หากคุณเคยใช้เวลาไปกับสิ่งอำนวยความสะดวกในการวัดก๊าซ-หรือเพียงแค่เปิดดูแค็ตตาล็อกทางเทคนิค- คุณอาจสะดุดกับคำว่า "เครื่องวัดอัตราการไหลอัลตราโซนิกหลายเส้นทาง" ฟังดูแปลกตา และจริงๆ แล้วมันก็เป็นเช่นนั้น
แต่ประเด็นสำคัญคือ แนวคิดพื้นฐานไม่ได้ซับซ้อนขนาดนั้นเมื่อคุณตัดศัพท์เฉพาะออกไปแล้ว
แนวคิดหลัก (โดยไม่ต้องไร้สาระในตำราเรียน)
เครื่องวัดอัตราการไหลอัลตราโซนิกแบบหลายเส้นทางจะวัดความเร็วของก๊าซโดยการยิงสัญญาณอัลตราโซนิกผ่านท่อผ่านหลายเส้นทาง-หรือ "ช่อง" ตามที่วิศวกรชอบเรียกสิ่งนี้ แต่ละช่องช่วยให้คุณอ่านความเร็วได้ที่คอร์ดที่แตกต่างกันของหน้าตัดของไปป์- คุณเฉลี่ยการอ่านเหล่านั้นรวมกัน ถ่วงน้ำหนักอย่างเหมาะสม และบูม: คุณได้รับค่าประมาณที่เหมาะสมว่าก๊าซเคลื่อนที่ผ่านท่อนั้นเร็วแค่ไหน
เครื่องวัดช่องสัญญาณเดี่ยว-ก็มีอยู่เช่นกัน พวกมันถูกกว่า พวกมันง่ายกว่า แต่พวกเขากำลังดูโปรไฟล์โฟลว์เพียงส่วนเดียว ซึ่งอาจทำให้เข้าใจผิดได้หากโฟลว์ไม่สม่ำเสมออย่างสมบูรณ์ และขอบอกคุณว่า-การไหลนั้นแทบจะไม่เคยมีความสม่ำเสมอสมบูรณ์แบบเลย
ทั้งเวอร์ชันทางเดียวและหลายเส้นทางอาศัยสิ่งที่เรียกว่าวิธีเวลา-ของ-การบิน มันทำงานดังนี้: คุณมีทรานสดิวเซอร์สองตัวที่ฝั่งตรงข้ามของท่อ อันหนึ่งส่งพัลส์อัลตราโซนิกปลายน้ำ (พร้อมกับการไหล) อีกอันส่งหนึ่งอันบนต้นน้ำ (สวนทางกับการไหล) ชีพจรดาวน์สตรีมมาถึงเร็วขึ้นเพราะมันขี่กระแสแก๊ส ต้นน้ำใช้เวลานานกว่าเพราะมันสู้อยู่
คุณวัดทั้งเวลาเดินทาง คำนวณความแตกต่าง และจากความแตกต่างนั้น คุณจะสามารถทราบความเร็วได้ คณิตศาสตร์ไม่ใช่เรื่องเล็กๆ น้อยๆ แต่เป็นที่ยอมรับกันดี- ผู้คนทำสิ่งนี้มาหลายทศวรรษแล้ว
ทำไมต้องหลายช่อง?
ประเด็นที่น่าสนใจอยู่ตรงนี้แหละ-และฉันมีความคิดเห็นบ้าง
ในมิเตอร์แบบหลายเส้นทาง V แสดงถึงความเร็วเฉลี่ยของพื้นผิวที่วัดได้ในแต่ละช่องสัญญาณ โดยพื้นฐานแล้ว คุณกำลังสุ่มตัวอย่างโปรไฟล์ความเร็วที่ความสูงต่างกันตลอดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ สูตรมีลักษณะดังนี้: ความเร็วเฉลี่ยเชิงปริมาตรเท่ากับผลรวมของความเร็วของแต่ละช่องสัญญาณคูณด้วยสัมประสิทธิ์การถ่วงน้ำหนัก เขียนไว้: v=ΣwᵢVᵢ โดยที่ W คือสัมประสิทธิ์การถ่วงน้ำหนักที่ขึ้นอยู่กับอัลกอริธึมการรวมใดก็ตามที่ผู้ผลิตตัดสินใจใช้
จากนั้น คุณสามารถคำนวณอัตราการไหลตามจริงได้: q=A × Σ(WᵢVᵢ) โดยที่ A คือพื้นที่หน้าตัดของท่อ-
รูปแบบการรวมที่แตกต่างกันจะกำหนดน้ำหนักที่แตกต่างกันให้กับคอร์ดที่แตกต่างกัน การสร้างพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสแบบเกาส์เซียนเป็นที่นิยม วิธีเชบีเชฟก็เช่นกัน แต่ละอย่างมีการแลกเปลี่ยน- แต่จริงๆ แล้ว เว้นแต่ว่าคุณจะออกแบบทางวิศวกรรมด้วยตัวเอง คุณก็ไม่จำเป็นต้องกังวลว่าอันไหน "ดีที่สุด" พวกเขาทั้งหมดทำงานได้ดีพอสมควร
คำถามหกช่อง-
ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์-ที่พบบ่อยที่สุดจากผู้ผลิตต่างประเทศมีมากถึงหกช่องทาง คุณคงคิดว่าช่องที่มากขึ้นย่อมมีความแม่นยำมากขึ้น และในทางทฤษฎี ใช่-จุดสุ่มตัวอย่างที่เพิ่มขึ้นควรช่วยให้คุณประมาณโปรไฟล์ความเร็วที่แท้จริงได้ดีขึ้น
แต่ประสบการณ์จริงก็บอกเล่าเรื่องราวที่แตกต่างออกไป
เมื่อคุณตีสี่ช่อง ความแม่นยำที่ได้รับจากการเพิ่มเส้นทางมากขึ้นจะกลายเป็นส่วนเพิ่ม ในขณะเดียวกันต้นทุนการผลิตก็พุ่งสูงขึ้น คู่ทรานสดิวเซอร์เพิ่มเติมแต่ละคู่ต้องมีการจัดตำแหน่งที่แม่นยำ แต่ละคนจะเพิ่มคะแนนที่อาจเกิดความล้มเหลว แต่ละอันทำให้การติดตั้งและบำรุงรักษาซับซ้อน
มิเตอร์หก-ช่องสัญญาณคุ้มค่ากว่าสี่-ช่องหรือไม่ บางครั้ง. สำหรับการขอโอนสิทธิการดูแลซึ่งอาจเป็นเศษส่วนของเปอร์เซ็นต์ สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่? อาจจะไม่.
การติดตั้งมีความสำคัญมากกว่าที่คุณคิด
ฉันได้เห็น-มาตรวัดเส้นทางที่สวยงามหก-ติดตั้งในตำแหน่งที่แย่มาก-ตรงปลายข้อศอกทันที โดยมีการไหลแบบหมุนวนและโปรไฟล์ความเร็วที่ไม่สมมาตร ซึ่งทำให้ช่องพิเศษเหล่านั้นทั้งหมดแทบจะไร้ประโยชน์ มิเตอร์วัดปริมาณขยะ และการเฉลี่ยขยะหกวิธีที่แตกต่างกันก็ให้คุณ... เอาล่ะ-ขยะโดยเฉลี่ย
คำแนะนำทั่วไประบุว่าคุณต้องการเส้นผ่านศูนย์กลางท่ออย่างน้อยแปดเส้นสำหรับทางต้นน้ำแบบตรงและสองเส้นผ่านศูนย์กลางด้านล่างจากสิ่งรบกวนการไหล แต่นั่นเป็นแนวทางไม่ใช่การรับประกัน รูปแบบการไหลของพายุไซโคลน การไหลของระดับเสียง การแบ่งชั้นอุณหภูมิ- ทั้งหมดนี้อาจทำให้การอ่านค่าของคุณยุ่งเหยิงจนไม่สามารถชดเชยช่องสัญญาณอื่นๆ ได้อย่างเต็มที่
การกำหนดค่ามิเตอร์บางตัวใช้เส้นทางตัดกัน (การจัดรูปแบบ X-) เพื่อยกเลิกการบิดเบือนการไหลบางอย่าง ฉลาดแต่ไม่มีเวทย์มนตร์
ข้อควรพิจารณาระดับโลก-ที่แท้จริง
ตัวเลขเรย์โนลด์สควรมากกว่า 4000 สำหรับการไหลเชี่ยว-ซึ่งโดยปกติไม่เป็นปัญหาในท่อส่งก๊าซอุตสาหกรรม การไหลแบบราบเรียบนั้นพบได้น้อย ความเร็วของเสียงในก๊าซส่งผลต่อระยะเวลาการเดินทางของสัญญาณ แต่มิเตอร์สมัยใหม่จะจัดการเรื่องนี้โดยอัตโนมัติผ่านการชดเชยอุณหภูมิ
โดยทั่วไปทรานสดิวเซอร์จะติดตั้งที่มุม 45 องศาหรือมากกว่าซึ่งสัมพันธ์กับทิศทางการไหล แม้ว่ามุมที่เหมาะสมที่สุดจะขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ ความเร็วของก๊าซ และอุณหภูมิ อุณหภูมิการทำงานสูงสุดมักจะอยู่ที่ประมาณ 650 องศา F สำหรับการติดตั้งมาตรฐาน การใช้งานแบบไครโอเจนิกนั้นเป็นสัตว์ร้ายที่แตกต่างออกไปโดยสิ้นเชิง
บรรทัดล่าง
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิกแบบหลายเส้นทางเป็นเทคโนโลยีที่ดี ไม่มี-การรบกวน ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว รองรับอัตราการไหลได้หลากหลาย และให้ความแม่นยำที่น่าประทับใจเมื่อติดตั้งและสอบเทียบอย่างเหมาะสม
แต่พวกเขาไม่ได้เข้าใจผิด เส้นทางที่มากขึ้นไม่ได้หมายถึงผลลัพธ์ที่ดีขึ้นโดยอัตโนมัติ มิเตอร์สี่ช่อง-ที่ติดตั้งอย่างดีในสภาพการไหลที่ดีจะมีประสิทธิภาพเหนือกว่ามิเตอร์หก-ช่องที่ติดตั้งในตำแหน่งที่มีปัญหาทุกครั้ง
การทำความเข้าใจพื้นฐาน-เวลา-ของ-การวัดการบิน การบูรณาการความเร็ว บทบาทของสัมประสิทธิ์การถ่วงน้ำหนัก-ช่วยให้คุณตัดสินใจได้ดีขึ้นว่าเมื่อใดที่มาตรวัดเหล่านี้สมเหตุสมผล และวิธีใช้ประโยชน์สูงสุดจากมาตรวัดเหล่านี้
