfor er disse to ordningene mye brukt i praksis. Nettverksarrangementet øker den akustiske forplantningsavstanden gjennom refleksjoner og kan fullt ut reflektere hastighetsfordelingen i røret; signaldemping er imidlertid ekstremt alvorlig, så det brukes mest i eksperimentell laboratorieforskning. For tiden er parallell- og kryssordningene de mest brukte internasjonalt.
Uavhengig av arrangementet som er valgt, er det endelige målet å forbedre ytelsen til strømningsmåleren. Posisjonene til de akustiske banene og vektkoeffisientene til hver bane har en direkte innvirkning på nøyaktigheten av væskestrømmåling i røret. For å undersøke optimale akustiske baneoppsett og vektfordelinger, har mange forskere utført studier og foreslått en rekke datafusjonsmetoder, for eksempel nevrale nettverksalgoritmer og genetiske algoritmer. Imidlertid forblir disse nye metodene stort sett på det teoretiske forskningsstadiet. Foreløpig inkluderer ofte brukte akustiske baneoppsettskjemaer Gaussian-Legendre, Chebyshev, Tailored og OWICS-skjemaer. I hvert skjema er de relative posisjonene til de akustiske banene og deres vektingskoeffisienter faste og kan hentes fra oppslagstabeller. Disse layoutskjemaene har vist god ytelse i flerveis gasstrømmåling.
Relaterte artikler
Start lesereisen din nå!
