Clasificación principal y descripción detallada del caudalímetro ultrasónico

1. Principio de funcionamiento del medidor de flujo ultrasónico: cuando las ondas ultrasónicas se propagan en el fluido que fluye, transportan información sobre la velocidad del fluido. Por lo tanto, el caudal del fluido puede detectarse mediante las ondas ultrasónicas recibidas y luego convertirse en caudal. Los pulsos ultrasónicos viajan a través de las tuberías de un sensor a otro, como un barquero cruzando un río. Cuando el gas no fluye, el pulso de sonido se propaga en ambas direcciones a la misma velocidad (velocidad del sonido, c). Si el gas en la tubería tiene una cierta velocidad de flujo v (no igual a cero), la velocidad de propagación del pulso de sonido a lo largo de la dirección del flujo será más rápida, mientras que la velocidad de propagación del pulso de sonido en la dirección de contraflujo será más lenta. De esta manera, el tiempo de transmisión del enlace descendente tD será más corto y el tiempo de transmisión del enlace ascendente tU será más largo. Lo "más largo" o "más corto" mencionado aquí se refiere al tiempo de transmisión cuando el gas no fluye según los diferentes métodos de detección, se puede dividir en diferentes tipos de medidores de flujo ultrasónicos, como el método de diferencia de velocidad de propagación, el método Doppler, Método de desplazamiento del haz, método de ruido y método de correlación. El caudalímetro acústico es un tipo de caudalímetro que se ha aplicado con el rápido desarrollo de la tecnología de circuitos integrados en la última década.

De acuerdo con el principio de detección de señal, el caudalímetro ultrasónico actual se puede dividir aproximadamente en método de diferencia de velocidad de propagación (incluido el método de diferencia de tiempo directa, método de diferencia de tiempo, método de diferencia de fase y método de diferencia de frecuencia), método de compensación de haz. , Método Doppler, método de correlación, método de filtrado espacial y método de ruido. Entre ellos, el método del ruido tiene el principio y la estructura más simples, es fácil de medir y transportar, es económico pero tiene baja precisión y es adecuado para su uso en situaciones donde la precisión de la medición del flujo no es alta.

Debido a que los principios básicos del método de tiempo de tránsito directo, el método de tiempo de tránsito, el método de diferencia de frecuencia y el método de diferencia de fase reflejan la velocidad del flujo del fluido midiendo la diferencia en la velocidad de propagación antes y después del ultrasonido. pulso, también se les llama colectivamente ley de diferencia de velocidad de propagación. Entre ellos, el método de diferencia de frecuencia y el método de diferencia de tiempo superan el error causado por el cambio de la velocidad del sonido con la temperatura del fluido y tienen una alta precisión, por lo que se utilizan ampliamente. Según los diferentes métodos de configuración del transductor, la velocidad de propagación se puede dividir en método Z (método de transmisión), método V (método de reflexión) y método X (método cruzado).

El método de desviación del haz utiliza la desviación de la dirección de propagación del haz ultrasónico en el fluido a medida que la velocidad del fluido cambia para reflejar la velocidad del fluido. A bajas velocidades, la sensibilidad es muy baja y la aplicabilidad no es muy buena.

El método Doppler se basa en el principio del Doppler acústico y determina el flujo de fluido midiendo el cambio de frecuencia Doppler ultrasónico de los dispersores en fluidos no uniformes. Es adecuado para fluidos que contienen partículas suspendidas, burbujas y otros fluidos. Medición de flujo.

El método de correlación utiliza tecnología de correlación para medir el flujo. En principio, la precisión de la medición de este método no tiene nada que ver con la velocidad del sonido en el fluido y, por lo tanto, no tiene nada que ver con la temperatura y la concentración del fluido. Por lo tanto, la precisión de la medición es alta y el rango de aplicación es amplio. . Sin embargo, el correlador es caro y el circuito complejo. Esta deficiencia puede superarse tras la aplicación generalizada de los microprocesadores.

El principio del método de ruido (método de monitoreo) es que el ruido generado cuando el fluido fluye en la tubería está relacionado con el caudal del fluido, y el caudal o valor del flujo se expresa detectando el ruido. El método es sencillo y el equipo barato, pero la precisión es baja.

Cada uno de los métodos anteriores tiene sus propias características y debe seleccionarse de acuerdo con las propiedades del fluido a medir, la distribución de la velocidad del flujo, la ubicación de instalación de la tubería y los requisitos de precisión de la medición. En términos generales, en la producción industrial, dado que la temperatura del fluido de trabajo no se puede mantener constante, a menudo se utilizan el método de diferencia de frecuencia y el método de diferencia de tiempo. El método del tiempo de tránsito directo sólo se utiliza cuando el diámetro de la tubería es muy grande. El principio de selección del método de instalación del transductor es generalmente: cuando el fluido fluye paralelo al eje de la tubería, elija el método Z cuando la dirección del flujo no es paralela a la tubería de uranio o la posición de instalación de la tubería limita la distancia de instalación del; transductor, utilice el método V o el método X. Cuando la distribución del campo de flujo es desigual y la sección de tubería recta frente al medidor es corta, también se pueden usar canales múltiples (como canales dobles o cuatro canales) para superar el error de medición de flujo causado por la perturbación de la velocidad. El método Doppler es adecuado para medir el flujo de dos fases y puede evitar las desventajas de los instrumentos convencionales: bloqueados, desgastados y adheridos por partículas suspendidas o burbujas, por lo que se está desarrollando rápidamente. Con el desarrollo de la industria y el desarrollo del trabajo de ahorro de energía, se han abierto el transporte y la aplicación de combustibles de queroseno (COM) y lodo de carbón (CWM), así como el desarrollo de métodos de ahorro de energía, como la combustión de combustible y agua. amplias perspectivas para la aplicación de los medidores de flujo ultrasónicos Doppler.

Composición: Caudalímetro ultrasónico consta de transductor ultrasónico, circuito electrónico y sistema de visualización y acumulación de flujo. El circuito electrónico del medidor de flujo ultrasónico incluye circuitos de transmisión, recepción, procesamiento de señales y visualización. Los valores de caudal instantáneo y acumulado medidos se muestran de forma digital o analógica. El transductor transmisor de ultrasonidos convierte la energía eléctrica en energía ultrasónica y la emite al fluido que se está midiendo. La señal ultrasónica recibida por el receptor es amplificada por el circuito electrónico, convertida en una señal eléctrica que representa el caudal y enviada a la calculadora de pantalla para su visualización e integración.

De esta forma se realiza la detección y visualización del tráfico. Los transductores piezoeléctricos se utilizan comúnmente en medidores de flujo ultrasónicos. Utiliza el efecto piezoeléctrico de los materiales piezoeléctricos y utiliza un circuito de transmisión adecuado para agregar energía eléctrica al elemento piezoeléctrico del transductor transmisor para generar vibración ultrasónica. Las ondas ultrasónicas se inyectan en el fluido en un cierto ángulo y se propagan, y luego son recibidas por el transductor receptor y convertidas en energía eléctrica para su detección a través del elemento piezoeléctrico. Los transductores transmisores utilizan el efecto piezoeléctrico inverso de los elementos piezoeléctricos, mientras que los transductores receptores utilizan el efecto piezoeléctrico.

Ventajas: El caudalímetro ultrasónico es un instrumento sin contacto, adecuado para medir fluidos de difícil contacto y observación y grandes escurrimientos de tuberías. Se puede conectar con un medidor de nivel de agua para medir el flujo de agua abierta. El caudalímetro ultrasónico es un caudalímetro ideal para ahorrar energía porque no requiere la instalación de componentes de medición en el fluido, por lo que no cambiará el estado de flujo del fluido ni causará resistencia adicional, y la instalación y el mantenimiento del instrumento no afectarán la operación del oleoducto de producción. El caudalímetro ultrasónico Doppler puede medir el caudal de medios bifásicos, por lo que puede usarse para medir caudales sucios como alcantarillas y aguas residuales. En las centrales eléctricas, el uso de caudalímetros ultrasónicos portátiles para medir el escurrimiento de tuberías grandes, como el agua de entrada de la turbina y el agua circulante de la turbina, es mucho más conveniente que el tacómetro de tubo pitot anterior. El jugo de flujo ultrasónico también se puede utilizar para medir gases. El rango de diámetro de tubería aplicable es de 2 cm a 5 m, y se puede aplicar desde canales abiertos y alcantarillas de varios metros de ancho hasta ríos con un ancho de 500 mm.

4. Desventajas: El rango de temperatura del fluido medido está limitado principalmente por la resistencia a la temperatura del aluminio del transductor ultrasónico y el material de acoplamiento entre el transductor y la tubería. altas temperaturas Los datos están incompletos. Actualmente, nuestro país sólo puede medir fluidos por debajo de 200°C. Además, el circuito de medición del caudalímetro ultrasónico es más complicado que el del caudalímetro ordinario. Esto se debe a que en las mediciones industriales generales, la velocidad del líquido suele ser de varios metros por segundo y la velocidad de propagación de las ondas sonoras en el líquido es de aproximadamente 1500 m/s. El cambio máximo en la velocidad del sonido causado por cambios en la velocidad (caudal). del fluido medido también es del orden de 10-3. Si se requiere que la precisión de la medición de la velocidad sea del 1%, entonces la precisión de la medición de la velocidad del sonido debe ser del orden de 10-5 ~ 10-6, por lo que se debe utilizar un circuito de medición completo para lograrlo. Esta es la razón por la que los medidores de flujo ultrasónicos sólo pueden lograrse con el rápido desarrollo de la tecnología de circuitos integrados. Sólo pueden aplicarse en la práctica bajo la premisa del desarrollo.

Pasos de instalación del verbo (abreviatura de verbo) del caudalímetro ultrasónico

La instalación del superfluido puede seguir los siguientes pasos:

1: Observe si las tuberías en el El sitio de instalación cumple con los requisitos de distancia de 10D en el frente y 5D en la parte posterior de la sección de tubería recta y 30D desde la bomba. (d es el diámetro interior de la tubería)

2: Confirme el medio fluido en la tubería y si la tubería está llena.

Tres. Confirme el material y el espesor de la pared de la tubería (considere completamente el espesor de la escala en la pared interior de la tubería).

Cuatro: Confirmar la vida útil de la tubería. Cuando se utilizan tuberías de alrededor de 10, incluso si están hechas de acero al carbono, es mejor utilizar una instalación enchufable.

Cinco: Después de completar los primeros cuatro pasos, puedes confirmar qué sensor instalar.

Seis: comience a ingresar parámetros en el cuerpo del medidor para determinar la distancia de instalación.

Siete: Muy importante: medir con precisión la distancia de instalación.

(1) El tipo de clip externo puede instalar el sensor a cualquier distancia aproximada y luego ajustar continuamente el sensor móvil para lograr la relación de transmisión de la señal.

Mejor coincidencia

(2) Inserte una herramienta especial para medir la distancia entre los puntos de instalación en la tubería. Esto es muy importante y afecta directamente al instrumento.

Precisión de medición real, por lo que para una mayor precisión, es mejor realizar varias mediciones.

Ocho: Instale el sensor - depure la señal - resistente al agua - organice la línea de señal - limpie los materiales de desecho como los extremos de los cables en el sitio - complete la instalación - verifique y firme.

Verbos intransitivos Preguntas frecuentes en el uso de caudalímetros ultrasónicos:

1. Después de utilizar la sonda del caudalímetro ultrasónico durante un período de tiempo, aparecerán alarmas irregulares. Especialmente cuando hay muchas impurezas en el medio transportador, este problema será más común. Solución: Limpiar la sonda periódicamente (se recomienda una vez al año).

2. Cuando el medio de transmisión del caudalímetro ultrasónico contiene impurezas líquidas como agua, el tubo de presión del caudalímetro es propenso a la acumulación de líquido. Cuando la temperatura es baja, el tubo de presión se congelará y se bloqueará. especialmente en invierno de la región norte. Solución: Purgue la tubería de presión de plomo o agregue calefacción eléctrica.

Durante el proceso de propagación de las ondas ultrasónicas, su intensidad se atenuará debido a la obstrucción o absorción por parte del medio y las impurezas del medio. Tanto los medidores de flujo ultrasónicos como los medidores de nivel ultrasónicos tienen ciertos requisitos para la intensidad de las ondas sonoras, por lo que se deben suprimir varias atenuaciones.