Zakaj ultrazvočni merilnik pretoka doživlja zdrs ničelne točke?

Za ultrazvočni merilnik pretoka,premik ničelne točkese nanaša na situacijo, ko merilnik kaže majhen pretok, tudi ko naj bi bil pretok v cevovodu ničelen.

Ta pojav je še posebej pomemben zaultrazvočni merilniki pretoka za čas prehoda, ker se pretok izračuna iz razlike med časoma prehoda ultrazvoka gorvodno in dolvodno. V idealnem stanju ničelnega pretoka bi morala biti prehodna časa v bistvu enaka. V praksi pa lahko pride do majhnih razlik zaradi pogojev namestitve, stanja tekočine, vibracij cevi, kakovosti signala in napak elektronskih meritev.

1. Cev morda dejansko ni pri ničelnem pretoku

Najprej je treba preveriti, ali je cev resnično v ničelnem pretoku.

Majhen pretok lahko še vedno obstaja zaradi:

• Puščanje ventila
• Razlike v tlaku med dvema deloma sistema
• Naravna cirkulacija
• Toplotna konvekcija v sistemih za toplo vodo
• Obvodni tok
• Črpalka inducira cirkulacijo
• Preostali pretok po zaustavitvi črpalke

Na primer, merilnik pretoka lahko prikazuje0,05 m/spo izklopu črpalke. To ne pomeni nujno, da ima merilnik pretoka težave z ničelno točko. Skozi cev se lahko še vedno premika majhna količina tekočine.

Zato,Kalibracijo ničelne točke je treba izvesti šele po potrditvi, da je cev popolnoma mirujoča in popolnoma napolnjena s tekočino.

2. Nepravilna namestitev pretvornika

Pri ultrazvočnih merilnikih pretoka s kleščami ima namestitev pretvornika pomemben vpliv na stabilnost meritev.

Težave se lahko pojavijo, če:

• Pretvorniki niso pravilno poravnani.
• Razmik pretvornikov je napačen.
• Pretvornika imata različne pogoje sklopitve.
• Pretvorniki so nameščeni pod napačnim kotom.
• Montažna površina je onesnažena ali neravna.
• Izbrani način namestitve se ne ujema z dejanskimi pogoji cevi.

Zaradi teh težav se lahko akustični signali navzgor in navzdol obnašajo različno.

Posledično lahko merilnik pretoka zazna majhno navidezno razliko v času prehoda, tudi če dejanskega pretoka ni.

3. Vibracije cevi lahko povzročijo navidezni signal pretoka

Mehanske vibracije so še en možen vzrok za ničelno nestabilnost.

Če je merilnik pretoka nameščen blizu:

• Črpalke
• Kompresorji
• Veliki motorji
• Ventili
• Druga vibrirajoča oprema

Vibracije lahko vplivajo na sklop med pretvornikom in steno cevi.

V sprejeti ultrazvočni signal lahko vnese tudi šum.

Tipičen simptom je, da prikazani pretok ne ostane stabilno na ničli, temveč niha okoli ničle, na primer:

0 → 0,03 → -0,02 → 0,05 → 0 m/s

V tem primeru večkratno prilagajanje ničelne točke morda ne bo rešilo osnovne težave. Najprej je treba preveriti okolje namestitve.

4. Zračni mehurčki lahko vplivajo na ultrazvočni signal

Zračni mehurčki so eden najpogostejših vzrokov za nestabilne ultrazvočne meritve.

Ker se akustične lastnosti plina in tekočine zelo razlikujejo, se lahko mehurčki razpršijo in oslabijo ultrazvočni signal, ko potuje skozi cev.

To lahko povzroči:

• Zmanjšana moč signala
• Nestabilna kakovost signala
• Nepravilno zaznavanje časa tranzita
• Odčitki občasnega pretoka
• Nihanje odčitkov ničelne točke

Zato bi morala biti cev idealnopopolnoma napolnjena s tekočinoin pretvornikov ne smete nameščati na mestih, kjer se nabira zrak.

5. Spremembe temperature tekočine

Temperaturne spremembe lahko vplivajo tudi na stabilnost ničelne točke.

Spremembe temperature spremenijo tekočino:

• Hitrost zvoka
• Gostota
• Viskoznost

Hkrati lahko toplotno raztezanje nekoliko spremeni dimenzije cevi in ​​akustično pot.

Čeprav metoda prehodnega časa v veliki meri temelji na razliki med časoma potovanja zvoka navzgor in navzdol in ne na absolutni hitrosti zvoka, lahko znatne spremembe obratovalnih pogojev še vedno vplivajo na kakovost signala in stabilnost meritev.

To je še posebej pomembno pri aplikacijah z vročo vodo, hladilno vodo in drugimi tekočinami z velikimi temperaturnimi nihanji.

6. Elektronske napake in napake pri obdelavi signalov

Razlika v času prehoda, izmerjena z ultrazvočnim merilnikom pretoka, je lahko izjemno majhna, zlasti pri nizkih hitrostih pretoka.

Zato mora merilni sistem natančno določiti zelo majhne razlike v času ultrazvočnega prehoda.

Dejavniki, kot so:

• Elektronski šum
• Stabilnost ure
• Zaznavanje signala
• Vpliv temperature na elektronske komponente
• Algoritmi za obdelavo signalov
• Stabilnost oddajnega vezja

lahko vpliva na meritev blizu točke ničelnega pretoka.

To je eden od razlogov, zakaj delovanje ultrazvočnega merilnika pretoka ni odvisno le od njegovih pretvornikov, temveč tudi od kakovosti njegovegasistem za obdelavo signalov in merjenje časa.

7. Zakaj ničelna kalibracija ni vedno prava rešitev

Pogosta napaka je takojšnja izvedba ničelne kalibracije, kadar merilnik pretoka prikazuje majhen pretok pri ničelnih pogojih pretoka.

Predpostavimo, da je dejanski pretok nič, vendar merilnik dosledno prikazuje:

+0,08 m/s

Ničelna kalibracija lahko uspešno zniža prikazano vrednost na približno nič.

Če pa so pravi vzrok zračni mehurčki, vibracije, napačna poravnava pretvornika ali puščanje ventila, napaka morda ni konstantna.

Na primer, odčitek se lahko spremeni iz:

+0,08 m/s → -0,03 m/s → +0,05 m/s

V tem primeru ničelna kalibracija ne more odpraviti osnovne težave.

Boljše zaporedje odpravljanja težav je naslednje:

Potrdite ničelni pretok → Preverite stanje cevi → Preverite namestitev pretvornika → Preverite moč signala → Preverite zračne mehurčke in vibracije → Preverite temperaturne pogoje → Po potrebi izvedite kalibracijo ničle

8. Kako razlikovati različne vrste problemov ničelne točke

Zmik ničelne točke v ultrazvočnem merilniku pretoka jeni nujno posledica same elektronske ničelne točke.

V mnogih resničnih aplikacijah je tisto, kar se zdi kot premik ničelne točke, v resnici posledica kombinacijedejanski nizek pretok, namestitev pretvornika, vibracije cevi, zračni mehurčki, temperaturne spremembe, kakovost signala in stabilnost elektronskih meritev.

Zato pravilen pristop ni zgolj prilagoditev ničelne točke. Inženir mora najprej ugotoviti, ali težava izvira izcev, tekočina, instalacija, zvočni signal ali elektronika.

Pri ultrazvočnih merilnikih pretoka s kleščami preverjanjeMoč signala, stabilnost signala, razmik pretvornikov, stanje cevi in ​​kakovost sklopkeje še posebej pomembno pred izvedbo ničelne kalibracije.