Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Российский производитель и эксклюзивный представитель известных мировых брендов КИПиА
Ультразвуковые расходомеры используют звуковые волны для определения скорости жидкости, текущей в трубе. В условиях отсутствия потока частоты ультразвуковой волны, передаваемой в трубу, и ее отражения от жидкости одинаковы. В условиях течения частота отраженной волны отличается из-за эффекта Доплера. Когда жидкость движется быстрее, сдвиг частоты линейно увеличивается. Преобразователь обрабатывает сигналы от переданной волны и ее отражений, чтобы определить скорость потока.
Ультразвуковые расходомеры с транзитным временем посылают и принимают ультразвуковые волны между датчиками как в направлении восходящего, так и нисходящего потока в трубе. В условиях отсутствия потока время прохождения волны между датчиками одинаково. В условиях течения волна вверх по течению будет распространяться медленнее и займет больше времени, чем (более быстрая) волна вниз по течению. Когда жидкость движется быстрее, разница между временем восходящего и нисходящего потока увеличивается. Преобразователь обрабатывает время восходящего и нисходящего потоков, чтобы определить скорость потока. Они составляют около 12 % всех продаваемых расходомеров.
Эта технология может быть очень точной и используется для передачи прав собственности (то есть точного учета дорогостоящей жидкости) на природный газ и нефтяные жидкости. Высокая точность (показания могут быть низкими в процентах от полной шкалы или верхнего показания), работа с высоким давлением, повторяемость (постоянство), работа с экстремальными температурами, возможность использования зажима на внешней стороне трубы без проникновения, низкая стоимость обслуживания, высокая надежность и самодиагностика. К недостаткам можно отнести высокую стоимость, чувствительность к паразитным вибрациям, проблемы с изменением диаметра трубы из-за образования наростов, а также зажимные устройства с более низкой точностью.
Ультразвуковые расходомеры не препятствуют потоку, поэтому их можно использовать для санитарных, коррозионных и абразивных жидкостей. В некоторых ультразвуковых расходомерах используются накладные датчики, которые можно устанавливать вне трубы и которые не имеют смачиваемых частей. Временные измерения расхода можно проводить с помощью портативных ультразвуковых расходомеров с накладными датчиками. Накладные датчики особенно полезны в тех случаях, когда трубопровод не может быть нарушен, например, в энергетике и атомной промышленности. Кроме того, накладные датчики можно использовать для измерения расхода без учета конструкционных материалов, проблем коррозии и абразивного износа. Однако использование накладных датчиков создает дополнительные ультразвуковые интерфейсы, которые могут повлиять на надежность и производительность этих расходомеров. В частности, затухание ультразвукового сигнала может происходить на границах между накладными датчиками и внешними стенками трубы, а также между внутренними стенками трубы и жидкостью, если они не применяются и не обслуживаются должным образом.
Ультразвуковые расходомеры обычно выпускаются размером до 72 дюймов и более.
Ультразвуковые расходомеры могут применяться для измерения скорости жидкостей, пропускающих ультразвуковые волны, таких как вода, расплавленная сера, криогенные жидкости и химические вещества. Имеются также модели с транзитным временем для измерения расхода газа и пара. Будьте осторожны, поскольку жидкости, которые не пропускают ультразвуковую энергию, например, многие виды суспензий, ограничивают проникновение ультразвуковых волн в жидкость. В доплеровских ультразвуковых расходомерах непрозрачные жидкости могут ограничивать проникновение ультразвуковых волн слишком близко к стенке трубы, что может ухудшить точность и/или привести к отказу расходомера от измерения. Ультразвуковые расходомеры с транзитным временем могут не работать, когда непрозрачная жидкость ослабляет ультразвуковую волну настолько, что волна не достигает приемника.
Ультразвуковые расходомеры чаще всего используются в таких отраслях промышленности, как нефтегазовая, водоснабжение и водоотведение, энергетика, химическая, пищевая, фармацевтическая, металлургическая, горнодобывающая, целлюлозно-бумажная.
Для ультразвуковых расходомеров времени прохождения необходимо убедиться, что жидкость может адекватно проводить ультразвуковые волны, поскольку расходомер не будет производить измерения, если ультразвуковые волны не могут проникнуть в поток между датчиками. Аналогично, ультразвуковые волны должны проникать в жидкость, чтобы доплеровские расходомеры работали точно. Если жидкость относительно непрозрачна и не проникает в нее, доплеровские расходомеры обычно измеряют скорость жидкости у стенки трубы или вблизи нее, что может привести к значительной погрешности измерений и/или к выходу расходомера из строя.
Для ультразвуковых доплеровских расходомеров необходимо убедиться, что жидкость адекватно отражает ультразвуковые волны, поскольку расходомер не будет работать без отраженного ультразвукового сигнала. В зависимости от конструкции отражение может происходить из-за мелких пузырьков газа в потоке или наличия завихрений в потоке. Если эти источники отражения еще не присутствуют в потоке, их создание на практике может быть затруднено. К счастью, в большинстве применений присутствует некоторая комбинация пузырьков газа и/или вихрей.
Скорость движения твердых частиц в суспензии может отличаться от скорости движения жидкости-носителя. Будьте осторожны при применении ультразвуковой технологии, когда твердые частицы могут концентрироваться в одной части потока, например, в горизонтальной трубе, текущей с относительно низкой скоростью. Будьте осторожны при использовании ультразвуковых доплеровских расходомеров в системах с суспензиями, поскольку твердые частицы могут создавать сильные сигналы, из-за которых доплеровский расходомер будет измерять скорость твердых частиц, а не скорость жидкости.
Избегайте жидкостей, которые могут покрыть смоченные датчики или покрыть стенки трубы перед несмачиваемыми датчиками, поскольку расходомер не будет измерять, когда ультразвуковые волны не смогут проникнуть в поток. Убедитесь в надежности зажимных соединений датчиков со стенкой трубы, поскольку расходомер не будет измерять, если ультразвуковые волны не смогут достичь жидкости.
Убедитесь в том, что вы понимаете суть процесса и правильно применяете эти расходомеры. Например, периодическая очистка выше по течению может привести к тому, что расходомер перестанет работать, так как грязь может не пропускать ультразвуковую энергию через жидкость. Кроме того, если грязь покрывает смоченные датчики, расходомер может не работать до тех пор, пока его не очистят.
