ZaUltrazvočni merilnik pretoka s kleščami za prehodni čas, moč signala je eden najbolj uporabnih diagnostičnih parametrov. Vendar pa obstaja pogosto nerazumevanje:

Visoka jakost signala ne pomeni nujno visoke natančnosti merjenja, nizka jakost signala pa ne pomeni nujno, da je merilnik pretoka pokvarjen.

Moč signala nam v glavnem pove, kako učinkovito ultrazvočni signal potuje skozi cev in tekočino ter kako dobro ga sprejme nasprotni pretvornik.

1. Kaj je moč signala?

Preprosto povedano,moč signala označuje moč ultrazvočnega signala, ki ga prejme merilnik pretoka.

Za ultrazvočni merilnik pretoka s kleščami je akustična pot približno:

Pretvornik → Stena cevi → Obloga → Tekočina → Obloga → Stena cevi → Pretvornik

Oddajnik generira ultrazvočni signal, ki potuje skozi steno cevi in ​​tekočino, preden doseže sprejemni pretvornik.

Če se akustična energija prenaša z relativno majhnimi izgubami, bo sprejeti signal močnejši. Če signal občuti znatno slabljenje, odboj ali sipanje, bo sprejeti signal oslabel.

2. Kateri dejavniki vplivajo na moč signala?

Na sprejeti ultrazvočni signal lahko pomembno vpliva več dejavnikov.

2.1 Material cevi

Različni materiali cevi imajo različne akustične lastnosti.

Pogosti primeri vključujejo:

• Ogljikovo jeklo
• Nerjaveče jeklo
• Lito železo
• PVC
• HDPE
• Cementno obložena cev

Ultrazvočna energija se pri prehodu skozi različne materiale obnaša različno. Zato lahko isti merilnik pretoka kaže različne jakosti signala, če je nameščen na različnih vrstah cevi.

2.2 Debelina stene cevi

Debelina stene cevi je še posebej pomembna za merjenje pretoka s kleščami z ultrazvokom.

Na splošno velja, da debelejša kot je stena cevi, večja količina materiala mora preiti skozi ultrazvočni signal, kar lahko poveča dušenje zvoka.

To lahko postane še posebej pomembno za:

Cevi velikega premera z debelimi stenami

Zato sama velikost cevi ni zadostna za izbiro ultrazvočnega merilnika pretoka.

Na primer, namesto da bi navedli le:

Velikost cevi: DN500

Veliko bolj koristno je zagotoviti:

Material cevi + Zunanji premer + Debelina stene + Material obloge

2.3 Obloga cevi

Obloga cevi lahko pomembno vpliva na moč signala.

Med običajne materiale za oblaganje spadajo:

• PTFE
• Guma
• Cement
• Epoksi
• Plastika

Ultrazvočni signal bo morda moral preiti skozi:

Pretvornik → Stena cevi → Obloga → Tekočina

Če se akustične lastnosti obloge bistveno razlikujejo od lastnosti cevi in ​​tekočine, lahko pride do dodatnih akustičnih izgub.

Zato ni vedno dovolj vedeti, da je cev "jeklena". Upoštevati je treba tudi vrsto in debelino notranje obloge.

3. Zakaj zračni mehurčki zmanjšujejo moč signala?

Zračni mehurčki so eden najpogostejših vzrokov za šibke ali nestabilne ultrazvočne signale.

Ker imata plin in tekočina zelo različne akustične lastnosti, se lahko mehurčki razpršijo in odbijajo ultrazvočne valove.

Brez večjih zračnih mehurčkov:

Ultrazvočni signal → Tekočina → Sprejemni pretvornik

Z zračnimi mehurčki:

Ultrazvočni signal → Mehurčki → Sipanje/odboj → Izguba energije → Šibkejši sprejeti signal

Posledično lahko prekomerni zračni mehurčki povzročijo:

• Zmanjšana moč signala
• Nestabilne odčitke pretoka
• Občasna izguba signala
• Slaba stabilnost meritev

Zato mora inženir, ko se moč signala nenadoma zmanjša, ne le preveriti pretvornikov, temveč tudi preveriti, ali je v cevi prisoten zrak.

4. Pomembna je tudi povezava pretvornika

Pri ultrazvočnem merilniku pretoka s kleščami pretvornik ni v neposrednem stiku s tekočino. Ultrazvočni signal mora preiti skozi steno cevi.

Pot sklopke lahko poenostavimo kot:

Pretvornik → Spojna masa → Stena cevi

Slaba povezava lahko znatno zmanjša moč signala.

Tipični vzroki vključujejo:

• Nezadostna spojina
• Neenakomerna sklopka
• Rja ali korozija na površini cevi
• Debela barva ali premaz
• Groba površina cevi
• Ohlapni pretvorniki
• Pretvorniki, ki so se premaknili iz prvotnega položaja

Za zanesljiv prenos ultrazvoka sta zato bistvena ustrezna priprava površine in dober mehanski stik med pretvornikom in cevjo.

5. Ali visoka moč signala pomeni visoko natančnost?

Ni nujno.

To je ena najpomembnejših točk, ki jih je treba razumeti.

Moč signala nam pove predvsem:

"Ali lahko merilnik pretoka sprejme dovolj močan ultrazvočni signal?"

Natančnost meritev pa zahteva:

"Kako blizu je izmerjeni pretok dejanskemu pretoku?"

To sta dve različni stvari.

Na primer:

Primer A

Moč signala: Visoka

Vendar so pretvorniki nameščeni na slabi lokaciji in profil pretoka je znatno popačen.

→ Signal je lahko močan, vendar je lahko meritev še vedno napačna.

Primer B

Moč signala: Zmerna

Vendar so pretvorniki pravilno nameščeni, pogoji cevi so ustrezni in signal je stabilen.

→ Merilnik pretoka lahko še vedno dosega dobro merilno zmogljivost.

Zato:

Visoka moč signala ≠ Visoka natančnost

6. Kako nizko je prenizko?

Ni univerzalne vrednosti jakosti signala, ki bi jo lahko uporabili za vsak ultrazvočni merilnik pretoka.

Različni proizvajalci lahko moč signala definirajo in prikazujejo različno, na primer:

• Moč signala %
• Moč signala v dB
• Kakovost signala
• SNR
• Raven sprejetega signala

Ti parametri so povezani, vendar soni nujno neposredno primerljivo med različnimi proizvajalci ali modeli.

Za določen merilnik pretoka je treba kot referenco uporabiti priročnik proizvajalca in notranjo definicijo instrumenta.

7. Moč signala v primerjavi s SNR

Za boljše razumevanje je pomembno tudi razlikovatiMoč signalaodSNR (razmerje signal/šum).

Moč signalaopisuje predvsem:

Kako močan je sprejeti ultrazvočni signal.

SNRopisuje:

Kako močan je uporaben signal glede na hrup v ozadju.

Na primer, merilnik pretoka lahko sprejema relativno močan signal, če pa je tudi električni ali mehanski šum visok, je lahko razmerje signal-šum še vedno slabo.

Zato, ko instrument zagotavlja parametre, kot so:

Moč signala + SNR + kakovost signala

idealno bi jih bilo treba oceniti skupaj.

8. Kako lahko moč signala uporabimo za odpravljanje težav?

Praktičen pristop k odpravljanju težav je opazovanje obehraven in stabilnostsignala.

Stabilen in relativno močan signal

To na splošno kaže, da:

• Pretvorniki so dobro povezani
• Akustična pot je sprejemljiva
• Sprejemni signal je stabilen

Vendar je treba natančnost meritev še vedno oceniti ločeno.

Zelo šibek signal

Preverite naslednje:

1. Namestitev pretvornika
2. Spojna masa
3. Stanje površine cevi
4. Debelina stene cevi
5. Obloga cevi
6. Zračni mehurčki
7. Ali je cev popolnoma polna
8. Razmik pretvornikov
9. Izbira pretvornika
10. Parametri cevi in ​​tekočine, vneseni v merilnik pretoka

Moč signala nenadoma pade

Bodite še posebej pozorni na:

• Zračni mehurčki, ki vstopajo v cev
• Ohlapni pretvorniki
• Poslabšana sklopka
• Spremembe obratovalnih pogojev
• Pomembne spremembe temperature tekočine
• Vibracije cevi

9. Moč signala je bolj akustični kazalnik zdravja

Navsezadnje,Moč signala je treba obravnavati kot akustični diagnostični indikator in ne kot neposredni indikator natančnosti.

Pomaga odgovoriti na vprašanje:

"Ali ultrazvočni signal potuje skozi cev in tekočino in je pravilno sprejet?"

Samo po sebi ne odgovarja:

"Ali je meritev pretoka natančna?"

Pravilna ocena mora upoštevati več dejavnikov:

Moč signala + SNR/kakovost signala + Namestitev pretvornika + Stanje cevi + Stanje tekočine + Profil pretoka + Kalibracija

Zato v praktičnih inženirskih aplikacijah,Moč signala je uporabna predvsem za preverjanje namestitve, odpravljanje težav in spremljanje akustičnega stanja merilnega sistema – ne kot samostojna specifikacija za natančnost meritev.