מהן הגורמים המשפיעים על דיוק המדידה של מדדי זרימה אולטרה-סוניים?

גורמים המשפיעים על דיוק המדידה של מדדי זרימה אולטרה-סוניים

מדדי זרימה אולטרה-סוניים הם מכשירים המודדים את מהירות הזורם ואת קצב הזרימה באמצעות שימוש בהבדלים בזמן או בתדר של גלי אולטרה-סאונד עוברים דרך הזורם. מספר גורמים יכולים להשפיע על דיוק המדידה שלהם, המפורטים להלן:

1. מאפייני הזורם

• סוג הזורם: סוגי שונים של זורמים (כמו גזים, נוזלים, או זורמים המכילים בועות או חלקיקים מוצקים) יש להם השפעות שונות על מהירות וההתקטנות של גלי האולטרה-סאונד, ובכך משפיעים על דיוק המדידה.

• טמפרטורה ולחץ: שינויים בטמפרטורה ובלחץ של הזורם משפיעים על צפיפותו ומהירות הקול בו, ומגינים על זמן ההעברה או התדר של גלי האולטרה-סאונד. לכן, תנועות בטמפרטורה ובלחץ יכולות להשפיע ישירות על תוצאות המדידה.

• טפילים בזורם: אם הזורם מכיל בועות, חלקיקים מוצקים או טפילים אחרים, הם יכולים להתפזר או לספוג גלי אולטרה-סאונד, מחלישים את הסימן או גורמים לעיוות, מה שמפחית את דיוק המדידה.

2. מצב.PIPE

• חומר הצינור: חומר הצינור משפיע על מאפייני ההעברה של גלי האולטרה-סאונד. לדוגמה, מהירות הקול בצינורות מתכת שונה מזו בצינורות פלסטיק, וחומרים שונים משקפים ומספיגים גלי אולטרה-סאונד בדרגות שונות.

• מצב פני השטח הפנימי של הצינור: ההעבה, הטיח, הרקבון או מצבים אחרים של פני השטח הפנימי של הצינור יכולים להשפיע על החזרת והנתיב של גלי האולטרה-סאונד, ובכך משפיעים על דיוק המדידה.

• קוטר הצינור וצורתו: קוטר הצינור וצורתו (כמו קטעים ישרים, עיקולים או מגנים) משפיעים על מצב הזרימה של הזורם, מובילים להתפלגות מהירות לא אחידה, מה שיכול להשפיע על תוצאות המדידה.

3. מיקום התקנה ושיטה

• דרישות לקטעי צינור ישרים: מדדי זרימה אולטרה-סוניים דורשים בדרך כלל אורך מסוים של קטעי צינור ישרים (בשני הכיוונים) כדי להבטיח זרימה יציבה של הזורם ולמנוע טורבולנטיות או וורטקסים שיכולים להפריע למדידות. קטעי צינור ישרים בלתי מספיקים יכולים להוביל להתפלגות מהירות לא אחידה וטעויות מדידה.

• מיקום התקנת חיישנים: מיקום הזווית והחיישנים חייבים לעקוב באופן מדויק אחר הנחיות המUFACTURER כדי להבטיח שהאותות האולטרה-סוניים עוברים נכון דרך הזורם וחוזרים למקלט. התקנה לא נכונה יכולה להחליש את הסימן או לגרום לעיוות.

• תצורת רב-נתיב: עבור צינורות בקוטר גדול, מדידה בנתיב יחיד אולי לא תציג בצורה מדויקת את ההתפלגות של מהירות כל החתך. תצורות רב-נתיב יכולות לשפר את דיוק המדידה.

4. מצב הזרימה של הזורם

• זרימה למינרית לעומת טורבולנטית: מצב הזרימה של הזורם (למינרית או טורבולנטית) משפיע על נתיב ההעברה והתפלגות המהירות של גלי האולטרה-סאונד. בזרימה למינרית, התפלגות המהירות היא יותר אחידה, מה שמביא לדיוק מדידה גבוה יותר; בזרימה טורבולנטית, התפלגות המהירות מורכבת, מה שיכול להוביל לטעויות מדידה משמעותיות.

• טווח קצב הזרימה: מדדי זרימה אולטרה-סוניים בדרך כלל יש להם טווח מדידה אופטימלי של קצב הזרימה. אם קצב הזרימה הוא נמוך מדי או גבוה מדי, הוא עשוי לעבור את טווח המדידה של המכשיר, מה שמביא לירידה בדיוק.

5. גורמים סביבתיים

• טמפרטורה ולחות: שינויים בטמפרטורה הסביבתית וברמת הלחות יכולים להשפיע על ביצועיהם של רכיבי האלקטרוניקה של מדדי זרימה אולטרה-סוניים, במיוחד החיישנים ויחידות עיבוד הסימן. תנאים קיצוניים של טמפרטורה ולחות יכולים לגרום לטעויות מדידה.

• רטט ופרעה אלקטרומגנטי: רטט חיצוני ופרעה אלקטרומגנטי (למשל, ממנועים או מפעילי תדר משתנה) יכולים להשפיע על העברת והקלטה של אותות אולטרה-סוניים, מה שמביא למדידות לא יציבות או מעוותות.

6. גורמים ספציפיים למכשיר

• ביצועי החיישן: רגישות, ליניאריות, זמן התגובה והיציבות של החיישנים האולטרה-סוניים משפיעים ישירות על דיוק המדידה. הזדקנות או повреждение датчиков также могут привести к ошибкам измерения.

• אלגוריתמי עיבוד אותות: דיוקם והיציבות של אלגוריתמי עיבוד האותות הפנימיים (כמו זמן טיסה או שיטות דופלר) במדדי זרימה אולטרה-סוניים גם משפיעים על תוצאה הסופית של המדידה. טכניקות עיבוד אותות מתקדמות יכולות לשפר את דיוק המדידה ולהפחית את השפעת הרעש והפרעה.

• הכיול והתחזוקה: הכיול תקופתי והתחזוקה הם קריטיים להבטיח דיוק גבוה לאורך זמן של מדדי זרימה אולטרה-סוניים. מדדים לא מחוללים או עם תחזוקה גרועה יכולים לחוות תנועה או טעויות מצטברות.

7. גורמים נוספים

• שינוי פאזה של הזורם: אם הזורם עובר שינוי פאזה (כמו נוזלים או קיטור) במהלך המדידה, מאפייני ההעברה של גלי האולטרה-סאונד ישתנו, מה שמשפיע על דיוק המדידה.

• вязкость и проводимость жидкости: некоторые ультразвуковые расходомеры (например, основанные на эффекте Доплера) имеют специфические требования к вязкости и проводимости жидкости. Если эти свойства не соответствуют требованиям, это может повлиять на результаты измерений.

סיכום

דיוק המדידה של מדדי זרימה אולטרה-סוניים מושפע מגורמים שונים, כולל מאפייני הזורם, מצב הצינור, מיקום ההתקנה, מצב הזרימה, גורמים סביבתיים וביצועי המכשיר עצמו. כדי להבטיח מדידות מדויקות, משתמשים צריכים לבחור מודלים מתאימים של מדדי זרימה בהתאם למקרי שימוש ספציפיים ולעקוב באופן מדויק אחר הנחיות המUFACTURER להתקנה, הפעלה והתחזוקה. בנוסף, הכיול תקופתי והשגחה על מצב הזורם והסביבה הם צעדים חשובים לשיפור דיוק המדידה.