Mitä eroja on yksitie- ja monitie-ultraäänivesimittareiden rakenteessa ja mittaustarkkuudessa?

Nykyaikaisessa älykkäässä vedenhallinnassa ja teollisessa virtauksen mittauksessa ja ohjauksessa ultraäänivesimittareista on tullut valtavirran mittaustyökalu, koska niissä ei ole mekaanisesti liikkuvia osia, pieni painehäviö ja korkea tarkkuus. Ultraääni vesimittarit Ne luokitellaan ensisijaisesti yksi- ja monitierakenteisiin akustisten aaltoreittien lukumäärän mukaan. Näiden kahden rakenteen keskeisten erojen ymmärtäminen periaatteen, koostumuksen ja mittaustarkkuuden suhteen on ratkaisevan tärkeää sovellukseesi parhaiten sopivan virtausmittarin valinnassa.

Rakennesuunnittelu ja akustisen aallon polun asettelu

1. Yksipolkuinen ultraäänivesimittari

Kuten nimestä voi päätellä, yksitieinen ultraäänivesimittari käyttää vain yhtä anturiparia (eli yhtä akustisen aallon mittausreittiä) virtauksen poikkileikkauksen poikki.

Rakenteelliset ominaisuudet: Tämä malli on yksinkertaisin ja suhteellisen edullinen. Kaksi anturia on tyypillisesti sijoitettu vinosti pitkin putken halkaisijaa tai tiettyä jänteen pituutta, jolloin ne muodostavat yhden akustisen säteen. Akustiset aallot etenevät tätä kiinteää reittiä pitkin sekä ylä- että alavirtaan, ja virtausnopeus tätä reittiä pitkin lasketaan kauttakulkuaikamenetelmällä.

Sovellettavat skenaariot: Käytetään tyypillisesti halkaisijaltaan pienissä putkissa tai kotitalousmittareiden lukusovelluksissa, joissa mittaustarkkuusvaatimukset ovat kohtalaiset. Koska akustinen aaltoreitti on yksittäinen, sitä voidaan tehdä kompaktimmaksi ja se tarjoaa suuremman asennuksen joustavuuden.

2. Multi-Path Ultraääni vesimittari

Monitie-ultraäänivesimittarit käyttävät kahta tai useampaa anturiparia (esim. kaksikanavaista, kolmikanavaista tai nelikanavaista), jotka on asennettu putken poikkileikkaukseen, mikä luo useita akustisia aaltoreittejä.

Rakenteelliset ominaisuudet: Rakenne on suhteellisen monimutkainen ja vaatii enemmän muuntimia ja kehittyneempiä signaalinkäsittelypiirejä. Nämä akustiset aaltoreitit ovat tyypillisesti jakautuneet eri sointujen suuntiin peittävyyden maksimoimiseksi tai nopeusjakauman simuloimiseksi virtauksen poikkileikkauksella.

Ydintekniikka: Monireittiset vesimittarit käyttävät numeerista integrointia tai painotettuja keskiarvoalgoritmeja laskeakseen kattavasti virtausnopeudet useilla reiteillä ja määrittääkseen keskimääräisen nopeuden koko poikkileikkauksella, mikä saavuttaa tarkemman virtausmittauksen.

Sovellettavat skenaariot: Käytetään pääasiassa halkaisijaltaan suurissa vesihuoltoverkoissa, kaupan siirroissa, korkean tarkkuuden teollisissa mittauksissa ja sovelluksissa, jotka vaativat erittäin korkeita laskusuhteita.

Mittaustarkkuus ja virtausjärjestelmän mukautettavuus

Rakenteelliset erot määräävät suoraan kahden vesimittarin välisen mittaustarkkuuden ja virtausjärjestelmän mukauttavuuden merkittävän eron.

1. Riippuvuus nopeuden jakautumisesta

Vesi putkessa ei virtaa tasaisesti; sen sijaan sillä on nopeusprofiili, jossa tyypillisesti suuret nopeudet keskellä ja alhaiset nopeudet lähellä putken seinämää. Tähän nopeusprofiiliin voivat vaikuttaa häiriötekijät, kuten ylävirran venttiilit, mutkat ja pumput, mikä johtaa vääristyneeseen virtaukseen.

Yksikanavaisten mittarien rajoitukset: Yksikanavaiset mittarit mittaavat virtausnopeuden vain yhdessä pisteessä tai linjaa pitkin poikkileikkauksessa. He olettavat, että todellinen nopeusjakauma on yhdenmukainen ihanteellisen nopeusjakauman kanssa (kuten täysin kehittynyt virtaus), ja käyttävät kiinteää korjauskerrointa muuntaakseen polun nopeuden keskinopeudeksi. Kun todellinen virtauskuvio on vääristynyt, korjauskerroin muuttuu tehottomaksi, mikä johtaa mittaustarkkuuden jyrkkään laskuun. Tämä on yksikanavaisen järjestelmän suurin tarkkuuspullonkaula.

Monikanavajärjestelmien edut: Keräämällä useita virtausnopeusnäytteitä eri paikoista monikanavajärjestelmät voivat vangita virtausnopeusjakauman todellisen muodon suuremmassa määrin. Monikanavaiset järjestelmät voivat tehokkaasti kompensoida ja korjata vääristyneitä virtauksia käyttämällä kehittyneitä numeerisia integrointialgoritmeja, mikä vähentää merkittävästi virtauskuvion häiriöiden aiheuttamia virheitä. Siksi niiden mittaustarkkuus on huomattavasti suurempi kuin yksikanavaisen järjestelmän. Monikanavajärjestelmien vakauden etu on erityisen selvä epäsuotuisissa asennusolosuhteissa (kuten riittämätön suora putken pituus).

2. Turndown ja matalan virtauksen mittausominaisuus

Laskusuhde mittaa ultraäänivesimittarin kykyä ylläpitää tarkkuutta laajalla virtausalueella.

Monikanavajärjestelmillä on usein korkeampi sammutussuhde, koska ne pystyvät käsittelemään heikkoja signaaleja ja sieppaamaan tarkasti virtausnopeusjakauman. Tämä tarkoittaa, että ne voivat säilyttää vakaan mittauksen erittäin pienillä virtauksilla (kuten Q1-virtauspisteessä), mikä tekee niistä arvokkaampia vuotojen valvonnassa.

Kun virtausnopeus on pieni, ääniaaltoreitillä oleva nopeuserosignaali on heikko ja lämpötila, kuplat jne. vaikuttavat helpommin nopeusjakaumaan. Mittaustarkkuuden alaraja on korkea ja etäisyyssuhde suhteellisen rajallinen.