An ultraääni vesimittari mittaa veden nopeutta analysoimalla kuinka ultraäänisignaalit kulkevat putken läpi. Koska virtausreitin sisällä ei ole pyörivää juoksupyörää, laite voi tarjota alhaisen painehäviön, vakaan pitkän aikavälin mittauksen ja vähentää mekaanista huoltoa.
Tässä oppaassa kerrotaan, kuinka ultraäänivesimittari toimii, mihin ultraäänivirtausmittarin puristin voidaan asentaa, mitkä toimintatiedot tulee tarkistaa ja kuinka valita sopiva mittari tiettyyn putkijärjestelmään.
Mittausperiaate
Useimmat puhtaan veden sovellukset käyttävät siirtoaikaperiaatetta. Kaksi ultraäänianturia on sijoitettu putken poikki. Yksi signaali kulkee samaan suuntaan kuin vesi, kun taas toinen signaali kulkee veden virtausta vastaan.
Alavirran signaali saavuttaa vastaanottavan muuntimen hieman nopeammin kuin ylävirran signaali. Ultraäänivesimittari laskee näiden kahden matka-ajan välisen eron. Aikaero on verrannollinen keskimääräiseen veden nopeuteen putken sisällä.
Ylävirran ja alavirran anturit lähettävät vuorotellen ultraäänipulsseja putken seinämän ja veden läpi.
Prosessori tallentaa pienen eron ylävirran ja alavirran signaalin kulkuaikojen välillä.
Keskimääräisen veden nopeuden laskemiseen käytetään putken geometriaa, akustisen reitin pituutta ja mitattua aikaeroa.
Veden nopeus kerrotaan tehokkaalla sisäisellä putken pinta-alalla tilavuusvirtauksen saamiseksi.
Tarkat putken halkaisijatiedot ovat tärkeitä, koska pieni sisähalkaisijavirhe voi aiheuttaa huomattavan virtauslaskentavirheen.
Mittarin kokoonpano
Ultraäänivesivirtausmittarituotteita on saatavana useissa asennusrakenteissa. Oikea kokoonpano riippuu putken halkaisijasta, vaaditusta tarkkuudesta, asennusolosuhteista, käytettävissä olevasta suorasta putken pituudesta ja siitä, voidaanko vedensyöttö katkaista.
| Mittarin tyyppi | Asennusmenetelmä | Yhteys veden kanssa | Tyypillinen sovellus | Pääasiallinen huomio |
|---|---|---|---|---|
| Inline ultraäänimittari | Asennetaan suoraan putkeen | Kyllä | Pysyvä vedenmittaus ja prosessinohjaus | Putkien katkaisu ja sammutus vaaditaan normaalisti |
| Ultraäänimittarin asennus | Muuntimet työnnetään putken seinämän läpi | Kyllä | Suurihalkaisijaiset vesiputket | Asennusasentoa ja tiivistystä on valvottava |
| Kiinteä kiinnitysmittari | Anturit asennetaan putken ulkopuolelle | Ei | Jatkuva valvonta ilman putkimuutoksia | Putken parametrit ja pinnan kunto vaikuttavat tarkkuuteen |
| Kannettava kiinnitysmittari | Väliaikainen ulkoisen anturin asennus | Ei | Tarkastus, tarkastus ja väliaikainen mittaus | Jokaisen uuden putken parametrit on nollattava |
Projekti vaatii erillisen virtausosan, vakaan anturin geometrian, pysyvän asennuksen ja toistettavan mittauksen kontrolloiduissa putkiolosuhteissa.
Putken leikkaaminen ei ole sallittua, vesijärjestelmää ei voi pysäyttää, kontaminaatiota on vältettävä tai yhdellä instrumentilla on mitattava useita putkia.
Ei-invasiivinen asennus
Veden ultraäänivirtausmittarin puristin kiinnittää muuntimet täyden putken ulkopinnalle. Anturit eivät kosketa vettä eivätkä aiheuta esteitä virtausreitille. Tämä rakenne soveltuu olemassa oleviin järjestelmiin, joissa putkien muutos olisi kallista, häiritsevää tai teknisesti vaikeaa.
Mittaa tulo- ja paluuveden virtauksen LVI-suorituskykyanalyysiä, pumpun säätöä ja jäähdytysenergian laskemista varten.
Tukee prosessiveden valvontaa, laitteiden jäähdytyksen tarkastusta ja vedenjakelun ohjausta avaamatta putkilinjaa.
Mittaa suodatettua vettä, puhdistettua vettä ja siirtovirtausta siellä, missä kontaminoitumaton asennus on tärkeää.
Tarjoaa virtaustietoja pumpun suorituskykytestejä, toimintapistetarkastuksia ja putkilinjan tehokkuusanalyysiä varten.
Valvoo kasteluputkia, jakeluhaaroja ja kausiluonteista vedenkäyttöä asentamatta sisäistä virtausrajoitusta.
Kannettavat yksiköt voivat vertailla useita putkia, tunnistaa epänormaalin kulutuksen ja tarkistaa olemassa olevan vesimittarin.
Ultraäänivesimittarin kiinnittimiä voidaan käyttää yleisesti hiiliteräksessä, ruostumattomassa teräksessä, kuparissa, pallografiittivaluraudassa ja sopivissa muoviputkissa. Signaalin laatu on varmistettava, kun putkessa on paksu vuoraus, voimakas korroosio, epätasainen pinnoite, komposiittikerrokset tai tuntematon seinärakenne.
Käyttöolosuhteet
Toimivatko ultraäänivesimittarit todellisissa käyttöolosuhteissa? Ne tarjoavat luotettavan mittauksen, kun putki on täynnä, ultraäänisignaali on vakaa, asennusparametrit ovat oikeat ja veden tila vastaa valittua mittausperiaatetta.
Tekninen valinta
Sopiva ultraäänimittari vedelle tulee valita todellisista käyttötiedoista pelkän putken halkaisijan sijaan. Virtausalue, tarkkuus, veden lämpötila, paine, lähtösignaali ja asennusympäristö vaikuttavat kaikki lopulliseen kokoonpanoon.
| Parametri | Miksi sillä on merkitystä | Vahvistettavat tiedot |
|---|---|---|
| Putken koko | Määrittää anturin tyypin, akustisen reitin ja mittarin kokoonpanon | Ulkohalkaisija, seinämän paksuus ja todellinen sisähalkaisija |
| Virtausalue | Varmistaa, että mittari pystyy havaitsemaan minimivirtauksen ja kestämään suurimman nopeuden | Pienin, normaali ja suurin käyttövirtaus |
| Tarkkuus | Määrittää sovelluksen sallitun mittauspoikkeaman | Prosessin seuranta, energialaskenta tai vesilaskennan vaatimus |
| Veden lämpötila | Vaikuttaa akustiseen nopeuteen ja anturin lämpötilaan | Minimi-, normaali- ja maksimilämpötila |
| Putken paine | Tärkeää mittarin rungon ja liitännän valinnassa | Eirmal operating pressure and pressure peaks |
| Veden laatu | Määrittää, onko siirtoaika- vai Doppler-mittaus sopivampi | Puhdas vesi, ilmakuplat, suspendoituneet kiintoaineet ja sedimenttitaso |
| Virtalähde | Vaikuttaa johdotukseen, akun kestoon ja asennuspaikkaan | Akku-, tasa- tai vaihtovirtalähde |
| Lähtöliitäntä | Mahdollistaa yhteyden ohjaus-, valvonta- tai tiedonkeruujärjestelmiin | Pulssi, analoginen lähtö, rele tai digitaalinen tiedonsiirto |
| Suojaustaso | Suojaa elektroniikkaa sisä-, ulko- tai märissä ympäristöissä | Pöly, sade, kondensaatio ja mahdollinen veteen upottaminen |
Asennuskäytäntö
Oikea asennus on välttämätöntä ultraäänivesimittarin kiinnittimelle, koska virtaustietokone luottaa käyttöönoton aikana syötettyihin putken mittoihin, akustisiin ominaisuuksiin ja anturin asentoon.
Valitse paikka, joka pysyy täysin täytettynä normaaleissa käyttöolosuhteissa. Vältä putkilinjan korkeinta kohtaa, johon ilma voi kerääntyä.
Kirjaa ylös putken todellinen ulkohalkaisija ja seinämän paksuus. Sisällytä mahdollisen sisävuorauksen materiaali ja paksuus.
Asenna anturit etäälle pumpuista, osittain suljetuista venttiileistä, mutkista, tiista ja äkillisistä putken halkaisijan muutoksista aina kun mahdollista.
Poista irtonainen ruoste, lika, paksu maali ja epätasaiset kerrostumat kosketusalueelta. Sileä pinta parantaa akustista siirtoa.
Levitä tasainen kerros jokaisen anturin ja putken väliin poistaaksesi ilmaraot, jotka heikentäisivät ultraäänisignaalia.
Noudata virtaustietokoneen laskemaa etäisyyttä. Älä arvioi etäisyyttä visuaalisesti tai kopioi asetusta toisesta putkesta.
Tarkista signaalin voimakkuus, signaalin laatu ja mitattu matka-aika ennen asennuksen hyväksymistä.
V-menetelmää käytetään usein pienissä ja keskikokoisissa putkissa, koska signaali ylittää veden kahdesti. Z-menetelmän asennus sijoittaa anturit putken vastakkaisille puolille ja voi tukea suurempia halkaisijoita tai olosuhteita, joissa signaalin vaimennus on suurempi. W-menetelmän asennus luo pidemmän signaalitien ja sitä voidaan käyttää valituissa pienemmissä putkissa, joilla on hyvä akustinen läpäisy.
Vaakasuuntaisessa putkessa anturit on yleensä sijoitettu sivualueelle eikä suoraan ylä- tai alaosaan. Yläosa saattaa sisältää ilmaa, kun taas pohja saattaa kerätä sedimenttiä.
Näyttö ja tiedot
Ultraäänivesimittarin lukeminen riippuu näytön kokoonpanosta, mutta useimmat laitteet tarjoavat hetkellisen virtauksen, kokonaisvirtauksen, virtausnopeuden, signaalin tilan ja toimintahälytykset.
Yleisiä mittayksiköitä ovat m³/h, L/min ja L/s. Varmista aina näytettävä yksikkö ennen kuin vertaat lukemaa pumppu- tai prosessitietoihin.
Mittari voi näyttää etusumman, käänteisen summan ja nettosumman. Nettosumma lasketaan yleensä lähtövirtauksesta miinus paluuvirtaus.
Velocity auttaa tunnistamaan erittäin alhaisen virtauksen, liian suuren putkilinjan nopeuden tai lukeman, joka ei vastaa odotettua käyttötilaa.
Huono signaalin laatu voi olla merkki huonosta kytkennästä, väärästä etäisyydestä, putkien korroosiosta, ilmakupista tai sopimattomista putkitiedoista.
Negatiivinen virtausarvo voi tarkoittaa todellista vastavirtausta tai antureita, jotka on asennettu päinvastaisessa ylä- ja alavirran järjestyksessä.
Tyypillisiä hälytyksiä ovat tyhjä putki, heikko signaali, virtausraja, alhainen akku, anturivika ja tiedonsiirtokatkos.
Rajoitukset
Mitkä ovat ultraäänivirtausmittarin käytön haitat? Ultraäänimittaus eliminoi monia mekaanisia kulumisongelmia, mutta se on edelleen herkkä asennusolosuhteille, putkitiedoille ja akustisen signaalin laadulle.
Useimmat suljetut ultraäänimittarit vaativat täysin täyden putken. Ilmakerros voi katkaista ultraäänireitin ja tuottaa epävakaita tai puuttuvia lukemia.
Liialliset kuplat voivat hajottaa ultraäänisignaalia erityisesti suhteellisen puhtaalle vedelle tarkoitetuissa kulkuajan mittausjärjestelmissä.
Virheellinen halkaisija, seinämän paksuus, materiaali tai vuoraustiedot vaikuttavat suoraan kiinnitysmittauslaskelmiin.
Voimakas ruoste, paksut pinnoitteet ja epätasaiset putkipinnat voivat vähentää akustista kytkentää ja vaatia lisävalmisteluja.
Läheisten liitosten aiheuttama turbulenssi ja pyörteet voivat vääristää nopeusprofiilia ja heikentää mittaustarkkuutta.
Ulkoisen anturin etäisyys, putkiparametrit, signaalin varmistus ja nollavirtaustarkistukset vaativat enemmän asetuksia kuin mekaaninen perusmittari.
Vian diagnoosi
Usein kysytyt kysymykset
Se voi mitata pientä virtausta, kun mittarilla on sopiva matalavirtausmääritys, putki pysyy täynnä ja signaalireitti on vakaa. Odotettu minimivirtaus tulee tarjota valinnan aikana.
Anturit vaativat tavallisesti suoran kosketuksen putken pintaan. Eristys on poistettava anturin asennusalueelta ja palautettava tarvittaessa käyttöönoton jälkeen.
Kyllä, jos anturit ja virtaustietokone tukevat vaadittua halkaisija-aluetta. Putkiparametrit ja anturin etäisyys on laskettava uudelleen jokaiselle putkelle.
Ulkoiset anturit eivät mene vesireitille, joten ne eivät aiheuta ylimääräistä sisäistä estettä tai mitattavissa olevaa painerajoitusta.
Sopivat kokoonpanot voivat havaita meno- ja paluuvirtauksen ja tallentaa erilliset eteenpäin-, taaksepäin- ja nettosummatut arvot.
Tarkastustiheys riippuu lämpötilasta, tärinästä, ulkoaltistuksesta ja asennustavasta. Kiinteät kiinnitysanturit tulee tarkistaa löysyyden, kytkimen kulumisen, kaapelivaurioiden ja pintakorroosion varalta.
Sovelluspohjainen mittarin konfigurointi
Putken mitat, veden lämpötila, virtausalue, asennusympäristö ja lähtövaatimukset määräävät sopivan mittarin rungon, anturin tyypin ja signaalikonfiguraation. Täydellisten käyttötietojen antaminen vähentää asennuksen epävarmuutta ja parantaa mittausten luotettavuutta.
everstiNo seuraava article
nextKuinka huollat vesimittarisi oikein ja varmistat tarkan virtauksen valvonnan