Για έναυπερηχητικός μετρητής ροής χρόνου διέλευσης με σφιγκτήρα, η ισχύς του σήματος είναι μία από τις πιο χρήσιμες διαγνωστικές παραμέτρους. Ωστόσο, υπάρχει μια συνηθισμένη παρανόηση:

Η υψηλή ισχύς σήματος δεν σημαίνει απαραίτητα υψηλή ακρίβεια μέτρησης και η χαμηλή ισχύς σήματος δεν σημαίνει απαραίτητα ότι ο μετρητής ροής είναι ελαττωματικός.

Η ισχύς του σήματος μας λέει κυρίως πόσο αποτελεσματικά ταξιδεύει το υπερηχητικό σήμα μέσω του σωλήνα και του υγρού και πόσο καλά λαμβάνεται από τον αντίθετο μετατροπέα.

1. Τι είναι η ισχύς σήματος;

Με απλά λόγια,Η ισχύς του σήματος υποδεικνύει την ισχύ του υπερηχητικού σήματος που λαμβάνεται από το ροόμετρο.

Για έναν υπερηχητικό μετρητή ροής με σφιγκτήρα, η ακουστική διαδρομή είναι περίπου:

Μετατροπέας → Τοίχωμα Σωλήνα → Επένδυση → Υγρό → Επένδυση → Τοίχωμα Σωλήνα → Μετατροπέας

Ο πομπός παράγει ένα υπερηχητικό σήμα, το οποίο ταξιδεύει μέσα από το τοίχωμα του σωλήνα και το υγρό πριν φτάσει στον μορφοτροπέα λήψης.

Εάν η ακουστική ενέργεια μεταδίδεται με σχετικά μικρή απώλεια, το λαμβανόμενο σήμα θα είναι ισχυρότερο. Εάν το σήμα παρουσιάσει σημαντική εξασθένηση, ανάκλαση ή σκέδαση, το λαμβανόμενο σήμα θα γίνει ασθενέστερο.

2. Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν την ισχύ του σήματος;

Αρκετοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά το λαμβανόμενο υπερηχητικό σήμα.

2.1 Υλικό σωλήνα

Τα διαφορετικά υλικά σωλήνων έχουν διαφορετικές ακουστικές ιδιότητες.

Συνηθισμένα παραδείγματα περιλαμβάνουν:

• Χάλυβας άνθρακα
• Ανοξείδωτο ατσάλι
• Χυτοσίδηρος
• PVC
• HDPE
• Σωλήνας με επένδυση τσιμέντου

Η υπερηχητική ενέργεια συμπεριφέρεται διαφορετικά όταν διέρχεται από διαφορετικά υλικά. Επομένως, το ίδιο ροόμετρο μπορεί να εμφανίζει διαφορετική ισχύ σήματος όταν εγκαθίσταται σε διαφορετικούς τύπους σωλήνων.

2.2 Πάχος τοιχώματος σωλήνα

Το πάχος του τοιχώματος του σωλήνα είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τη μέτρηση της ροής με υπερήχους με σφιγκτήρα.

Γενικά, όσο παχύτερο είναι το τοίχωμα του σωλήνα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα υλικού που πρέπει να διέλθει το υπερηχητικό σήμα, γεγονός που μπορεί να αυξήσει την ακουστική εξασθένηση.

Αυτό μπορεί να γίνει ιδιαίτερα σημαντικό για:

Σωλήνες μεγάλης διαμέτρου, με παχύ τοίχωμα

Επομένως, το μέγεθος του σωλήνα από μόνο του δεν επαρκεί για την επιλογή ενός υπερηχητικού μετρητή ροής.

Για παράδειγμα, αντί να παρέχετε μόνο:

Μέγεθος σωλήνα: DN500

είναι πολύ πιο χρήσιμο να παρέχουμε:

Υλικό σωλήνα + Εξωτερική διάμετρος + Πάχος τοιχώματος + Υλικό επένδυσης

2.3 Επένδυση σωλήνων

Η επένδυση των σωλήνων μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στην ισχύ του σήματος.

Τα συνηθισμένα υλικά επένδυσης περιλαμβάνουν:

• PTFE
• Καουτσούκ
• Τσιμέντο
• Εποξειδική
• Πλαστική ύλη

Το υπερηχητικό σήμα μπορεί να χρειαστεί να περάσει από:

Μετατροπέας → Τοίχωμα Σωλήνα → Επένδυση → Υγρό

Εάν οι ακουστικές ιδιότητες της επένδυσης διαφέρουν σημαντικά από εκείνες του σωλήνα και του υγρού, ενδέχεται να προκύψουν πρόσθετες ακουστικές απώλειες.

Επομένως, το να γνωρίζουμε ότι ένας σωλήνας είναι «χάλυβας» δεν είναι πάντα αρκετό. Θα πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη ο τύπος και το πάχος της εσωτερικής επένδυσης.

3. Γιατί οι φυσαλίδες αέρα μειώνουν την ισχύ του σήματος;

Οι φυσαλίδες αέρα είναι μια από τις πιο συχνές αιτίες ασθενών ή ασταθών υπερηχητικών σημάτων.

Επειδή το αέριο και το υγρό έχουν πολύ διαφορετικές ακουστικές ιδιότητες, οι φυσαλίδες μπορούν να διασκορπιστούν και να ανακλάσουν τα υπερηχητικά κύματα.

Χωρίς σημαντικές φυσαλίδες αέρα:

Υπερηχητικό σήμα → Υγρό → Μετατροπέας λήψης

Με φυσαλίδες αέρα:

Υπερηχητικό σήμα → Φυσαλίδες → Σκέδαση/Αντανάκλαση → Απώλεια ενέργειας → Ασθενέστερο λαμβανόμενο σήμα

Ως αποτέλεσμα, οι υπερβολικές φυσαλίδες αέρα μπορεί να προκαλέσουν:

• Μειωμένη ισχύς σήματος
• Ασταθείς μετρήσεις ροής
• Διαλείπουσα απώλεια σήματος
• Κακή σταθερότητα μέτρησης

Επομένως, όταν η ισχύς του σήματος μειώνεται ξαφνικά, ο μηχανικός δεν θα πρέπει μόνο να ελέγξει τους μετατροπείς αλλά και να διερευνήσει εάν υπάρχει αέρας στον σωλήνα.

4. Η σύνδεση του μετατροπέα είναι επίσης κρίσιμη

Για έναν υπερηχητικό μετρητή ροής με σφιγκτήρα, ο μετατροπέας δεν έρχεται σε άμεση επαφή με το υγρό. Το υπερηχητικό σήμα πρέπει να διέρχεται από το τοίχωμα του σωλήνα.

Η διαδρομή σύνδεσης μπορεί να απλοποιηθεί ως εξής:

Μετατροπέας → Σύνθετο Σύνδεσμο → Τοίχωμα Σωλήνα

Η κακή σύζευξη μπορεί να μειώσει σημαντικά την ισχύ του σήματος.

Τυπικές αιτίες περιλαμβάνουν:

• Ανεπαρκής ένωση σύζευξης
• Ανομοιόμορφη σύζευξη
• Σκουριά ή διάβρωση στην επιφάνεια του σωλήνα
• Παχύ χρώμα ή επίστρωση
• Τραχιά επιφάνεια σωλήνα
• Χαλαροί μετατροπείς
• Μετατροπείς που έχουν μετατοπιστεί από την αρχική τους θέση

Η σωστή προετοιμασία της επιφάνειας και η καλή μηχανική επαφή μεταξύ του μορφοτροπέα και του σωλήνα είναι επομένως απαραίτητα για την αξιόπιστη μετάδοση υπερήχων.

5. Η υψηλή ισχύς σήματος σημαίνει υψηλή ακρίβεια;

Όχι απαραίτητα.

Αυτό είναι ένα από τα πιο σημαντικά σημεία που πρέπει να κατανοήσουμε.

Η ισχύς του σήματος μας λέει κυρίως:

«Μπορεί ο μετρητής ροής να λάβει ένα αρκετά ισχυρό υπερηχητικό σήμα;»

Η ακρίβεια μέτρησης, από την άλλη πλευρά, ζητά:

«Πόσο κοντά είναι ο μετρούμενος ρυθμός ροής στον πραγματικό ρυθμό ροής;»

Αυτά είναι δύο διαφορετικά πράγματα.

Για παράδειγμα:

Περίπτωση Α

Ισχύς σήματος: Υψηλή

Αλλά οι μετατροπείς είναι εγκατεστημένοι σε κακή θέση και το προφίλ ροής είναι σημαντικά παραμορφωμένο.

→ Το σήμα μπορεί να είναι ισχυρό, αλλά η μέτρηση μπορεί να έχει σφάλμα.

Περίπτωση Β

Ισχύς σήματος: Μέτρια

Αλλά οι μετατροπείς είναι σωστά εγκατεστημένοι, οι συνθήκες των σωλήνων είναι κατάλληλες και το σήμα είναι σταθερό.

→ Ο μετρητής ροής ενδέχεται να εξακολουθεί να επιτυγχάνει καλή απόδοση μέτρησης.

Επομένως:

Υψηλή Ισχύς Σήματος ≠ Υψηλή Ακρίβεια

6. Πόσο χαμηλό είναι πολύ χαμηλό;

Δεν υπάρχει καθολική τιμή ισχύος σήματος που να μπορεί να εφαρμοστεί σε κάθε υπερηχητικό ροόμετρο.

Διαφορετικοί κατασκευαστές ενδέχεται να ορίζουν και να εμφανίζουν την ισχύ του σήματος διαφορετικά, για παράδειγμα:

• Ισχύς σήματος %
• Ισχύς σήματος σε dB
• Ποιότητα σήματος
• SNR
• Επίπεδο λαμβανόμενου σήματος

Αυτές οι παράμετροι είναι σχετικές, αλλά είναιδεν είναι απαραίτητα άμεσα συγκρίσιμο μεταξύ διαφορετικών κατασκευαστών ή μοντέλων.

Για ένα συγκεκριμένο ροόμετρο, θα πρέπει να χρησιμοποιείται ως αναφορά το εγχειρίδιο του κατασκευαστή και ο εσωτερικός ορισμός του οργάνου.

7. Ισχύς σήματος έναντι SNR

Για μια πιο προηγμένη κατανόηση, είναι επίσης σημαντικό να διακρίνουμεΙσχύς σήματοςαπόSNR (Λόγος σήματος προς θόρυβο).

Ισχύς σήματοςπεριγράφει κυρίως:

Πόσο ισχυρό είναι το λαμβανόμενο υπερηχητικό σήμα.

SNRπεριγράφει:

Πόσο ισχυρό είναι το χρήσιμο σήμα σε σχέση με τον θόρυβο υποβάθρου.

Για παράδειγμα, ο μετρητής ροής μπορεί να λαμβάνει ένα σχετικά ισχυρό σήμα, αλλά αν ο ηλεκτρικός ή μηχανικός θόρυβος είναι επίσης υψηλός, το SNR μπορεί να εξακολουθεί να είναι χαμηλό.

Επομένως, όταν το όργανο παρέχει παραμέτρους όπως:

Ισχύς σήματος + SNR + Ποιότητα σήματος

Ιδανικά, θα πρέπει να αξιολογούνται μαζί.

8. Πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ισχύς σήματος για την αντιμετώπιση προβλημάτων;

Μια πρακτική προσέγγιση αντιμετώπισης προβλημάτων είναι να παρατηρήσετε τόσο ταεπίπεδο και σταθερότητατου σήματος.

Σταθερό και σχετικά ισχυρό σήμα

Αυτό γενικά υποδεικνύει ότι:

• Οι μετατροπείς είναι καλά συνδεδεμένοι
• Η ακουστική διαδρομή είναι αποδεκτή
• Το σήμα λήψης είναι σταθερό

Ωστόσο, η ακρίβεια των μετρήσεων πρέπει να αξιολογείται ξεχωριστά.

Πολύ ασθενές σήμα

Ελέγξτε τα εξής:

1. Εγκατάσταση μετατροπέα
2. Σύνθετο υλικό σύζευξης
3. Κατάσταση επιφάνειας σωλήνα
4. Πάχος τοιχώματος σωλήνα
5. Επένδυση σωλήνων
6. Φυσαλίδες αέρα
7. Εάν ο σωλήνας είναι εντελώς γεμάτος
8. Απόσταση μετατροπέων
9. Επιλογή μετατροπέα
10. Παράμετροι σωλήνα και υγρού που εισάγονται στο ροόμετρο

Η ισχύς του σήματος μειώνεται ξαφνικά

Δώστε ιδιαίτερη προσοχή σε:

• Φυσαλίδες αέρα που εισέρχονται στον σωλήνα
• Χαλαροί μετατροπείς
• Φθαρμένη σύζευξη
• Αλλαγές στις συνθήκες λειτουργίας
• Σημαντικές αλλαγές στη θερμοκρασία του υγρού
• Δόνηση σωλήνων

9. Η ισχύς του σήματος είναι περισσότερο ένας δείκτης ακουστικής υγείας

Τελικά,Η ισχύς του σήματος θα πρέπει να θεωρείται ως ακουστικός διαγνωστικός δείκτης και όχι ως άμεσος δείκτης ακρίβειας.

Βοηθά στην απάντηση της ερώτησης:

«Το υπερηχητικό σήμα ταξιδεύει μέσω του σωλήνα και του υγρού και λαμβάνεται σωστά;»

Δεν απαντά από μόνο του:

«Είναι ακριβής η μέτρηση ροής;»

Μια σωστή αξιολόγηση θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη πολλούς παράγοντες:

Ισχύς σήματος + SNR/Ποιότητα σήματος + Εγκατάσταση μετατροπέα + Κατάσταση σωλήνα + Κατάσταση υγρού + Προφίλ ροής + Βαθμονόμηση

Επομένως, σε πρακτικές εφαρμογές μηχανικής,Η ισχύς του σήματος είναι κυρίως χρήσιμη για την επαλήθευση εγκατάστασης, την αντιμετώπιση προβλημάτων και την παρακολούθηση της ακουστικής κατάστασης του συστήματος μέτρησης—όχι ως αυτόνομη προδιαγραφή για την ακρίβεια των μετρήσεων.