Què és un mesurador de cabal ultrasònic multivia?
Un camí múltiplemesurador de cabal ultrasònicés un instrument d'alta{0}}precisió que mesura el flux de fluids mitjançant el principi de propagació d'ones acústiques. En comparació amb els mesuradors de flux d'un sol-camí, els dissenys de múltiples camins milloren la precisió de la mesura i la velocitat de resposta mitjançant l'ús de múltiples camins acústics. Eldisseny estructuralde la canonada de mesura és un factor clau per garantir el rendiment del mesurador de cabal.
Disseny estructural de cabalímetres ultrasònics multivia
Quan es dissenya la canonada de mesura d'un mesurador de cabal ultrasònic multivia, primer s'han de tenir en compte els tres principis bàsics següents:
Uniformitat de flux
El disseny de la canonada ha d'assegurar un flux de fluid uniforme i evitar errors de mesura causats per turbulències locals o no{0}}uniformitat del flux.
Característiques de propagació de les ones acústiques
El disseny de la canonada ha d'assegurar que les ones acústiques es poden propagar uniformement per tota la canonada i minimitzar l'atenuació o la interferència causada per les parets de la canonada, les propietats del fluid o altres factors que afecten la propagació acústica.
Disposició del sensor
Les posicions i la disposició dels transmissors i receptors acústics s'han d'ordenar de manera raonable per garantir la precisió de les dades de mesura.
Val la pena assenyalar que la forma geomètrica i les dimensions de la canonada tenen un impacte directe en la propagació de les ones acústiques. La selecció del diàmetre de la canonada s'ha de basar en la pressió nominal, la pressió de disseny del medi, la temperatura mitjana, el rang de cabal i el rang de rendiment òptim del mesurador de cabal. Un diàmetre de canonada més gran pot reduir la pertorbació del flux de fluids, però pot provocar una major atenuació acústica. En general, el diàmetre de la canonada s'ha de seleccionar raonablement segons el cabal i la velocitat del fluid.
Avís
La longitud de la canonada té una influència important en la uniformitat del flux. En general, la longitud de la canonada ha de ser prou llarga per permetre que el fluid es desenvolupi en un flux totalment estabilitzat, reduint la influència de les pertorbacions d'entrada i sortida en la mesura.
Dimensions del mesurador de cabal ultrasònic multivia
Els requisits dimensionals inclouen el diàmetre nominal DN (mm), la longitud L (mm), l'alçada H (mm), l'amplada D (mm), el diàmetre de pas de flux intern φd (mm) i el diàmetre del forat del cargol φn. El mesurador de cabal adopta connexions de brida i les dimensions de la brida compleixen amb les brides de canonades d'acer GB/T 9124.1-2019, part 1: sèrie PN.
Aquest principi de funcionament del mesurador de cabal ultrasònic adopta una tecnologia de disseny anti-soroll alta i està equipat amb un condicionador de flux-en tres-etapes-tipus o un altre condicionador de flux-estructural integrat. Les longituds de canonades rectes necessàries aigües amunt i aigües avall del mesurador de cabal ultrasònic han de complir els requisits que es mostren a les figures.
Requisits de longitud de canonada recta
Per a un mesurador de cabal de gas ultrasònic unidireccional (amb condicionador de flux{0}}incorporat), al llarg de la direcció del flux, la longitud de la canonada recta aigües amunt ha de ser superior o igual a 5D, i la longitud de la canonada recta aigües avall ha de ser superior o igual a 3D.
Per a un mesurador de cabal de gas ultrasònic unidireccional (sense condicionador de flux{0}} integrat), al llarg de la direcció del flux, la longitud de la canonada recta aigües amunt ha de ser superior o igual a 10D, i la longitud de la canonada recta aigües avall ha de ser superior o igual a 5D.
Per amesurador de cabal ultrasònic bidireccional(tipus bidireccional sense condicionador de flux integrat-), al llarg de la direcció del flux, la longitud recomanada de la canonada recta aigües amunt ha de ser superior o igual a 10D, i la longitud de la canonada recta aigües avall ha de ser superior o igual a 10D.
Per a un mesurador de cabal ultrasònic bidireccional (tipus bidireccional amb condicionador de flux{0}}incorporat), al llarg de la direcció del flux, la longitud recomanada del tub recte aigües amunt ha de ser superior o igual a 5D, i la longitud del tub recte aigües avall ha de ser superior o igual a 5D.
A més de les consideracions de les dimensions estructurals externes, la selecció de materials de canonada de mesura també és important per a la propagació de les ones acústiques i el flux de fluids. Els materials de les canonades han de tenir característiques d'absorció acústica baixa per reduir l'atenuació del senyal causada per l'absorció del material durant la propagació de les ones. Els materials habituals inclouen acer inoxidable, plàstics especials i materials compostos. La selecció del material ha de ser compatible amb el medi fluid per evitar la corrosió o les reaccions químiques durant el funcionament-a llarg termini. Per a fluids altament corrosius, se solen seleccionar acer inoxidable o aliatges resistents a la corrosió-. Els factors ambientals com la temperatura, la humitat, l'alta pressió i la baixa pressió també s'han de tenir en compte a l'hora de seleccionar els materials.
Multipath d'aplicacions de mesurador de cabal ultrasònic
Un mesurador de flux de gas ultrasònic multicamí consisteix principalment en sensors ultrasònics per transmetre i rebre senyals acústics, configuracions de camins acústics simètrics, creuats o anulars, adaptadors de canonades que fixen els sensors ultrasònics a la canonada i una unitat de processament de senyal encarregada de processar els senyals acústics rebuts dels sensors. La unitat de processament de senyal inclou amplificadors, filtres, convertidors d'analògic-a-digital i altres components, que converteixen els senyals analògics en senyals digitals i calculen la velocitat del flux.
Transductor d'ultrasons Mètode de disposició de canonades
Hi ha moltes maneres d'organitzar els camins acústics del mesurador de cabal d'ultrasons a la canonada de mesura, incloent principalment la disposició paral·lel, la disposició paral·lel/creuada, la disposició creuada i la disposició de xarxa, tal com es mostra a la figura.
La disposició paral·lela pot reflectir completament la distribució de velocitats a la canonada. La disposició creuada pot reduir els errors del sistema comparant les velocitats de flux mesurades per dos camins acústics creuats. Per tant, aquests dos arranjaments s'utilitzen àmpliament a la pràctica. La disposició de la xarxa augmenta la distància de propagació acústica mitjançant reflexos i pot reflectir completament la distribució de velocitats a la canonada; tanmateix, l'atenuació del senyal és extremadament severa, de manera que s'utilitza principalment en investigacions experimentals de laboratori. Actualment, els arranjaments paral·lels i creuats són els més utilitzats a nivell internacional.
Independentment de la disposició seleccionada, l'objectiu final és millorar el rendiment del mesurador de cabal. Les posicions de les vies acústiques i els coeficients de ponderació de cada camí tenen un impacte directe en la precisió de la mesura del flux de fluids a la canonada. Per investigar els dissenys òptims de la trajectòria acústica i les distribucions de pes, molts investigadors han realitzat estudis i han proposat una sèrie de mètodes de fusió de dades, com ara algorismes de xarxes neuronals i algorismes genètics. Tanmateix, aquests nous mètodes romanen majoritàriament en l'etapa de recerca teòrica. Actualment, els esquemes de traçat de camins acústics d'ús habitual inclouen els esquemes Gaussian–Legendre, Chebyshev, Tailored i OWICS. En cada esquema, les posicions relatives dels camins acústics i els seus coeficients de ponderació es fixen i es poden obtenir a partir de taules de cerca. Aquests esquemes de disseny han demostrat un bon rendiment en la mesura del flux de gas multivia.
Articles relacionats
Comença el teu viatge lector ara!
