Çok yollu ultrasonik akış ölçer nedir?
Çok yolluultrasonik akış ölçerakustik dalga yayılımı ilkesini kullanarak sıvı akışını ölçen yüksek-hassasiyete sahip bir araçtır. Tek-yollu akış ölçerlerle karşılaştırıldığında çok yollu tasarımlar, birden fazla akustik yol kullanarak ölçüm doğruluğunu ve yanıt hızını artırır.yapısal tasarımÖlçüm borusunun genişliği, akış ölçerin performansının sağlanmasında önemli bir faktördür.
Çok yollu ultrasonik debimetrelerin yapısal tasarımı
Çok yollu ultrasonik debimetrenin ölçüm borusunu tasarlarken öncelikle aşağıdaki üç temel prensip dikkate alınmalıdır:
Akış bütünlüğü
Boru tasarımı, düzgün sıvı akışı sağlamalı ve yerel türbülans veya akış düzensizliğinden kaynaklanan ölçüm hatalarını önlemelidir-.
Akustik dalga yayılma özellikleri
Boru tasarımı, akustik dalgaların boru boyunca eşit şekilde yayılabilmesini sağlamalı ve boru duvarları, akışkan özellikleri veya akustik yayılımı etkileyen diğer faktörlerin neden olduğu zayıflama veya girişimi en aza indirmelidir.
Sensör düzenlemesi
Akustik vericilerin ve alıcıların konumları ve yerleşimi, doğru ölçüm verilerini sağlayacak şekilde makul şekilde düzenlenmelidir.
Borunun geometrik şekli ve boyutlarının akustik dalga yayılımına doğrudan etkisi olduğunu belirtmekte fayda var. Boru çapının seçimi, nominal basınca, ortamın tasarım basıncına, ortam sıcaklığına, akış aralığına ve akış ölçerin optimum performans aralığına göre yapılmalıdır. Daha büyük bir boru çapı sıvı akışındaki rahatsızlığı azaltabilir, ancak daha fazla akustik zayıflamaya yol açabilir. Genel olarak boru çapı, akışkanın akış hızına ve hızına göre makul bir şekilde seçilmelidir.
Fark etme
Borunun uzunluğunun akış düzgünlüğü üzerinde önemli bir etkisi vardır. Genel olarak boru uzunluğu, giriş ve çıkış bozukluklarının ölçüm üzerindeki etkisini azaltacak şekilde akışkanın tamamen stabil bir akışa dönüşmesine izin verecek kadar uzun olmalıdır.
Çok yollu ultrasonik debimetrenin boyutları
Boyut gereksinimleri arasında nominal çap DN (mm), uzunluk L (mm), yükseklik H (mm), genişlik D (mm), iç akış geçişi çapı φd (mm) ve cıvata deliği çapı φn yer alır. Akış ölçer flanş bağlantılarını benimser ve flanş boyutları GB/T 9124.1-2019 Çelik Boru Flanşları, Bölüm 1: PN Serisi ile uyumludur.
Bu ultrasonik akış ölçerin çalışma prensibi, yüksek-gürültü önleyici tasarım teknolojisini benimser ve yerleşik-üç-kademeli plaka-tipi akış düzenleyici veya diğer yapısal yerleşik-akış düzenleyicilerle donatılmıştır. Ultrasonik akış ölçerin gerekli giriş ve çıkış düz boru uzunlukları, Şekillerde gösterilen gereksinimleri karşılamalıdır.
Düz boru uzunluğu gereksinimleri
Tek yönlü bir ultrasonik gaz akış ölçer için (dahili-akış düzenleyicili), akış yönü boyunca, yukarı yöndeki düz boru uzunluğu 5D'den büyük veya ona eşit olacaktır ve aşağı yöndeki düz boru uzunluğu 3D'den büyük veya ona eşit olacaktır.
Tek yönlü bir ultrasonik gaz akış ölçer için (dahili-akış düzenleyicisiz), akış yönü boyunca, yukarı yöndeki düz boru uzunluğu 10D'den büyük veya ona eşit olacaktır ve aşağı yöndeki düz boru uzunluğu 5D'den büyük veya ona eşit olacaktır.
bir içinçift yönlü ultrasonik akış ölçer(yerleşik-akış düzenleyicisi olmayan çift yönlü tip), akış yönü boyunca, önerilen yukarı akış düz boru uzunluğu 10D'ye eşit veya daha büyük olacaktır ve aşağı akış düz boru uzunluğu 10D'ye eşit veya daha büyük olacaktır.
Çift yönlü bir ultrasonik akış ölçer için (dahili-akış düzenleyicili çift yönlü tip), akış yönü boyunca, önerilen yukarı yöndeki düz boru uzunluğu 5D'den büyük veya ona eşit olacaktır ve aşağı yöndeki düz boru uzunluğu 5D'den büyük veya ona eşit olacaktır.
Dış yapısal boyutların dikkate alınmasına ek olarak, ölçüm borusu malzemelerinin seçimi de akustik dalga yayılımı ve sıvı akışı açısından önemlidir. Boru malzemeleri, dalga yayılımı sırasında malzeme emiliminin neden olduğu sinyal zayıflamasını azaltmak için düşük akustik emme özelliklerine sahip olmalıdır. Yaygın malzemeler arasında paslanmaz çelik, özel plastikler ve kompozit malzemeler bulunur. Uzun-süreli çalışma sırasında korozyonu veya kimyasal reaksiyonları önlemek için malzeme seçiminin akışkan ortamla uyumlu olması gerekir. Oldukça aşındırıcı sıvılar için genellikle paslanmaz çelik veya korozyona-dirençli alaşımlar seçilir. Malzeme seçiminde sıcaklık, nem, yüksek basınç ve alçak basınç gibi çevresel faktörler de dikkate alınmalıdır.
Ultrasonik debimetre uygulamalarının çok yolu
Çok yollu bir ultrasonik gaz debimetresi esas olarak akustik sinyallerin iletilmesi ve alınması için ultrasonik sensörlerden, simetrik, çapraz veya halka şeklinde akustik yol konfigürasyonlarından, ultrasonik sensörleri boruya sabitleyen boru adaptörlerinden ve sensörlerden alınan akustik sinyallerin işlenmesinden sorumlu bir sinyal işleme ünitesinden oluşur. Sinyal işleme birimi, amplifikatörleri, filtreleri, analog-dijital-dönüştürücüleri ve analog sinyalleri dijital sinyallere dönüştüren ve akış hızını hesaplayan diğer bileşenleri içerir.
Ultrasonik dönüştürücü Boru yerleşim yöntemi
Şekilde gösterildiği gibi, esas olarak paralel düzenleme, paralel/çapraz düzenleme, çapraz düzenleme ve ağ düzenlemesi dahil olmak üzere, ölçüm borusundaki ultrasonik boru akış ölçerin akustik yollarını düzenlemenin birçok yolu vardır.
Paralel düzenleme borudaki hız dağılımını tam olarak yansıtabilir. Çapraz düzenleme, iki çapraz akustik yolla ölçülen akış hızlarını karşılaştırarak sistem hatalarını azaltabilir. Bu nedenle bu iki düzenleme pratikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Ağ düzenlemesi, yansımalar yoluyla akustik yayılma mesafesini arttırır ve borudaki hız dağılımını tam olarak yansıtabilir; ancak sinyal zayıflaması son derece şiddetli olduğundan çoğunlukla laboratuvar deneysel araştırmalarında kullanılır. Şu anda, paralel ve çapraz düzenlemeler uluslararası alanda en yaygın kullanılanlardır.
Seçilen düzenlemeden bağımsız olarak nihai amaç, akış ölçerin performansını arttırmaktır. Akustik yolların konumları ve her yolun ağırlık katsayıları, borudaki sıvı akışı ölçümünün doğruluğu üzerinde doğrudan etkiye sahiptir. Optimum akustik yol düzenlerini ve ağırlık dağılımlarını araştırmak için birçok araştırmacı çalışmalar yapmış ve sinir ağı algoritmaları ve genetik algoritmalar gibi bir dizi veri birleştirme yöntemi önermiştir. Ancak bu yeni yöntemler çoğunlukla teorik araştırma aşamasında kalmaktadır. Şu anda yaygın olarak kullanılan akustik yol düzeni şemaları arasında Gaussian-Legendre, Chebyshev, Tailored ve OWICS şemaları bulunmaktadır. Her şemada akustik yolların göreceli konumları ve bunların ağırlık katsayıları sabittir ve arama tablolarından elde edilebilir. Bu yerleşim şemaları, çok yollu gaz akışı ölçümünde iyi performans göstermiştir.
İlgili Makaleler
Okuma yolculuğunuza hemen başlayın!
