เครื่องวัดอัตราการไหลอัลตราโซนิกแบบหลายเส้นทางคืออะไร?
หลายเส้นทางเครื่องวัดอัตราการไหลล้ำเสียงเป็นเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูง-ซึ่งวัดการไหลของของไหลโดยใช้หลักการแพร่กระจายของคลื่นเสียง เมื่อเปรียบเทียบกับมิเตอร์วัดการไหลแบบเส้นทางเดียว- การออกแบบหลายเส้นทางจะปรับปรุงความแม่นยำในการวัดและความเร็วในการตอบสนองโดยใช้เส้นทางเสียงหลายเส้นทาง ที่การออกแบบโครงสร้างของท่อวัดเป็นปัจจัยสำคัญในการรับประกันประสิทธิภาพของเครื่องวัดการไหล
การออกแบบโครงสร้างของเครื่องวัดอัตราการไหลอัลตราโซนิกแบบหลายเส้นทาง
เมื่อออกแบบท่อตรวจวัดของเครื่องวัดอัตราการไหลอัลตราโซนิกแบบหลายเส้นทาง จะต้องพิจารณาหลักการพื้นฐานสามประการต่อไปนี้ก่อน:
ความสม่ำเสมอของการไหล
การออกแบบท่อต้องรับประกันการไหลของของไหลที่สม่ำเสมอและหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการวัดที่เกิดจากความปั่นป่วนในพื้นที่หรือการไหลไม่สม่ำเสมอ-
ลักษณะการแพร่กระจายคลื่นเสียง
การออกแบบท่อต้องให้แน่ใจว่าคลื่นเสียงสามารถแพร่กระจายได้อย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งท่อ และลดการลดทอนหรือการรบกวนที่เกิดจากผนังท่อ คุณสมบัติของของไหล หรือปัจจัยอื่น ๆ ที่ส่งผลต่อการแพร่กระจายของเสียง
การจัดเรียงเซ็นเซอร์
ตำแหน่งและเค้าโครงของเครื่องส่งสัญญาณและเครื่องรับเสียงต้องได้รับการจัดเรียงอย่างสมเหตุสมผลเพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลการวัดที่แม่นยำ
เป็นที่น่าสังเกตว่ารูปทรงเรขาคณิตและขนาดของท่อมีผลกระทบโดยตรงต่อการแพร่กระจายของคลื่นเสียง การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางท่อต้องขึ้นอยู่กับแรงดันที่กำหนด แรงดันการออกแบบของตัวกลาง อุณหภูมิปานกลาง ช่วงการไหล และช่วงประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุดของเครื่องวัดการไหล เส้นผ่านศูนย์กลางของท่อที่ใหญ่ขึ้นสามารถลดการรบกวนการไหลของของไหลได้ แต่สามารถนำไปสู่การลดทอนเสียงที่มากขึ้น โดยทั่วไป ควรเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของท่ออย่างสมเหตุสมผลตามอัตราการไหลของของไหลและความเร็ว
สังเกต
ความยาวของท่อมีอิทธิพลสำคัญต่อความสม่ำเสมอของการไหล โดยทั่วไป ความยาวท่อควรยาวเพียงพอเพื่อให้ของไหลพัฒนาไปสู่การไหลที่มีความเสถียรเต็มที่ ซึ่งจะช่วยลดอิทธิพลของการรบกวนทางเข้าและทางออกต่อการวัด
ขนาดของเครื่องวัดการไหลแบบอัลตราโซนิกแบบหลายเส้นทาง
ข้อกำหนดด้านมิติประกอบด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางปกติ DN (มม.) ความยาว L (มม.) ความสูง H (มม.) ความกว้าง D (มม.) เส้นผ่านศูนย์กลางทางเดินไหลภายใน φd (มม.) และเส้นผ่านศูนย์กลางรูโบลต์ φn เครื่องวัดอัตราการไหลใช้การเชื่อมต่อแบบแปลน และขนาดหน้าแปลนเป็นไปตาม GB/T 9124.1-2019 หน้าแปลนท่อเหล็ก ส่วนที่ 1: ซีรี่ส์ PN
หลักการทำงานของเครื่องวัดการไหลแบบอัลตราโซนิกนี้ใช้เทคโนโลยีการออกแบบป้องกันเสียงรบกวน-สูง และติดตั้งมาพร้อมกับ-สารปรับสภาพการไหลแบบแผ่นสามขั้นตอน-ในตัวหรือสารปรับสภาพการไหลที่มีโครงสร้างอื่นๆ - ในตัว ความยาวท่อตรงต้นน้ำและปลายน้ำที่ต้องการของเครื่องวัดอัตราการไหลอัลตราโซนิคจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่แสดงในรูป
ข้อกำหนดความยาวท่อตรง
สำหรับเครื่องวัดการไหลของก๊าซอัลตราโซนิกทิศทางเดียว (พร้อม-ตัวปรับสภาพการไหลในตัว) ตามแนวทิศทางการไหล ความยาวท่อตรงต้นน้ำจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 5D และความยาวท่อตรงปลายน้ำจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 3D
สำหรับเครื่องวัดการไหลของก๊าซอัลตราโซนิกทิศทางเดียว (ไม่มี-ในตัวปรับสภาพการไหล) ตามแนวทิศทางการไหล ความยาวท่อตรงต้นน้ำจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 10D และความยาวท่อตรงปลายน้ำจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 5D
สำหรับกเครื่องวัดอัตราการไหลอัลตราโซนิคแบบสองทิศทาง(ชนิดสองทิศทางที่ไม่มี-ในตัวปรับสภาพการไหล) ตามแนวทิศทางการไหล ความยาวท่อตรงต้นน้ำที่แนะนำจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 10D และความยาวท่อตรงปลายน้ำจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 10D
สำหรับเครื่องวัดอัตราการไหลอัลตราโซนิกแบบสองทิศทาง (แบบสองทิศทางที่มี-ตัวปรับสภาพการไหลในตัว) ตามแนวทิศทางการไหล ความยาวท่อตรงต้นน้ำที่แนะนำจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 5D และความยาวของท่อตรงปลายน้ำจะต้องมากกว่าหรือเท่ากับ 5D
นอกเหนือจากการพิจารณาขนาดโครงสร้างภายนอกแล้ว การเลือกวัสดุท่อวัดยังมีความสำคัญต่อการแพร่กระจายของคลื่นเสียงและการไหลของของไหลอีกด้วย วัสดุท่อจะต้องมีคุณสมบัติการดูดซับเสียงต่ำ เพื่อลดการลดทอนสัญญาณที่เกิดจากการดูดซับวัสดุระหว่างการแพร่กระจายของคลื่น วัสดุทั่วไปได้แก่ สเตนเลส พลาสติกชนิดพิเศษ และวัสดุคอมโพสิต การเลือกใช้วัสดุต้องเข้ากันได้กับตัวกลางของของไหลเพื่อป้องกันการกัดกร่อนหรือปฏิกิริยาทางเคมีในระหว่างการใช้งานระยะยาว- สำหรับของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง โดยปกติแล้วจะเลือกใช้เหล็กกล้าไร้สนิมหรือโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน- ควรพิจารณาปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ความชื้น แรงดันสูง และแรงดันต่ำเมื่อเลือกวัสดุ
Multipath ของการใช้งานเครื่องวัดการไหลแบบอัลตราโซนิก
เครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซอัลตราโซนิกแบบหลายเส้นทางส่วนใหญ่ประกอบด้วยเซ็นเซอร์อัลตราโซนิคสำหรับการส่งและรับสัญญาณเสียง การกำหนดค่าเส้นทางเสียงแบบสมมาตร ข้าม หรือวงแหวน อะแดปเตอร์ไปป์ที่ยึดเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเข้ากับท่อ และหน่วยประมวลผลสัญญาณที่รับผิดชอบในการประมวลผลสัญญาณเสียงที่ได้รับจากเซ็นเซอร์ หน่วยประมวลผลสัญญาณประกอบด้วยเครื่องขยายสัญญาณ ตัวกรอง ตัวแปลงแอนะล็อก-เป็น- และส่วนประกอบอื่นๆ ซึ่งแปลงสัญญาณแอนะล็อกเป็นสัญญาณดิจิทัลและคำนวณความเร็วการไหล
วิธีการวางท่อทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิก
มีหลายวิธีในการจัดเส้นทางอะคูสติกของเครื่องวัดการไหลของท่ออัลตราโซนิกในท่อวัด ส่วนใหญ่รวมถึงการจัดเรียงแบบขนาน การจัดเรียงแบบขนาน/ข้าม การจัดเรียงแบบขวาง และการจัดเรียงเครือข่าย ดังแสดงในรูป
การจัดเรียงแบบขนานสามารถสะท้อนการกระจายความเร็วในท่อได้อย่างเต็มที่ การจัดเรียงแบบข้ามสามารถลดข้อผิดพลาดของระบบได้โดยการเปรียบเทียบความเร็วการไหลที่วัดโดยเส้นทางเสียงแบบตัดกันสองเส้นทาง ดังนั้นการเตรียมการทั้งสองนี้จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในทางปฏิบัติ การจัดเรียงเครือข่ายจะเพิ่มระยะการแพร่กระจายของเสียงผ่านการสะท้อนและสามารถสะท้อนการกระจายความเร็วในท่อได้อย่างเต็มที่ อย่างไรก็ตาม การลดทอนสัญญาณมีความรุนแรงมาก ดังนั้นจึงมักใช้ในการวิจัยเชิงทดลองในห้องปฏิบัติการ ปัจจุบันการจัดเรียงแบบขนานและแบบไขว้เป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุดในระดับสากล
เป้าหมายสูงสุดคือการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องวัดอัตราการไหลโดยไม่คำนึงถึงการจัดเตรียมที่เลือก ตำแหน่งของทางเดินเสียงและค่าสัมประสิทธิ์การถ่วงน้ำหนักของแต่ละเส้นทางมีผลกระทบโดยตรงต่อความแม่นยำของการวัดการไหลของของไหลในท่อ เพื่อตรวจสอบเค้าโครงเส้นทางเสียงและการกระจายน้ำหนักที่เหมาะสมที่สุด นักวิจัยจำนวนมากได้ทำการศึกษาและเสนอชุดวิธีการฟิวชั่นข้อมูล เช่น อัลกอริธึมโครงข่ายประสาทเทียมและอัลกอริธึมทางพันธุกรรม อย่างไรก็ตาม วิธีการใหม่เหล่านี้ส่วนใหญ่ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยเชิงทฤษฎี ในปัจจุบัน รูปแบบเค้าโครงเส้นทางอะคูสติกที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ รูปแบบ Gaussian–Legendre, Chebyshev, Tailored และ OWICS ในแต่ละโครงร่าง ตำแหน่งสัมพัทธ์ของเส้นทางเสียงและค่าสัมประสิทธิ์การถ่วงน้ำหนักจะคงที่และสามารถหาได้จากตารางการค้นหา โครงร่างเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ดีในการวัดการไหลของก๊าซแบบหลายเส้นทาง
บทความที่เกี่ยวข้อง
เริ่มต้นการเดินทางการอ่านของคุณตอนนี้!
