Prawidłowa instalacja jest niezbędna do uzyskania stabilnych i dokładnych pomiarów za pomocą przepływomierza ultradźwiękowego. Jednym z najważniejszych wymagań instalacyjnych jestdługość prostej ruryprzed i za punktem pomiarowym.

Zgodnie z ogólnymi wytycznymi dotyczącymi instalacji, przepływomierz ultradźwiękowy powinien mieć:

• Co najmniej 10D prostej rury w górę rzeki
• Co najmniej 5D prostej rury w dół

GdzieD to średnica wewnętrzna rury.

Na przykład, jeżeli średnica wewnętrzna rury wynosi 200 mm, zalecana długość prostej rury będzie wynosić około2000 mm w górę rzeki i 1000 mm w dół rzeki.

Ale dlaczego przepływomierz ultradźwiękowy wymaga tak prostego odcinka rury?

1. Co dzieje się z przepływem po zamontowaniu rury?

W idealnych warunkach ciecz przepływająca przez wystarczająco długą prostą rurę charakteryzuje się stosunkowo stabilnym profilem prędkości.

Jednakże warunki przepływu mogą ulec znacznej zmianie po przejściu przez takie elementy jak:

• Łokcie
• Zawory
• Koszulki
• Reduktory
• Ekspandery
• Lakierki

Komponenty te mogą tworzyć:

• Turbulencja
• Wirujący przepływ
• Przepływ wtórny
• Asymetryczny rozkład prędkości
• Lokalne zmiany prędkości przepływu

Jeżeli przepływomierz ultradźwiękowy zostanie zainstalowany zbyt blisko źródeł zakłóceń, profil prędkości może nie mieć wystarczającej odległości, aby się ustabilizować.

Może to mieć wpływ na dokładność i stabilność pomiaru przepływu.

2. Dlaczego prosta rura w górę rzeki jest ważniejsza?

Tenprosty odcinek rury w górę rzekijest szczególnie istotne, ponieważ zakłócenia generowane przed punktem pomiaru mają bezpośredni wpływ na profil prędkości wchodzący do sekcji pomiarowej.

Na przykład:

Łokieć → Turbulencja → Przepływ wirowy → Nierównomierny profil prędkości → Przepływomierz ultradźwiękowy

Jeżeli przepływomierz zostanie zainstalowany bezpośrednio za kolankiem, przetworniki mogą mierzyć silnie zniekształcony profil przepływu.

Zapewniając około10D prostej rury wlotowejpozwala przepływowi pokonać większą odległość, aby osiągnąć bardziej stabilny stan przed dotarciem do punktu pomiarowego.

3. Dlaczego technologia 5D jest wymagana w dalszej części procesu?

Prosty odcinek rury położony niżej jest również istotny, chociaż jego wpływ jest na ogół mniej znaczący niż odcinka położonego wyżej.

Zalecane5D prosta rura w dółpomaga zapewnić, że sekcja pomiarowa nie zostanie bezpośrednio dotknięta zaburzeniami przepływu w dół rzeki.

Zapewnia również wystarczająco dużo miejsca, aby przepływ mógł się rozwijać po przejściu przez punkt pomiarowy.

Dlatego typowy układ instalacji można przedstawić następująco:

W górę: ≥10D → Przepływomierz ultradźwiękowy → ≥5D: W dół

4. Jak zniekształcony profil przepływu wpływa na dokładność pomiaru?

Celem ultradźwiękowego przepływomierza jest określenie średniej prędkości przepływu cieczy w rurze.

Prędkość ta nie jest jednakowa w każdym punkcie rury.

W stabilnych warunkach rozkład prędkości jest stosunkowo przewidywalny.

Po zastosowaniu kolanka lub zaworu profil prędkości może stać się asymetryczny:

Stabilny przepływ

→ Relatywnie równomierny rozkład prędkości

Zakłócony przepływ

→ Nierównomierny rozkład prędkości + turbulencja + wirowanie

Jeżeli sekcja pomiarowa znajduje się zbyt blisko zakłócenia, pomiar ultradźwiękowy może nie odzwierciedlać dokładnie średniej prędkości przepływu.

Może to skutkować:

• Odchylenie pomiaru
• Niestabilne odczyty
• Słaba powtarzalność
• Zwiększona niepewność pomiaru

5. Dlaczego łokcie są częstym problemem?

Pojedyncze łokieć może zmienić kierunek przepływu cieczy i spowodować nierównomierny profil prędkości.

Sytuacja może stać się bardziej skomplikowana, gdy występują:

• Dwa łokcie blisko siebie
• Podwójne łokcie w różnych płaszczyznach
• Łokieć, a następnie zawór
• Łokieć z następną redukcją
• Łokieć blisko pompy

Konfiguracje te mogą powodować silniejsze turbulencje i zawirowania.

Dlatego też, jeśli to możliwe, przepływomierz ultradźwiękowy należy zamontować na odcinku rury o wystarczająco długim odcinku prostym.

6. Pompy i zawory sterujące wymagają szczególnej uwagi

Pompy i częściowo otwarte zawory regulacyjne mogą powodować szczególnie silne zaburzenia przepływu.

Na przykład:

Pompa → Przepływomierz

może narazić sekcję pomiarową na:

• Silne turbulencje
• Wirujący przepływ
• Nierównomierny rozkład prędkości
• Wahania ciśnienia

Podobnie:

Zawór częściowo otwarty → Przepływomierz

może powodować powstawanie silnie zaburzonych wzorów przepływu za zaworem.

W takich sytuacjach szczególnie ważne jest zachowanie odpowiedniej długości prostej rury wlotowej.

7. Co się stanie, jeśli nie będzie wystarczająco dużo prostych rur?

W rzeczywistych instalacjach przemysłowych nie zawsze możliwe jest osiągnięcie idealnych wartości 10D w górę i 5D w dół.

Jeżeli dostępna prosta rura jest zbyt krótka, przepływomierz może doświadczyć następujących problemów:

• Zwiększony błąd pomiaru
• Niestabilne odczyty
• Słaba powtarzalność
• Zwiększona wrażliwość na warunki instalacji

Co ważne, silny sygnał ultradźwiękowynienie musi oznaczać, że pomiar przepływu jest dokładny.

Przepływomierz może odbierać silny sygnał ultradźwiękowy, podczas gdy rzeczywisty profil prędkości będzie nadal bardzo zniekształcony.

Dlatego:

Dobra siła sygnału i dobra dokładność pomiaru przepływu są ze sobą powiązane, ale nie są tym samym.

8. Jak wybrać miejsce instalacji?

Wybierając miejsce instalacji, postaraj się zapewnić:

Pod prąd

Co najmniej 10D prostej rury

W dół rzeki

Co najmniej 5D prostej rury

Ponadto należy unikać montażu przepływomierza:

• Bezpośrednio za pompą
• Bezpośrednio za zaworem sterującym
• Bezpośrednio po skomplikowanym montażu rur
• W miejscach, w których występują silne drgania rur
• W miejscach, w których może gromadzić się powietrze
• Na częściowo wypełnionych odcinkach rur

Rura również powinna pozostaćcałkowicie wypełniony płynempodczas normalnej pracy.

9. Co oznacza „D”?

W10D/5Dwytyczne dotyczące instalacji,D oznacza średnicę wewnętrzną rury.

Na przykład:

Dlatego wybierając miejsce instalacji, przed zainstalowaniem przepływomierza ultradźwiękowego należy wziąć pod uwagę dostępną długość prostego odcinka rury.

10. Dlaczego długość prostej rury jest ważna w przypadku zaciskowych przepływomierzy ultradźwiękowych?

Jedną z głównych zalet ultradźwiękowych przepływomierzy zaciskowych jest to, że przetworniki można instalować na zewnątrz, bez konieczności przecinania lub modyfikowania rury.

Dzięki temu można stosunkowo łatwo wybrać inne odpowiednie miejsce pomiaru, jeśli pierwotna lokalizacja nie zawierała wystarczająco dużo prostych rur.

Na przykład, zamiast instalować przetworniki zaraz za kolankiem, inżynier może przesunąć je dalej w dół rzeki, aby uzyskać dłuższy, prosty odcinek rury.

Jest to jedna z praktycznych zalet pomiaru przepływu metodą ultradźwiękową przy użyciu zacisków w istniejących rurociągach przemysłowych.

Celem prostych odcinków rurociągów jest zapewnienie przepływomierzowi ultradźwiękowemustabilny i reprezentatywny profil przepływuw punkcie pomiaru.

Kolanka, zawory, pompy, trójniki, redukcje i inne elementy mogą zakłócać przepływ, powodując turbulencje, zawirowania i nierównomierny rozkład prędkości. Jeśli przepływomierz ultradźwiękowy zostanie zainstalowany zbyt blisko tych zakłóceń, dokładność i stabilność pomiaru mogą ulec pogorszeniu.

Ogólne wytyczne dotyczące instalacji:

Rura prosta w górę rzeki ≥ 10D
Rura prosta w dół ≥ 5D

GdzieD to średnica wewnętrzna rury.

Przestrzeganie zalecanych wymagań dotyczących prostego odcinka rury, prawidłowej instalacji przetwornika i całkowitego wypełnienia rury może znacząco poprawić niezawodność i powtarzalność pomiaru przepływu ultradźwiękowego.