Как работает ультразвуковой расходомер

Датчики излучают и принимают акустические сигналы (ультразвуковые волны) в ультразвуковом диапазоне. Расстояние между датчиками (пройденное расстояние) в основном известно. Скорость звука в воздухе около 340 м/с. Если между датчиками все еще есть среда, скорость звука меняется, например, 1500 м/с в воде. Звуку по-прежнему требуется одинаковое количество времени в обоих направлениях для прохождения между датчиками. Если среда начинает двигаться, время прохождения звуковых волн уменьшается вместе с потоком. Для звуковых волн, идущих против потока, она возрастает. Разница во времени прохождения преобразуется в расход с помощью электроники, отображается и выводится как сигнал для дальнейшей обработки.

 

Ультразвуковые расходомеры: принцип работы

Ультразвуковые расходомеры основаны на измерении разности времен прохождения импульсов ультразвукового колебания по направлению движения потока и против него. Возбуждение импульсов производится пьезоэлектрическими преобразователями, которые работают попеременно в режиме приемник-излучатель и устанавлены в приборе относительно сечения потока. Когда среда покоится, времена распространения обоих сигналов одинаковы. Если среда движется, время распространения сигнала против течения больше, чем у сигнала по течению. Эта разница во времени прохождения пропорциональна скорости потока и выводится как измеренное значение на электронный блок.

 

Какие преимущества дает ультразвуковой расходомер?

Ультразвуковые расходомеры имеют много преимуществ: они не имеют механических частей, которые могут изнашиваться. Они практически не требуют технического обслуживания и имеют низкие эксплуатационные расходы. Они предлагают большой диапазон измерения. Они измеряют непроводящие среды и являются отличным дополнением к электромагнитным расходомерам. Как правило, расходомеры имеют высокую точность и могут измерять более точно, чем другие расходомеры при низких скоростях потока. Ультразвуковые расходомеры не вызывают больших падений давления в трубопроводных системах. Их можно использовать для различных водоподобных и вязких сред.

 

Ультразвуковой расходомер: преимущества и недостатки

Преимущества:	Не изнашиваются Большой диапазон измерения Могут использоваться для непроводящих сред
Недостатки:	Дороже, чем механические расходомеры Необходимы более длинные прямые участки на входе и выходе Среда должна быть способна пропускать ультразвуковые волны и быть однородной.

Каковы недостатки ультразвуковых расходомеров?

Ультразвуковые расходомеры, как и любое высокотехнологичное устройство, также имеют ограничения. Более высокая точность и надежность по сравнению с другими технологиями отражаются на цене покупки. Из-за компактной конструкции их ремонт в случае повреждения обходится дороже. Для них требуется однородная среда и прямые участки трубопровода (вход, выход), чтобы обеспечить профиль потока, соответствующий ультразвуковому принципу работы. Они не работают с жидкостями, не пропускающими ультразвуковые волны, такими как тяжелые шламы. Наконец, точность ультразвуковых расходомеров может быть нарушена при очень низких скоростях потока.

 

Типы установки ультразвукового расходомера

В линию

Интегрирован в технологический трубопровод
Экономичный для небольших труб
Отличная альтернатива магнитным счетчикам для непроводящих сред

 

С накладными датчиками

Значительная экономия затрат при больших диаметрах труб
Для установки не требуется ввод в трубу
Портативный или стационарный

 

В чем принципиальные отличия конструкций?

Когда говорят об ультразвуковых расходомерах, обычно имеют в виду переносные накладные версии (обозначение модели Kobold: DUC), которые имеют ряд преимуществ по сравнению со стационарно устанавливаемыми встроенными версиями (обозначение модели Kobold: DUK). Хотя накладные модели сами по себе не являются новой разработкой,  в настоящее время они приобрели большое значение. Поскольку их можно временно установить во время измерения, а затем снова демонтировать, они считаются чрезвычайно гибкими. Другими областями применения  накладных версий являются такие области, как очистка сточных вод, теплотехника, портовая техника (погрузка и разгрузка судов).

 

Что нужно учитывать при установке ультразвуковых расходомеров?

Следуйте инструкциям производителя в технической документации. Следующая информация может дать только приблизительный обзор для принятия решений о покупке и планировании.

 

 

Установка наконечников для встроенных ультразвуковых расходомеров

Установка сверху вниз

Для встроенных ультразвуковых расходомеров требуются  прямые участки на входе 10 Ду и на выходе  10 ДУ.

Минимизация пузырьков газа и отложений

 

 

Процесс установки накладных ультразвуковых расходомеров

1. Выберите правильную ориентацию и место для установки датчиков.

2. Установите параметры вашей трубы в электронике.

3. Установите датчики, используя правильное расстояние и соединение.

4. При необходимости установите нулевую точку.

5. Запустите систему для измерения

 

 

Установочные элементы для накладных ультразвуковых расходомеров

Соединительная фольга и гель

 

Горизонтальный угол установки

 

                                                                            Монтажное расстояние

 

Кто изобрел ультразвуковой расходомер?

Японский физик Шигео Сатомура впервые применил ультразвук в промышленных целях в 1955 году, что положило начало триумфальному продвижению этой новой технологии. В 1959 году он был первым ученым, который провел медицинские анализы с помощью ультразвука; сначала он исследовал поведение потока человеческой крови в венах и артериях, используя эффект Доплера. Позже началась интеграция мощной электроники, а вместе с ней и межотраслевое распространение.

 

Где применяются ультразвуковые расходомеры на электростанциях?

Ультразвуковые расходомеры используются в основных и вспомогательных контурах охлаждения, а также в централизованном теплоснабжении, для защиты насосов, для измерения конденсата и питательной воды.

 

Где ультразвуковые расходомеры используются в управлении водными ресурсами?

Ультразвуковые расходомеры используются в управлении сточными водами (очистные сооружения), в сетях питьевого водоснабжения, для обнаружения утечек и измерения расхода.

 

Где ультразвуковые расходомеры используются в управлении объектами?

Ультразвуковые расходомеры используются в системах охлаждения, кондиционирования воздуха и оптимизации энергопотребления.

 

Где применяются ультразвуковые расходомеры в химии?

Ультразвуковые расходомеры применяются также в нефтехимической промышленности (сырая нефть, светлая нефть), при работе с агрессивными и токсичными средами, при измерении технической и сточной воды.

 

Где применяются ультразвуковые расходомеры в пищевой промышленности?

Ультразвуковые расходомеры используются в производстве напитков для обеспечения гигиенически безупречной среды и измерения количества тепла.

 

До каких скоростей потока используются ультразвуковые расходомеры?

Портативный накладной ультразвуковой расходомер (название модели в Kobold: DUC) может измерять скорость потока до 30 м/с.

 

Существуют ли какие-либо другие методы измерения, кроме метода разницы времени выполнения?

В первые годы ультразвуковых измерений использование эффекта Доплера было очень распространенным явлением. Сегодня этот метод измерения используется только в нишевых областях, например, в медицине или радиолокационных измерениях.

 

Насколько точны ультразвуковые расходомеры?

По сравнению с технологиями, использующими другие принципы работы, ультразвуковые расходомеры обеспечивают неизменно превосходную точность. Стационарно установленный встроенный ультразвуковой расходомер (обозначение модели Kobold: DUK) обеспечивает точность измерения 0,7 % от показаний + 0,7 % от полной шкалы. Ультразвуковые расходомеры имеют очень широкий динамический диапазон, который правильно отражает широкий диапазон расходов в пределах одного расходомера. Например, наш встроенный ультразвуковой расходомер DUK обеспечивает один из лучших в отрасли диапазонов измерений (диапазон динамического диапазона) 250:1. Портативный накладной ультразвуковой расходомер (обозначение модели Kobold: DUC) обеспечивает точность измерения 1% от показаний.

 

Насколько быстры ультразвуковые расходомеры?

Стационарно установленный ультразвуковой расходомер (обозначение модели в Kobold: DUK) обеспечивает время отклика менее одной секунды.

 

До каких размеров работают ультразвуковые расходомеры?

Портативный накладной ультразвуковой расходомер (обозначение модели в Kobold: DUC) подходит для номинальных размеров труб до DN 6000.

 

Могу ли я также использовать ультразвуковой расходомер для различных сред?

Стационарный ультразвуковой расходомер (обозначение модели на Kobold: DUK) стандартно настроен на воду. Благодаря новой дополнительной опции C3T0 от Kobold файл с новыми мультимедийными данными можно легко загрузить в компактную электронику через USB-кабель.

 

Какие выходы имеют ультразвуковые расходомеры?

Стационарный ультразвуковой расходомер (обозначение модели на Kobold: DUK) может быть оснащен переключающим, частотным или аналоговым выходом. Кроме того, доступна компактная электроника, которая включает в себя цифровой дисплей, коммутационный и аналоговый выход. Портативный накладной ультразвуковой расходомер (обозначение модели на Kobold: DUC) имеет выходы 2x 4 - 20 мА, импульсный, micro USB, реле, RS232, RS485, счетчик.

 

Какие языки отображаются на дисплее портативного накладного ультразвукового расходомера (обозначение модели Kobold: DUC)?

Помимо немецкого доступны языковые пакеты на английском, французском, русском или китайском языках.

 

Мне нужен инженер для подбора портативного накладного ультразвукового расходомера (обозначение модели в Kobold: DUC)? Можете ли вы отправить инженера на наш сайт?

Мы рады помочь и проконсультировать вас! Посетите наш веб-сайт www.kobold.com. Позвоните нам или отправьте нам электронное письмо.

 

Какие соединения имеют ультразвуковые расходомеры?

Стационарный встроенный ультразвуковой расходомер (обозначение модели в Kobold: DUK) доступен с дюймовыми соединениями G1/2 G3/4 G1 G1½ G2 G3 и NPT IG по запросу заказчика.

 

Для каких температур подходят ультразвуковые расходомеры?

Стационарно установленный встроенный ультразвуковой расходомер (обозначение модели в Kobold: DUK) расчитан на температуру среды от -20 до +90 °C. Устройство работает при температуре окружающей среды от -20 до +70 °C. Портативный накладной ультразвуковой расходомер (обозначение модели на Kobold: DUC) работает при температуре окружающей среды от -40 до +150 °C.

 

Для каких давлений подходят ультразвуковые расходомеры?

Стационарно установленный ультразвуковой расходомер (обозначение модели в Kobold: DUK) требует давления среды от 0 до 16 бар. Поскольку переносной накладной ультразвуковой расходомер (обозначение модели в Kobold: DUC) просто устанавливается на существующую трубу, DUC не имеет ограничений по давлению.

 

Какой IP-код (код защиты от проникновения) имеют ультразвуковые расходомеры?

Стационарно установленный ультразвуковой расходомер (обозначение модели на Kobold: DUK) имеет класс защиты IP 65, т.е. он пыленепроницаем и защищен от воды. Ультразвуковые преобразователи портативного накладного ультразвукового расходомера (обозначение модели на Kobold: DUC) имеют класс защиты IP 68, т.е. они пыленепроницаемы и защищены от постоянного погружения в воду.

 

Какие потери давления создают ультразвуковые расходомеры?

Стационарно установленный ультразвуковой расходомер (обозначение модели в Kobold: DUK) создает максимальную потерю давления 150 мбар. Поскольку переносной накладной ультразвуковой расходомер (обозначение модели в Kobold: DUC) просто устанавливается на существующую трубу, DUC не создает потерь давления.

 

Из каких материалов изготавливают ультразвуковые расходомеры?

Стационарно устанавливаемый ультразвуковой расходомер (обозначение модели на Kobold: DUK) изготавливается из латуни или нержавеющей стали по требованию заказчика.

 

Как выбрать ультразвуковой расходомер?

Будем рады помочь и проконсультировать вас в выборе! Посетите наш веб-сайт www.kobold.com. Позвоните нам или отправьте нам электронное письмо.

 

Одобрены ли ультразвуковые расходомеры ATEX для использования во взрывоопасных зонах?

Допуск ATEX можно выбрать в качестве опции. Позвоните нам или отправьте нам электронное письмо.

 

Мне срочно нужна техническая помощь. Как я могу связаться с вами?

Мы здесь, чтобы помочь! Позвоните нам или отправьте нам электронное письмо.