Klassificering av fl?desm?tningsuppgifter

F?rbi funktionellt syfte Uppgifterna med fl?desm?tning i industrin kan villkorligt delas upp i tv? huvuddelar:
redovisningsuppgifter:

- kommersiell;

- operativt (tekniskt);

Uppgifter f?r kontroll och ledning av tekniska processer:

– uppr?tth?llande av en given fl?deshastighet;
- blanda tv? eller flera medier i en viss proportion;
– doserings-/fyllningsprocesser.

Redovisningsuppgifter st?ller h?ga krav p? m?tfelet i fl?det och fl?desm?tarens stabilitet, eftersom dess avl?sningar ligger till grund f?r avr?kningsoperationer mellan leverant?r och konsument. Operativa redovisningsuppgifter inkluderar applikationer som intershop, intrashop accounting etc. Beroende p? kraven f?r dessa uppgifter ?r det m?jligt att anv?nda fl?desm?tare av enklare design med st?rre m?tfel ?n i kommersiell redovisning.

Uppgifterna f?r kontroll och hantering av tekniska processer ?r mycket olika, s? valet av typen av fl?desm?tare beror p? graden av betydelse och krav f?r denna process.

Enligt m?tf?rh?llandena kan uppgifterna att best?mma fl?det klassificeras enligt f?ljande:
fl?desm?tning i fullt fyllda (tryck)r?rledningar;
fl?desm?tning i ofullst?ndigt fyllda (icke-tryck) r?rledningar, ?ppna kanaler och brickor.

Fl?desm?tningsuppgifter i fullt fyllda r?rledningar ?r standard och de flesta fl?desm?tare ?r designade f?r denna applikation.
Uppgifterna f?r den andra gruppen ?r specifika, eftersom de f?rst och fr?mst kr?ver best?mning av v?tskeniv?n. Beroende p? typen av tr?g eller kanal ?r det dessutom m?jligt att best?mma fl?deshastigheten genom den uppm?tta niv?n baserat p? teoretiskt bevisade och experimentellt bekr?ftade beroende av v?tskefl?deshastigheten p? niv?n. Det finns dock applikationer d?r det, f?rutom att m?ta v?tskeniv?n i en kanal, r?nna eller ofullst?ndigt fylld r?rledning, ocks? ?r n?dv?ndigt att best?mma fl?deshastigheten.

V?tskefl?desm?tning

F?r m?tning av v?tskefl?det in industriell milj? det ?r tillr?dligt att anv?nda elektromagnetiska, ultraljudsm?tare, Coriolis-fl?desm?tare och rotametrar.
Dessutom, i vissa fall, kan anv?ndningen av virvelfl?desm?tare och fl?desm?tare med variabelt tryckfall vara en optimal l?sning.

N?r du v?ljer anordningar f?r att m?ta fl?det av elektriskt ledande v?tskor och slam, rekommenderas det f?rst och fr?mst att ?verv?ga m?jligheten att anv?nda elektromagnetiska fl?desm?tare.

I kraft av deras design egenskaper, en m?ngd olika fodermaterial och elektroder, dessa enheter har ett brett utbud av applikationer och anv?nds f?r att m?ta fl?det av f?ljande media:
allm?nna tekniska medier (vatten, etc.);
starkt fr?tande media (syror, alkalier, etc.);
slipande och vidh?ftande (klibbande) media;
uppslamningar, pastor och suspensioner med en fiber- eller fast?mneshalt p? mer ?n 10 % (vikt.).

H?g m?tnoggrannhet (± 0,2 ... 0,5 % av det uppm?tta v?rdet), kort svarstid (upp till 0,1 s beroende p? modell), inga r?rliga delar, h?g tillf?rlitlighet och l?ng livsl?ngd, minimalt underh?ll - allt detta g?r att fl?des elektromagnetiska fl?desm?tare ?r den optimala l?sningen p? problemen med att m?ta fl?de och ta h?nsyn till m?ngden elektriskt ledande media i r?rledningar med liten och medelstor diameter.

Neds?nkbara elektromagnetiska fl?desm?tare anv?nds i stor utstr?ckning i driftstyrningsuppgifter och tekniska processer d?r h?g m?tnoggrannhet inte kr?vs, samt vid m?tning av fl?de i r?rledningar med stora diametrar (> DN400) och fl?deshastighet i ?ppna kanaler och brickor.

Ultraljudsfl?desm?tare anv?nds fr?mst f?r att m?ta fl?det av icke-ledande medier (olja och raffinerade produkter, alkoholer, l?sningsmedel, etc.). Fullfl?desm?tare anv?nds b?de i kommersiella m?tenheter och i processtyrning. M?tfelet f?r dessa enheter, beroende p? version, ?r cirka ± 0,5 % av det uppm?tta v?rdet. Beroende p? m?tprincipen ska mediet vara rent (tidspulsfl?desm?tare) eller inneh?lla ol?sta partiklar och/eller ol?st luft (Dopplerfl?desm?tare). Som exempel p? media f?r det andra fallet kan man ange slam, suspensioner, borrv?tskor etc.

Fl?desm?tare med kl?mgivare ?r l?tta att installera och anv?nds som regel f?r driftredovisning och i icke-kritiska tekniska processer (fel i storleksordningen ± 1 ... 3 % av skalan) eller i applikationer d?r det ?r inte m?jligt att installera fullfl?desm?tare.
Coriolis massfl?desm?tare kan, i kraft av sin m?tprincip, m?ta fl?det av n?stan alla media. Dessa enheter k?nnetecknas av h?g m?tnoggrannhet (± 0,1…0,5 % av det uppm?tta v?rdet vid m?tning av massfl?de) och h?ga kostnader. D?rf?r rekommenderas Coriolis fl?desm?tare i f?rsta hand f?r anv?ndning i dep??verf?ringsenheter, doserings-/fyllningsprocesser eller kritiska tekniska processer d?r det ?r n?dv?ndigt att m?ta massfl?det av ett medium eller kontrollera flera parametrar samtidigt (massfl?de, densitet och temperatur).

Dessutom kan massfl?desm?tare anv?ndas som densitetsm?tare n?r de installeras till exempel i en bypass-ledning. I alla andra fall, med enklare applikationer, kanske massfl?desm?tare inte ?r konkurrenskraftiga j?mf?rt med volymetriska fl?desm?tare som kan anv?ndas f?r att l?sa samma problem.
Massfl?desm?tare anv?nder vanligtvis rostfritt st?l eller Hastelloy-legering som m?tr?rsmaterial, s? dessa enheter ?r inte l?mpliga f?r m?tning av starkt korrosiva media. M?jligheten att m?ta massfl?de direkt g?r det m?jligt att anv?nda massfl?desm?tare f?r att m?ta fl?det av tv?fasmedier med f?rm?gan att best?mma koncentrationen av ett medium i ett annat. Det finns ocks? restriktioner. Som regel anv?nds rostfritt st?l och Hastelloy-legering som m?tr?rsmaterial i massfl?desm?tare, d?rf?r ?r dessa enheter inte l?mpliga f?r att m?ta fl?det av starkt korrosiva media. Dessutom p?verkas noggrannheten av fl?desm?tning med massfl?desm?tare starkt av n?rvaron av ol?st gas i det uppm?tta mediet.
Rotametrar anv?nds vanligtvis f?r att m?ta l?ga fl?deshastigheter. Noggrannhetsklassen f?r dessa enheter, beroende p? version, varierar inom 1,6 ... 2,5, s? anv?ndningen av dessa enheter rekommenderas i uppgifterna f?r operativ redovisning och kontroll av tekniska processer.
Rostfritt st?l och PTFE anv?nds som m?tr?rsmaterial, vilket g?r det m?jligt att anv?nda rotametrar f?r att m?ta fl?det av korrosiva medier. Metallrotametrar g?r det ocks? m?jligt att m?ta fl?det av h?gtemperaturmedier.Det b?r noteras att det ?r om?jligt att m?ta fl?deshastigheten f?r lim, slipmedel och medier med mekaniska f?roreningar med hj?lp av rotametrar. Dessutom finns det en begr?nsning f?r installationen av denna typ av fl?desm?tare: de ?r endast till?tna att installeras p? vertikala r?rledningar med riktningen f?r fl?det av det uppm?tta mediet fr?n botten och upp. Moderna rotametrar, f?rutom indikatorer, kan utrustas med en mikroprocessorelektronikmodul med en utsignal p? 4 ... 20 mA, en totalisator och gr?nsl?gesbrytare f?r drift i fl?desrel?l?get.

?ven om virvelm?tare har utvecklats specifikt f?r att m?ta gas/?ngfl?de, kan de ocks? anv?ndas f?r att m?ta fl?det av flytande media. Men p? grund av deras designegenskaper ?r de mest rekommenderade till?mpningarna av dessa enheter i uppgifterna f?r operativ redovisning och kontroll av tekniska processer:
fl?desm?tning av h?gtemperaturv?tskor med temperaturer upp till +450 °С;
m?tning av fl?deshastigheten f?r kryogena v?tskor med temperaturer upp till -200 °C;
vid h?gt, upp till 25 MPa, processtryck i r?rledningen;
fl?desm?tning i r?rledningar stor diameter(dr?nkbara virvelfl?desm?tare).
I detta fall m?ste v?tskan vara ren, enfasig, med en viskositet p? h?gst 7 cP.

Gas- och ?ngfl?desm?tning

Till skillnad fr?n v?tskor, som villkorligt kan betraktas som praktiskt taget inkompressibla medier, beror volymen av gasformiga medier avsev?rt p? temperatur och tryck. N?r man tar h?nsyn till m?ngden gaser fungerar de d?rf?r med volym och fl?deshastighet, reducerad antingen till normala f?rh?llanden (T = 0 °C, P = 101,325 kPa abs.), eller till standardvillkor(T = +20°C, P = 101,325 kPa abs.).

S?ledes, f?r att m?ta m?ngden gas och ?nga, tillsammans med en volymfl?desm?tare, tryck- och temperatursensorer, antingen en densitetsm?tare eller en massfl?desm?tare, s?v?l som en ber?kningsenhet (korrigerare eller annan sekund?r enhet med l?mpliga matematiska funktioner) kr?vs. Gasfl?deskontroll i processtill?mpningar ?r ofta begr?nsad till att endast m?ta volymfl?det, men f?r noggrann kontroll ?r det ocks? n?dv?ndigt att best?mma fl?deshastigheten under normala f?rh?llanden, speciellt vid stora fluktuationer i gasdensiteten.

Den vanligaste metoden f?r att m?ta fl?det av gas och ?nga ?r metoden f?r variabelt tryckfall (RPD), och avsmalningsanordningar anv?nds traditionellt som prim?rfl?desgivare, i f?rsta hand en standard?ppning. De fr?msta f?rdelarna med PPD-fl?desm?tare ?r verifiering utan spill, l?g kostnad, brett anv?ndningsomr?de och l?ng driftserfarenhet. Denna metod har emellertid ocks? mycket allvarliga nackdelar: ett kvadratiskt beroende av tryckfallet p? fl?deshastigheten, stora tryckf?rluster p? begr?nsningsanordningarna och str?nga krav p? raka sektioner av r?rledningen. Som ett resultat finns det f?r n?rvarande, b?de i Ryssland och runt om i v?rlden, en tydlig trend mot att ers?tta fl?desm?tsystem med ?ppningar med fl?desm?tare med andra m?tprinciper. F?r r?rledningar med sm? och medelstora diametrar finns det nu ett brett utbud olika metoder och fl?desm?tinstrument, men f?r r?rledningar med en diameter p? 300 ... 400 mm och ?ver finns det praktiskt taget inget alternativ till tryckh?llningsmetoden. F?r att bli av med nackdelarna med traditionella PPD-fl?desm?tare med ?ppningar, samtidigt som man beh?ller f?rdelarna med sj?lva metoden, till?ter man anv?ndningen av medeltrycksr?r i Torbar-serien som prim?rfl?desomvandlare och digitala tryckdifferensgivare i EJA / EJX-serien som medel f?r att m?ta differenstryck (differentialtrycksm?tare). Samtidigt minskar tryckf?rlusterna tiotals och hundratals g?nger, raka sektioner reduceras med i genomsnitt 1,5 ... 2 g?nger, kan det dynamiska omr?det f?r fl?de n? 1:10.

P? senare tid Vortexfl?desm?tare hittar bredare till?mpningar f?r att m?ta fl?det av gas och ?nga. J?mf?rt med fl?desm?tare med variabelt tryck har de en bredare neds?nkning, l?gre tryckfall och raka k?rningar. Dessa enheter ?r mest effektiva vid m?tning, fr?mst kommersiellt, och i kritiska fl?deskontrolluppgifter. Anv?ndningen av en fl?desm?tare med inbyggd temperaturgivare eller en standardfl?desm?tare i kombination med temperatur- och tryckgivare g?r det m?jligt att best?mma mediets massfl?de, vilket ?r s?rskilt viktigt vid m?tning av ?ngfl?de.

Men dessa enheter, p? grund av s?rdragen i deras m?tprincip, anv?nds inte f?r:
fl?desm?tning av flerfas, sj?lvh?ftande media och media med solida inneslutningar;
fl?desm?tning av media med l?ga fl?deshastigheter.

F?r l?ga till medelstora fl?deshastigheter f?r fl?desm?tning tekniska gaser rotametrar anv?nds i stor utstr?ckning. Dessa enheter ?r designade f?r att fungera med b?de h?gtemperatur- och korrosiva media och anv?nds ofta i olika utf?randen. Men, som n?mnts ovan, monteras rotametrar endast p? vertikala r?rledningar med en fl?desriktning fr?n botten till toppen och anv?nds inte f?r att m?ta fl?deshastigheten f?r limmedia och media som inneh?ller fasta ?mnen, inklusive slipmedel.

Om det ?r n?dv?ndigt att direkt m?ta gasens massfl?de, anv?nds ?ven massfl?desm?tare av Coriolis. Men n?r man anv?nder dessa anordningar ?r m?tningen av densiteten och f?ljaktligen ber?kningen av volymfl?det inte m?jlig, eftersom gasernas densitet ?r under minimiv?rdet f?r m?tomr?det f?r densiteten f?r dessa fl?desm?tare. Med h?nsyn till den h?ga kostnaden f?r dessa enheter rekommenderas deras anv?ndning i de mest kritiska processerna, d?r den kritiska parametern ?r mediets massfl?deshastighet.

Ans?knings?versiktstabell olika typer fl?desm?tare

Ultraljudsfl?desm?tare ?r enheter baserade p? att m?ta den fl?desberoende effekten som uppst?r n?r akustiska vibrationer passerar genom ett v?tske- eller gasfl?de. N?stan alla akustiska fl?desm?tare som anv?nds i praktiken arbetar i ultraljudsfrekvensomr?det och kallas d?rf?r ultraljud.

En ultraljudsfl?desm?tare ?r en anordning vars direkta syfte ?r att m?ta de akustiska effekter som uppst?r under f?rflyttning av ett ?mne vars fl?de ska m?tas. Beslutet att k?pa en ultraljudsfl?desm?tare ?r idealiskt om du vill m?ta volymen eller fl?det av eventuella v?tskor som transporteras genom en tryckledning. Om strikt kontroll och redovisning av s?dana indikatorer som konsumtion av kyla eller varmt vatten, volymen av leverans av olika oljeprodukter, gas eller avfall, det b?sta alternativet skulle vara att best?lla ultraljudsfl?desm?tare som hj?lper dig att snabbt och enkelt kontrollera dessa parametrar.

De flesta f?retagsledare ?r idag ?verens om att priset p? en fl?desm?tare har liten betydelse n?r det kommer till f?retags stordriftsf?rdelar. En modern ultraljudsfl?desm?tare ?r en enhet som ?r enkel och p?litlig i drift, s?v?l som h?g noggrannhet, vilket g?r den till en utm?rkt l?sning till ett l?gt pris.

De ?r indelade i fl?desm?tare baserade p? r?relsen av akustiska vibrationer av ett r?rligt medium, och fl?desm?tare baserade p? Dopplereffekten, som d?k upp senare. Huvudf?rdelningen togs emot av fl?desm?tare baserade p? att m?ta skillnaden i tiden f?r passage av akustiska vibrationer l?ngs fl?det och mot det. Mycket mindre vanliga ?r ultraljudsfl?desm?tare d?r akustiska vibrationer ?r riktade vinkelr?tt mot fl?det och graden av avvikelse av dessa vibrationer fr?n den ursprungliga riktningen m?ts. Dopplerbaserade ultraljudsfl?desm?tare ?r i f?rsta hand avsedda f?r lokal hastighetsm?tning, men de finner ?ven anv?ndning inom fl?desm?tning. Deras m?tscheman ?r enklare.

Tillsammans med de tre typerna av ultraljudsfl?desm?tare som anges finns det akustiska fl?desm?tare, s? kallade l?ngv?gsm?tare, som arbetar i ljudfrekvensomr?det f?r akustiska vibrationer.

Ultraljudsfl?desm?tare anv?nds vanligtvis f?r att m?ta volymetriskt fl?de eftersom effekterna som uppst?r n?r akustiska vibrationer passerar genom ett v?tske- eller gasfl?de ?r relaterade till det senares hastighet. Men genom att l?gga till en akustisk givare som svarar p? densiteten hos det uppm?tta ?mnet kan ?ven massfl?desm?tning utf?ras. Det givna felet f?r ultraljudsfl?desm?tare ligger inom ett brett intervall fr?n 0,1 till 2,5%, men i genomsnitt kan det uppskattas till 0,5-1%. Mycket oftare anv?nds ultraljudsfl?desm?tare f?r att m?ta fl?deshastigheten f?r en v?tska, snarare ?n en gas, p? grund av den senares l?ga akustiska motst?nd och sv?righeten att f? intensiva ljudvibrationer i den. Ultraljudsfl?desm?tare ?r l?mpliga f?r r?r med valfri diameter, fr?n 10 mm eller mer.

Befintliga ultraljudsfl?desm?tare ?r mycket olika b?de vad g?ller utformningen av prim?ra givare och de m?tkretsar som anv?nds. Vid m?tning av fl?deshastigheten f?r rena v?tskor anv?nds vanligtvis h?ga frekvenser (0,1-10 MHz) av akustiska vibrationer. Vid m?tning av f?rorenade ?mnen m?ste sv?ngningsfrekvenserna reduceras avsev?rt ner till flera tiotals kilohertz f?r att undvika spridning och absorption av akustiska sv?ngningar. Det ?r n?dv?ndigt att v?gl?ngden ?r en storleksordning st?rre ?n diametern p? fasta partiklar eller luftbubblor. L?ga frekvenser anv?nds i ultraljudsgasfl?desm?tare.

S?ndare och mottagare av akustiska vibrationer.

F?r att inf?ra akustiska vibrationer i fl?det och f?r att ta emot dem vid fl?desutloppet kr?vs s?ndare och mottagare av vibrationer - huvudelementen i de prim?ra omvandlarna av ultraljudsfl?desm?tare. N?r de komprimeras och str?cks i vissa riktningar av vissa kristaller (piezoelektriska element), bildas deras ytor elektriska laddningar, och vice versa, om en skillnad i elektriska potentialer appliceras p? dessa ytor, kommer det piezoelektriska elementet att str?cka sig eller krympa, beroende p? vilken av ytorna som kommer att ha mer sp?nning - den omv?nda piezoelektriska effekten. Den senare ?r baserad p? funktionen av s?ndare som omvandlar elektrisk v?xelsp?nning till akustiska (mekaniska) vibrationer med samma frekvens. Den direkta piezoelektriska effekten anv?nds av mottagare som omvandlar akustiska vibrationer till alternerande elektriska sp?nningar.

Den piezoelektriska effekten ?terfanns fr?mst i naturlig kvarts. Men nu, n?stan ?verallt, anv?nds bara piezokeramiska material som s?ndare och mottagare av akustiska vibrationer i ultraljudsfl?desm?tare, fr?mst bariumtitanat och blytitanatzirkonat - en fast l?sning av zirkonat och titanat, bly, som har en stor piezomodul och h?g dielektricitetskonstant , flera hundra g?nger st?rre ?n kvarts. Efter en speciell ytbehandling av s?ndare och mottagare t?cks de med ett lager av metall (i de flesta fall genom f?rsilvning). Anslutningstr?dar l?ds till detta lager.

F?r att erh?lla intensiva akustiska vibrationer ?r det n?dv?ndigt att arbeta med det piezoelektriska elementets resonansfrekvens. Med rena v?tskor ?r det tillr?dligt att arbeta med h?ga resonansfrekvenser och d?rf?r b?r tunna piezokeramiska plattor anv?ndas. F?r ?mnen som inneh?ller mekaniska f?roreningar eller gasbubblor, n?r en liten frekvens kr?vs, ?r det n?dv?ndigt att anv?nda tjocka piezokeramik eller tjocka metallplattor som ska limmas p? b?da sidor av en tunn piezokeramisk platta. S?ndare och mottagare ?r i de flesta fall gjorda i form av runda skivor med en diameter p? 10-20 mm, ibland mindre.

Funktionsprincipen och varianter av ultraljudsfl?desm?tare med oscillationer riktade l?ngs fl?det och mot det.

I de flesta fall ?r planen f?r de emitterande och mottagande piezoelektriska elementen placerade i n?gon vinkel mot r?raxeln. Passagen av ultraljud riktad l?ngs fl?det och mot det k?nnetecknas av v?rdet p? passagehastigheten f?r det erforderliga avst?ndet och tiden som spenderas p? dess passage.

S?ledes ?r tidsskillnaden direkt proportionell mot hastigheten.

Det finns flera s?tt att m?ta ett mycket litet v?rde av tid: fas, som m?ter skillnaden i fasf?rskjutningar av akustiska sv?ngningar riktade l?ngs fl?det och mot det (fasfl?desm?tare); tidspulsmetod baserad p? direkt m?tning av skillnaden mellan transittiderna f?r korta pulser uppstr?ms och nedstr?ms (tidspulsfl?desm?tare); frekvensmetod, d?r skillnaden mellan repetitionsfrekvenserna f?r korta pulser eller paket av akustiska vibrationer riktade l?ngs med och mot fl?det m?ts (frekvensfl?desm?tare). Den senare metoden och dess varianter har blivit utbredd.

Beroende p? antalet akustiska kanaler ?r ultraljudsfl?desm?tare indelade i enkelstr?le eller enkelkanal, dubbelstr?le eller tv?kanalig och multistr?le eller multikanal. De f?rra har bara tv? piezoelektriska element, som var och en i sin tur utf?r funktionerna str?lning och mottagning. Deras v?sentliga f?rdel ?r fr?nvaron av rumslig asymmetri hos de akustiska kanalerna, vilket beror p? skillnaden i deras geometriska dimensioner, s?v?l som skillnaden i temperatur och fl?deskoncentration i dem. De senare har tv? s?ndare och tv? mottagare, som bildar tv? oberoende akustiska kanaler som ?r parallella eller korsar med varandra. Multichannel anv?nds n?r det ?r n?dv?ndigt att m?ta fl?deshastigheten f?r deformerade fl?den eller f?r att uppn? ?kad noggrannhet, i synnerhet vid anv?ndning av en ultraljudsfl?desm?tare som referens.

P?verkan av hastighetsprofilen.

Hastighetsprofilen har en betydande inverkan p? avl?sningarna av ultraljudsfl?desm?tare och deras fel. L?t oss ?verv?ga denna effekt f?r de vanligaste fl?desm?tarna med vinkelinmatning av akustiska vibrationer vid en punkt. I det h?r fallet kommer ultraljudsstr?len att reagera p? den genomsnittliga hastigheten ?ver diametern, som alltid kommer att vara st?rre ?n den genomsnittliga hastigheten ?ver r?rledningens tv?rsnittsarea. Om akustiska vibrationer inte skickas i det diametrala planet, utan i planet som passerar genom n?got av ackorden. I sj?lva verket, n?r kordan r?r sig bort fr?n diametern, kommer hastigheten i medeltal ?ver kordan att minska, och vid ett visst avst?nd mellan diametern och kordan, lika med (0,5-0,54) D / 2, kommer hastigheten i den turbulenta zonen att bli lika med genomsnittet. Ackordsondering f?rb?ttrar fl?desm?tningens noggrannhet, s?rskilt om den utf?rs l?ngs flera ackord, men samtidigt blir utformningen av en ultraljudsfl?desm?tare mer komplicerad. Att sondera l?ngs flera kordar ?r anv?ndbart, f?rst och fr?mst i exemplariska installationer, s?v?l som vid m?tning av deformerade fl?den, s?rskilt i r?r med st?rre diameter, d?r det ?r sv?rt att s?kerst?lla en tillr?cklig l?ngd p? den raka sektionen. Detta ger en minskning av felet till 0,1 %, men h?r, i lamin?rt l?ge, ?kar felet till 3,5 %. St?rre noggrannhet erh?lls n?r man l?ter l?ngs fyra (fig. 1, b, c) eller fem ackord. Det finns flera alternativ f?r placeringen av de fyra ackorden. I en av dem ?r tv? parallella ackord bel?gna p? ett avst?nd av 0,5D/2 fr?n den horisontella diametern, och tv? parallella ackord ?r bel?gna p? samma avst?nd fr?n den vertikala diametern (fig. 1, b). H?r ?r l?ngderna p? alla ackord lika, vilket f?renklar bearbetningen av m?tresultat. I en annan variant (fig. 1, c) ?r alla fyra ackorden parallella, tv? av dem ?r p? ett avst?nd av 0,309D/2 och de andra tv? - p? ett avst?nd av 0,809D>/2 fr?n diametern.

Figur 1. Schema f?r arrangemang av ackord f?r akustiskt ljud i en ultraljudsfl?desm?tare.

Sondning l?ngs fem ackord kan utf?ras i olika alternativ. Probande l?ngs fem parallella ackord, vars placering ?r vald enligt kvadratur Gauss-formeln.

Figur 2. Ultraljudsfl?desm?tare med akustiskt ljud l?ngs tre rumsliga ackord.

Sondering kan utf?ras sekventiellt l?ngs fem ackord p? ett avst?nd av 0,5D/2 fr?n r?rets mitt och placerade inte i samma plan utan i rymden (fig. 2). I fl?nsarna 1 och 8 ?r tv? piezoelektriska element 3 och 6 och tv? reflektorer 2 och 7 monterade. De andra tv? reflektorerna 4 och 5 ?r placerade p? motsatta sidor av r?rv?ggen. Det piezoelektriska elementet 3 ?r f?rs?nkt f?r att minska effekten av akustisk interferens. Utspr?ngen av kordan l?ngs vilka de akustiska kanalerna passerar p? sektionen vinkelr?tt mot r?raxeln bildar en liksidig triangel. Med sekventiell sondering f?renklas signalbehandlingskretsen och reverberande interferens elimineras, eftersom de arbetande och reflekterade signalerna separeras i tid. Flerkanaliga akustiska fl?desm?tare kan ge h?g noggrannhet, kr?ver ingen experimentell kalibrering och kan anv?ndas som exemplariska s?dana, men de ?r komplexa och relativt s?llsynta.

F?r konventionella ultraljudsfl?desm?tare med sondering i diametralplanet kr?vs antingen experimentell kalibrering eller best?mning av en korrektionsfaktor med tillr?cklig noggrannhet. Tyv?rr ?r detta inte s? l?tt att g?ra.

Faktum ?r att vibrationerna utbreder sig i ett smalt utrymme som begr?nsas av plan som passerar genom tv? korda, som vart och ett ?r separerat fr?n det diametrala planet med ett avst?nd d/2 i endera riktningen (d ?r diametern p? det utstr?lande piezoelektriska elementet). Dessutom, p? grund av skillnaden i hastigheter ?ver r?rets tv?rsnitt, skiljer sig banan f?r ultraljudsstr?len fr?n en rak.

F?r att f?rb?ttra noggrannheten hos en ultraljudsfl?desm?tare kan ett munstycke eller en konvergerande kon (f?rvirring) installeras framf?r fl?desgivaren, vilket skapar en mycket enhetlig hastighetsprofil vid utloppet, vid vilken multiplikatorn kan tas lika med en. Detta ?r s?rskilt n?dv?ndigt n?r l?ngden p? den raka sektionen ?r otillr?cklig och f?ljaktligen den deformerade hastighetsprofilen. Om det finns motst?nd i r?rledningen som virvlar runt fl?det, b?r en platt?ng placeras framf?r munstycket eller f?rvirringen.

Med sm? r?rdiametrar kan det hydrodynamiska felet elimineras om en fl?desgivare tillverkas med en rektangul?r kanal och rektangul?ra piezoelektriska element som skapar akustiska vibrationer genom hela fl?dets tv?rsnitt.

Omvandlare av ultraljudsfl?desm?tare.

Ultraljudsfl?desm?tarens givare best?r av ett r?rsegment p? vilket tv? eller fyra piezoelektriska element ?r installerade. Med s?llsynta undantag anv?nds skivor, vilket ger riktad str?lning.

Om de piezoelektriska elementen ?r installerade utanf?r r?ret, bryts str?len i dess v?ggar, men ocks? n?r intern installation piezoelektriska element anses det ibland vara ?ndam?lsenligt att fylla h?rnfickornas inre h?lrum med ljudkanaler av metall eller organiskt glas, i vilka str?len ocks? bryts. Drift b?r endast beaktas i givare med str?lbrytning, och effekten av fl?deshastighet kan f?rsummas.

Typiskt tas diametern p? de piezoelektriska elementen i intervallet 5-20 mm. och deras tjocklek beroende p? frekvensen. I frekvens- och tidspulsfl?desm?tare v?ljs en h?g frekvens p? 5-10 MHz, och ibland ?ven 20 MHz, eftersom en ?kning f?rb?ttrar m?tnoggrannheten. I fasfl?desm?tare ?r frekvensen vald s? att vid maximalt fl?de kan den st?rsta fasskillnaden erh?llas, vilken kan m?tas av fasm?taren. Typiskt anv?nds en frekvens p? 50 kHz till 2 MHz. Detta g?ller v?tskor. I gasformiga medier ?r det n?dv?ndigt att minska frekvensen till hundratals och tiotals kilohertz p? grund av sv?righeten att skapa intensiva akustiska sv?ngningar i gaser, s?rskilt vid h?ga frekvenser.

F?r sm? r?rdiametrar anv?nds ibland inte skiva utan rings?ndare och mottagare.

P? fig. 3 visar huvudkretsarna f?r omvandlare av ultraljudsfl?desm?tare. I de tv? f?rsta schemana (fig. 3, a, b) anv?nds ringpiezoelektriska givare, som skapar inte riktad, utan sf?risk str?lning. Den f?rsta av dessa kretsar (a) ?r enkanalig, i vilken var och en av de tv? piezoelektriska elementen i sin tur avger och tar emot akustiska vibrationer. Den andra kretsen (b) ?r tv?kanalig, det mellersta piezoelektriska elementet s?nder ut och de tv? yttersta tar emot.

Figur 3. Schema f?r givare f?r ultraljudsfl?desm?tare.

Sf?riska str?lningsgivare anv?nds endast i r?r med mycket liten diameter f?r att erh?lla en tillr?cklig l?ngd av m?tsektionen, vilket skulle vara mycket liten f?r sm? diametrar om den riktade str?lningen inf?rdes i vinkel. En st?rre l?ngd kan ocks? erh?llas med skivgivare om str?lningen riktas l?ngs r?rets axel (fig. 3, c, d), om det finns multipel reflektion av v?gen fr?n r?rv?ggen (fig. 3, g). , om reflektorer anv?nds (fig. 3, e) eller speciella v?gledare (fig. 3, f). De senare ?r s?rskilt l?mpliga n?r det ?r n?dv?ndigt att skydda den piezoelektriska givaren fr?n en aggressiv milj?. Schemat enligt fig. 3, d - tv?-kanal, resten - en-kanal. System med vinkelinmatning av riktade akustiska vibrationer anv?nds mycket oftare. P? fig. 3 visar zh-k enkanal, och i fig. 3, l, m - tv?kanalsscheman. I de flesta fall (fig. 3. g-i, l, m) ?r r?rledningar utrustade med speciella f?rdjupningar - fickor, i vars djup piezoelektriska element ?r placerade. Fickornas h?lrum kan vara fria (fig. 3, g, h, l, l) eller fyllda med en akustisk ledare av metall eller organiskt glas (fig. 3, i). I vissa fall (fig. 3, j) ?r de piezoelektriska elementen placerade utanf?r r?rledningen. De ?verf?r akustiska vibrationer genom det metalliska, och ibland flytande, akustiska r?ret i r?rv?ggen och vidare till det uppm?tta ?mnet. Omvandlare enligt diagrammen i fig. 3, och, k arbetar med brytningen av ljudstr?len. En speciell krets f?r omvandlaren med multipel reflektion visas i fig. 3, f. F?r att ?ka banan r?r sig ljudstr?len i sicksack och reflekterar fr?n motsatta v?ggar av kanalen. En s?dan givare studerades vid drift i sm? fyrkantiga och runda kanaler.

Givare med fria fickor anv?nds endast f?r rena och icke-aggressiva media f?r att undvika igens?ttning. Vissa f?retag tillhandah?ller dock vattenf?rs?rjning f?r reng?ring. Deras andra nackdel ?r m?jligheten till virvelbildning och effekten p? hastighetsprofilen.

Refractoromvandlare (fig. 3, i, j) ?r fria fr?n dessa brister. Dessutom hj?lper de till att minska efterklangsfelet, eftersom de f?rhindrar att reflekterade vibrationer n?r det mottagande elementet. Men med en f?r?ndring i temperatur, tryck och sammans?ttning av det uppm?tta ?mnet kommer brytningsvinkeln och ljudhastigheten i ljudkanalmaterialet att f?r?ndras.

Ett exempel p? en enkel konstruktion av en piezoelektrisk elementenhet f?r en bensinf?rbrukningsomvandlare visas i fig. fyra.

Figur 4. Fl?desm?tare.

Inuti r?ret 3, fixerat p? gallret 2, passerar ledare 4, av vilka en ?r ansluten till mitten av det piezoelektriska skivelementet 7 och den andra ?r ansluten till dess kanter med hj?lp av kontakter 6 gjorda av folie. Allt detta ?r fyllt med epoxif?rening 5 och skyddat av ett fluoroplastiskt skal 1. M?nga ?rs fabriksdrift har bekr?ftat tillf?rlitligheten hos denna enhet.

Mer komplex ?r utformningen av givarenheten med en v?tskeljudledning placerad utanf?r r?rledningen. En s?dan givare ?r utformad f?r r?r med en diameter p? 150 mm och anv?nds f?r att m?ta v?tskefl?den i intervallet 20-200 m3 / h vid ett tryck p? 0,6 MPa; den anv?nds i fl?desm?tare f?r sm? r?r.

Figur 5. Givare med piezoelektriska ringelement f?r r?r med liten diameter.

Inuti den isolerande hylsan finns ett piezoelektriskt skivelement med en diameter p? 20 mm. Den pressas mot plexiglasmembranet. Vidare ?verf?rs akustiska vibrationer genom kompressoroljan och r?rledningsv?ggen till den uppm?tta substansen. Oljan fylls p? i kaviteten som bildas av kroppen och plattformen poleras i r?rledningsv?ggen.

Fas-ultraljudsfl?desm?tare kallas ultraljudsfl?desm?tare baserade p? beroendet av fasf?rskjutningar av ultraljudsvibrationer som uppst?r p? mottagande piezoelement, p? skillnaden i de g?nger dessa vibrationer f?rdas samma str?cka l?ngs fl?det av en r?rlig v?tska eller gas och mot den. F?rutsatt att de inledande faserna av b?da sv?ngningarna, som har en period och frekvens, ?r exakt desamma.

M?nga scheman f?r en- och tv?kanals fasfl?desm?tare har f?reslagits och implementerats. I enkanaliga fl?desm?tare ?r kretsarna f?r omkoppling av piezoelektriska element fr?n str?lning till mottagning mycket olika, i synnerhet kretsar med samtidig s?ndning av korta ultraljudspaket och samtidig omkoppling av piezoelektriska element fr?n str?lning till mottagning. Ett liknande schema anv?nds i en enkanalig fl?desm?tare utformad f?r att m?ta fl?deshastigheten f?r en suspension av polyeten i bensin i ett r?r med en diameter p? 150 mm, Q = 180 m/h, en oscillationsfrekvens p? 1 MHz. Str?lvinkel 22°. Det givna felet ?r ±2%. De piezoelektriska elementen ?r placerade utanf?r r?ret (se fig. 3, j). Fl?desm?tarens elektroniska krets inkluderar en omkopplingsanordning; master oscillator; tv? generatorer av amplitudmodulerade oscillationer matade till de piezoelektriska elementen; en fasjusteringsanordning, best?ende av en begr?nsarf?rst?rkare, en effektf?rst?rkare, en reversibel motor, en fasskiftare och en fasdelare; en m?tande fasm?tare och en synkroniseringsfasm?tare, som var och en best?r av en katodf?ljare, v?ljarf?rst?rkare, en fasdetektor och en krets automatisk justering f?rst?rkning.

I en fl?desm?tare utformad f?r att styra olja och oljeprodukter, v?xlas de piezoelektriska elementen fr?n str?lning till mottagning med hj?lp av en multivibrator som styr masteroscillatormodulatorerna. En speciell generator skapar en l?gfrekvent sinusformad sp?nning, fr?n vilken rektangul?ra pulser bildas i triggeranordningen. Bakkanten av dessa pulser anv?nds f?r att sl? p? multivibratorn.

I fl?desm?tarkretsen utbreder sig ultraljudsvibrationer med en frekvens p? 2,1 MHz i 500 µs mot varandra med en fasf?rskjutning p? 180°, varefter multivibratorn v?xlar de piezoelektriska elementen fr?n emitterande l?ge till mottagningsl?ge. I en annan fr?mmande fl?desm?tare utf?rs omkopplingen av en speciell generator som skapar signaler av tv? former. En av signalerna s?tter p? generatorn som exciterar sv?ngningarna hos de piezoelektriska elementen, den andra signalen kopplar de piezoelektriska elementen till mottagning. De mottagna sv?ngningarna efter f?rst?rkning omvandlas till rektangul?ra pulser. Efter att ha passerat genom fasf?rskjutningsdetektorn ?r utg?ngspulsbredden proportionell mot denna f?rskjutning. Vid utg?ngen efter likriktning har vi en sp?nning likstr?m proportionell mot konsumtionen. Sv?ngningsfrekvensen ?r 4,2 MHz, omkopplingsfrekvensen f?r de piezoelektriska elementen ?r 4,35 kHz. Lutningsvinkeln f?r de piezoelektriska elementen ?r 300. R?rets diameter ?r 100 mm.

P? grund av komplexiteten hos de flesta scheman f?r omkoppling av piezoelektriska element fr?n str?lning till mottagning har fas enkanaliga fl?desm?tare skapats som inte kr?ver omkoppling. I s?dana fl?desm?tare s?nder b?da piezoelektriska elementen kontinuerligt ut ultraljudsvibrationer av tv? olika, men mycket n?ra frekvenser, till exempel 6 MHz och 6,01 MHz.

Figur 6. Schema f?r en fas-ultraljudsfl?desm?tare.

Enklare elektroniska kretsar har tv?kanaliga fasfl?desm?tare. P? fig. 6 visar ett diagram utformat f?r att m?ta fl?det av v?tskor i r?r med D lika med 100 och 200 mm, och utformat f?r Qmax lika med 30; femtio; 100; 200 och 300 m3/h. Frekvens 1 MHz, maximal fasskillnad (2-2,1) rad. Fl?desm?tarfel +2,5%. Generatorn G, som anv?nder matchande transformatorer, ?r ansluten till de piezoelektriska elementen I1 och I2. Ultraljudsvibrationerna som avges av de senare passerar genom v?tskev?gledarna 1, membranen 3, hermetiskt monterade i r?rledningens 4 v?ggar, passerar genom den uppm?tta v?tskan 2 och sedan genom membranen 5 och v?tskev?gledarna 6 in i de mottagande piezoelementen P1 och P2. De senare vid utg?ngen ?r anslutna till en fasmetrisk krets som en del av FV-fasregulatorn; tv? identiska f?rst?rkare U1 och U2 styrda av de automatiska styrenheterna AGC1 och AGC2; fasdetektor PD och m?tanordning (potentiometer) RP. PV-fasregulatorn ?r utformad f?r att justera startpunkten f?r fasdetektorn och nollkorrigering. Fl?desm?tarens reducerade fel ?r ±2,5 %.

Fasfl?desm?tare var tidigare de vanligaste ultraljudsfl?desm?tarna, men nu anv?nds fr?mst andra fl?desm?tare, med vilka h?gre m?tnoggrannhet kan erh?llas.

Frekvens ultraljudsfl?desm?tare.

Frekvens ultraljudsfl?desm?tare kallas ultraljudsfl?desm?tare baserat p? beroendet av skillnaden i repetitionsfrekvenserna f?r korta pulser eller paket av ultraljudsvibrationer p? skillnaden i de g?nger dessa vibrationer f?rdas samma str?cka l?ngs fl?det av en r?rlig v?tska eller gas och Emot det.

Beroende p? om frekvensskillnaderna f?r paket av ultraljudsvibrationer eller korta pulser som passerar genom en v?tska eller gas m?ts, kallas fl?desm?tarna frekvens-burst eller frekvens-puls. Det schematiska diagrammet f?r den senare med tv? akustiska kanaler visas i fig. 7. Generatorn G skapar h?gfrekventa oscillationer (10 MHz), som efter att ha passerat genom modulatorerna Ml och M2 g?r till de piezoelektriska elementen I1 och I2. S? snart de f?rsta elektriska sv?ngningarna som skapas av de piezoelektriska elementen P1 och P2, efter att ha passerat genom f?rst?rkarna U1 och U2 och detektorerna D1 och D2, n?r modulatorerna M1 och M2, blockerar de senare, som arbetar i triggerl?ge, passagen av sv?ngningar fr?n generatorn G till de piezoelektriska elementen I1 och I2. Modulatorerna ?ppnas igen n?r den sista oscillationen har n?tt dem. Ett instrument kopplat till blandningssteget Cm kommer att m?ta frekvensskillnaden.

Figur 7. Frekvensburst tv?-kanals fl?desm?tare.

I frekvenspulsfl?desm?tare genererar generatorn inte kontinuerliga sv?ngningar, utan korta pulser. De senare kommer till de utstr?lande piezoelektriska elementen med intervaller lika med tiden f?r passage av ultraljud l?ngs och mot fl?deshastigheten. De har dubbelt s? h?ga frekvenser som fl?desm?tare med frekvensburst.

Obetydlig frekvensskillnad i frekvensfl?desm?tare ?r en betydande nackdel som g?r noggrann m?tning sv?r.

D?rf?r har flera metoder f?reslagits f?r att ?ka frekvensskillnaden, implementerade i frekvensfl?desm?tare, byggda i de flesta fall enligt ett enkanalsschema. Dessa metoder inkluderar att extrahera ?vertoner fr?n frekvenser och m?ta skillnadsfrekvensen, samt multiplicera skillnaden k g?nger innan de g?r in i m?tanordningen. Multiplikationsmetoder med differentiell frekvens kan vara olika.

Figur 8. Schema f?r en enkanalig frekvensfl?desm?tare.

P? fig. Figur 8 visar ett diagram i vilket frekvensskillnaden f?r tv? styrda generatorer m?ts, vars perioder, med hj?lp av automatisk frekvensstyrning, s?tts till tider mindre ?n utbredningstiden f?r ultraljudsvibrationer i fl?deshastighetens riktning och mot denna. Enkanalsfl?desomvandlaren har piezoelektriska element 1 och 2, till vilka pulser tas emot i tur och ordning: till den f?rsta fr?n generatorn 4 med en repetitionsperiod T1 och till den andra fr?n generatorn 8 med en repetitionsperiod T2. Tiden f?r passage av akustiska pulser i r?rledningen l?ngs fl?det t1 och mot det t2 ?r k g?nger l?ngre ?n perioderna T1 respektive T2. D?rf?r kommer det att finnas k pulser i str?mmen samtidigt. Vid s?ndning av akustiska pulser l?ngs fl?det ansluter omkopplaren 5 samtidigt det piezoelektriska elementet 1 till generatorn 4, och till det piezoelektriska elementet 2 till f?rst?rkaren av de mottagande signalerna 6. N?r pulserna skickas tillbaka ansluts generatorn 8 till det piezoelektriska elementet 2, och f?rst?rkaren 6 till det piezoelektriska elementet 1. Fr?n f?rst?rkarens 6 utg?ng anl?nder pulserna till ing?ngen till tidsdiskriminatorn 10, som samtidigt tar emot pulser fr?n generatorn 4 eller 8 genom omkopplaren 9, som skapar en referenssp?nning p? diskriminatorn. Sp?nningen vid diskriminatorns utg?ng ?r noll om pulserna fr?n f?rst?rkaren 6 anl?nder samtidigt med pulserna fr?n generatorerna. Annars kommer en sp?nning att uppst? vid diskriminatorns utg?ng, vars polaritet beror p? om referenspulserna fr?n f?rst?rkare 6 leder eller ligger efter. Denna sp?nning matas genom omkopplare 11 genom f?rst?rkare till reversibla motorer 3 eller 7, som ?ndrar pulsfrekvensen hos generatorerna 4 och 8 till s? l?nge som sp?nningen vid diskriminatorns utg?ng blir noll. Frekvensskillnaden mellan de pulser som genereras av generatorerna 4 och 8 m?ts av en frekvensm?tare 12. Fl?desm?tare liknande den som diskuteras kallas ibland f?r tidsfrekvensm?tare.

Ett annat s?tt att multiplicera skillnadsfrekvensen ?r att m?ta frekvensskillnaden f?r tv? h?gfrekvensgeneratorer, varav sv?ngningsperioden f?r den ena ?r proportionell mot tiden f?r passage av akustiska sv?ngningar i fl?desriktningen och den andra ?r proportionell mot tid f?r passage av akustiska sv?ngningar mot fl?det. Efter att ha passerat genom avdelaren s?nds tv? pulser var 6:e ms, ?tskilda av tid. Den f?rsta pulsen passerar l?ngs fl?det (eller mot det) och g?r efter f?rst?rkning in i j?mf?relsekretsen, d?r den andra pulsen ocks? matas utan att passera genom den akustiska banan. Om dessa tv? pulser inte anl?nder samtidigt, sl?s enheten som reglerar frekvensen f?r en generator p? tills b?da pulserna anl?nder till j?mf?relsekretsen samtidigt. Och detta kommer att vara n?r perioden f?r dessa pulser kommer att vara lika. Fl?desm?tningsfelet ?verstiger inte ±1 %.

I de betraktade enkanaliga frekvenspulsfl?desm?tarna finns en alternativ omkoppling av pulser riktade l?ngs fl?det och mot det. Detta kr?ver noggrann m?tning och lagring av autocirkulationsfrekvenserna f?r pulser uppstr?ms och nedstr?ms med efterf?ljande m?tning av skillnaden. Dessutom kan icke-samtidigt sondande uppstr?ms och nedstr?ms ge ett fel p? grund av f?r?ndringar i fl?dets hydrodynamiska egenskaper.

Dessa brister saknar enkanalsfl?desm?tare d?r ultraljudssignaler samtidigt autocirkuleras l?ngs fl?det och mot det, vilka ?r helt tr?ghetsfria.

Detta utesluter stora fel som ?r inneboende i metoder f?r att lagra frekvenserna f?r autocirkulation av ultraljudssignaler l?ngs fl?det och mot det, f?ljt av extrahering av signalen f?r skillnaden i frekvenserna f?r autocirkulation, extrahering av skillnadsfrekvenssignalen baserat p? justering av generatorernas frekvenser, p? omv?nd pulsr?kning, etc. Dessutom ger fl?desm?tarna automatiskt ?terupptagande av deras funktion i h?ndelse av felfunktion i kretsen p? grund av f?rekomsten av akustisk opacitet hos ?mnet i r?ret (upptr?dande av en gasfas , fullst?ndig eller partiell f?rlust av v?tska) anger fl?desm?tarna fl?dets riktning och m?ter fl?det i b?da riktningarna av fl?det. Fl?desm?taren har visat sin goda prestanda vid l?ngvarig fabriksdrift, fl?desm?tarens reducerade fel ?verstiger inte ±0,5%. Fl?desm?tare utformad f?r dynamiska m?tningar av br?nslef?rbrukning i flygplansmotorer, samt f?r att m?ta br?nsle i lastbilar. Testresultaten visade att m?tningarna med fl?desm?taren inte f?r?ndrades med en skarp sv?ng av fl?det i en vinkel av 90° p? ett avst?nd av en nominell diameter framf?r givaren i planet f?r givarens axel och axeln f?r givaren. piezoelektriska element, dvs. l?ngderna av raka r?rsektioner kr?vs inte alls. ?verg?ngsomr?det f?r fl?det i givaren var i den initiala delen av kalibreringskarakteristiken f?r fl?desm?taren. Det fanns ingen skarp b?jning eller brott i karakteristiken i den inledande delen, den initiala delen av kalibreringskarakteristiken var densamma. Enheten har en mycket h?g konvergens av m?tningar. P? olika punkter av m?tomr?det vid konstant fl?de upprepades alla fyra siffrorna i resultaten av tv? eller tre p? varandra f?ljande m?tningar.

Tidspuls ultraljudsfl?desm?tare.

Tidspuls ultraljudsfl?desm?tare kallas, d?r skillnaden i r?relsetiderna f?r korta pulser i fl?desriktningen och mot den l?ngs v?gl?ngden m?ts.

Tidspulsfl?desm?tare ?r i de flesta fall enkanaliga och arbetar p? mycket korta pulser med en varaktighet p? 0,1-0,2 ms, som skickas mot varandra v?xelvis eller samtidigt med en frekvens p? till exempel 0,5 kHz.

Figur 9. Schema f?r en enkanalig tidspulsfl?desm?tare.

P? fig. 9 visar ett f?renklat diagram ?ver en tidspulsfl?desm?tare. Generatorn G skapar pulser med en amplitud p? 700 V, en varaktighet p? 0,2 ms och en repetitionshastighet p? 800 Hz, som i sin tur matas till de piezoelektriska elementen P1 och P2 med hj?lp av vibratorerna V1 och V2, som arbetar med en frekvens p? 400 Hz . De senare skickar snabbt avklingande ultraljudspulser in i v?tskan, och vibratorerna B1 och B2 s?tter p? laddarna ZU1 eller ZU2. Fr?n generatorn G tillf?rs samtidigt en impuls till det piezoelektriska elementet Pl och en impuls till avtryckaren ZU2. s?tter den i ett aktivt ledningstillst?nd. Detta sl?r p? enheten C2, som genererar en s?gtandssp?nning under tiden som ultraljudet passerar genom det uppm?tta ?mnet. Det maximala v?rdet f?r denna sp?nning ?r proportionellt mot tiden. Vid ankomsten av ultraljudspulsen till det piezoelektriska elementet P2 st?ngs enheten C2 av. P? samma s?tt, under passagen av ultraljudspulsen uppstr?ms fr?n P2 till P1, genererar anordningen Cl en sp?nning som ?r proportionell mot tiden. Sp?nningsskillnaden m?ts av DUT. Denna cykel upprepas 400 g?nger per sekund. Det totala fl?desm?tningsfelet ?r ±0,5%.

I en inhemsk tidspulsfl?desm?tare, f?r att f?rb?ttra de dynamiska egenskaperna och eliminera m?jligheten f?r ett fel fr?n asymmetri, appliceras korta pulser samtidigt p? b?da piezoelektriska elementen, som exciterar ultraljudsvibrationer som r?r sig mot varandra. Efter att de n?r motsatta piezoelektriska element bildas elektriska impulser i de senare, som tillsammans med impulser fr?n generatorn passerar genom f?rst?rkare och formare, varefter de kommer in i en enhet som genererar en sp?nning som ?r proportionell mot tiden.

Ultraljudsfl?desm?tare med korrigering f?r ljudets hastighet och densiteten hos det uppm?tta ?mnet.

De tidigare diskuterade ultraljudsfl?desm?tarna anv?nds f?r att m?ta volymetriskt fl?de. F?r att m?ta massfl?de ?r det n?dv?ndigt att ha ett separat extra piezoelektriskt element exciterat med en resonansfrekvens, vilket skickar akustiska vibrationer in i det uppm?tta ?mnet. Sp?nningen som tas bort fr?n den ?r proportionell mot ?mnets specifika akustiska resistans, om den senare ?r mycket mindre ?n generatorns resistans. Genom att multiplicera den elektriska signalen som genereras av detta piezoelektriska element med en signal som ?r proportionell mot volymfl?det, f?r vi en utsignal som ?r proportionell mot massfl?det. En liknande anordning, som anv?nds i en fl?desm?tare med akustiska vibrationer vinkelr?tt mot fl?det, visas nedan i fig. 13.

F?r att eliminera felet fr?n en f?r?ndring i hastigheten p? ultraljud c i den uppm?tta substansen i fas- och tidspulsfl?desm?tare anv?nds speciella korrigeringsscheman. F?r detta ?ndam?l installeras ytterligare ett par piezoelektriska element vid motsatta ?ndar av r?rledningens diameter. Tiden f?r passage av akustiska sv?ngningar mellan dem ?r omv?nt proportionell mot hastigheten. Motsvarande korrigerande m?tsignal ?r proportionell mot hastigheten. Den ?r kvadratisk och huvudfl?desm?tarsignalen ?r uppdelad i den. Uppenbarligen kommer den resulterande signalen att vara proportionell mot hastigheten och kommer inte att bero p? hastigheten p? ultraljudet. Figur 10 visar ett diagram ?ver en s?dan enkanalig fasfl?desm?tare. Mjukvaruenheten PU tillhandah?ller omv?xlande tillf?rsel av elektriska sv?ngningar med en frekvens p? 1/3 MHz fr?n generatorn G och till de piezoelektriska elementen P1 och P2 genom omkopplaren K. De mottagna vibrationerna fr?n dessa piezoelement kommer genom omkopplaren K, den mottagande enheten P och frekvensomvandlaren CH2, som reducerar frekvensen till 1/3 kHz, in i IF-m?taren f?r fasskiftet mellan dem och de ursprungliga sv?ngningarna som kommer fr?n generatorn G genom frekvensomformaren CH1. Device And m?ter fasf?rskjutningsskillnaden proportionell mot tidsskillnaden mellan passagen av ultraljud uppstr?ms och nedstr?ms, och genererar en signal proportionell mot hastigheten.

Figur 10. Schema f?r en fas enkanalig fl?desm?tare med ljudhastighetskorrigering.

PZ och P4 piezoelektriska element har sin egen generator-f?rst?rkare GU och producerar en signal som ?r proportionell mot tiden f?r passage av ultraljud mellan dem och d?rf?r proportionell mot ljudets hastighet. I IR-enheten delas signalen med kvadraten p? signalen, och en signal proportionell mot hastigheten kommer in i IP-m?tenheten. Dess relativa fel ?r 1 %.

Det finns scheman med kompensation f?r p?verkan av ultraljudshastigheten f?r tidspulsfl?desm?tare.

Frekvensfl?desm?tarnas avl?sningar beror inte p? v?rdet p? ljudhastigheten och d?rf?r kr?vs ingen korrigering f?r ultraljudshastigheten h?r. Men om en frekvensfl?desm?tare m?ter massfl?de, beh?vs ett piezoelektriskt element som arbetar med en resonansfrekvens. Med dess hj?lp bildas en signal proportionell mot ?mnets motst?nd, fr?n vilken hastighetsmultiplikatorn m?ste uteslutas. F?r att g?ra detta inf?rs ett block f?r att l?gga till pulsrepetitionsfrekvenser eller paket av akustiska sv?ngningar l?ngs fl?det och mot det, med tanke p? att summan av frekvenserna ?r proportionell mot hastigheten. Ett diagram ?ver en s?dan frekvens-burst-fl?desm?tare visas i fig. elva.

Figur 11. Schema f?r en massfl?desm?tare f?r frekvenspaket.

Ultraljudsfl?desm?tare med vibrationer vinkelr?tt mot r?relse.

Dessa ultraljudsfl?desm?tare skiljer sig v?sentligt fr?n de som tidigare ansetts genom att det inte finns n?gra akustiska vibrationer riktade l?ngs fl?det och mot det. Ist?llet riktas ultraljudsstr?len vinkelr?tt mot fl?det och graden av str?lens avvikelse fr?n den vinkelr?ta riktningen m?ts, beroende p? hastigheten och ?mnet som m?ts. Endast ett piezoelektriskt element avger akustiska vibrationer. Dessa vibrationer uppfattas av ett eller tv? piezoelektriska element.

Figur 12. Schema f?r en fl?desm?tare med str?lning vinkelr?tt mot r?raxeln: a) - med ett mottagande piezoelektriskt element, b) - med tv? mottagande piezoelement;
(1- generator; 2 - emitterande piezoelektriskt element; 3, 5 - mottagande piezoelement; 4 - f?rst?rkare)

Med ett mottagande element (fig. 12, a) kommer m?ngden akustisk energi som kommer in i det att minska med ?kande hastighet, och f?rst?rkarens utsignal kommer att falla. I ett papper anges att signalen blir lika med noll vid en hastighet = 15 m/s (piezoelektriska element diameter 20 mm, frekvens 10 MHz). Med tv? mottagande piezoelektriska element 3 och 5 (fig. 12, b), placerade symmetriskt med avseende p? emittern 2, ?kar utsignalen fr?n differentialf?rst?rkaren 4 med ?kande hastighet. Vid hastighet = 0, h?r ?r utsignalen lika med noll p? grund av likheten mellan den akustiska energin som tillf?rs de piezoelektriska elementen 3 och 5 inkluderade mot varandra. De ?verv?gda fl?desm?tarna ?r enkla i design. Schemat med differentiell inkludering av piezoelektriska element ?r b?ttre. Det f?rb?ttrar stabiliteten f?r avl?sningar, som bryts i en krets med ett enda mottagande piezoelektriskt element. f?r?ndring i absorptionskoefficienten under p?verkan av slumpm?ssiga orsaker. Fl?desm?tningens noggrannhet begr?nsas dock av den l?ga k?nsligheten hos sj?lva metoden.

Figur 13 – Schematisk fl?desm?tare f?r flera reflektioner.

I detta avseende f?resl?s fl?desm?tare med m?nga reflektioner av akustiska vibrationer fr?n r?rv?ggarna. Vibrationerna ?r inte riktade vinkelr?tt mot r?raxeln, utan bildar en liten vinkel med den (bild 13). Banan f?r ultraljudsstr?len vid hastighet = 0 visas som en heldragen linje. I detta fall mottar b?da mottagande piezoelektriska elementen samma m?ngd akustisk energi, och det finns ingen signal vid utg?ngen av differentialf?rst?rkaren UD. Str?lens bana n?r hastigheten v visas visas med en streckad linje. Ju h?gre hastighet, desto mer energi f?r det v?nstra mottagande piezoelektriska elementet j?mf?rt med det h?gra, och desto st?rre blir signalen vid utg?ngen av UD-f?rst?rkaren. Fr?n generatorn G anl?nder signalerna till s?ndaren 3 och omkopplaren K. Det piezoelektriska hj?lpelementet, exciterat vid resonansfrekvensen, ger en signal som ?r proportionell mot den akustiska impedansen hos ?mnet som m?ts. Denna signal genom kretsen och DC-korrigeringsdetektorn kommer in i ber?kningsanordningen VU. H?r multipliceras den med huvudsignalen, som ?r proportionell mot hastigheten, som kommer fr?n UD-f?rst?rkaren genom detektorn D. Den resulterande signalen, som ?r proportionell mot hastigheten, d.v.s. mot massfl?det, m?ts av MP-anordningen . K?nsligheten hos en s?dan fl?desm?tare ?r ganska h?g, men dess avl?sningar beror p? tillst?ndet (korrosion och f?rorening) hos r?rets reflekterande ytor.

Ultraljudsfl?desm?tare f?r speciella ?ndam?l.

Ultraljudsmetoden kan anv?ndas inte bara f?r att m?ta fl?deshastigheterna f?r v?tskor och gaser som r?r sig i r?rledningar, utan ocks? f?r att m?ta hastigheter och fl?deshastigheter f?r dessa ?mnen i ?ppna kanaler och floder, i gruvdrift och meteorologiska installationer. Dessutom finns utvecklingar av portabla fl?desm?tare designade f?r installation utanf?r r?rledningen.

Figur 14. B?rbar ultraljudsfl?desgivare.

M?tning av luftfl?de i gruvor. Tv? piezoelektriska element installerade p? samma v?gg i gruvan arbetar direkt akustisk str?lning med l?g frekvens (16-17 kHz) i motsatta riktningar. De mottagande piezoelektriska elementen ?r placerade p? den andra v?ggen p? stort (5-6 m) avst?nd fr?n de magnetostriktiva s?ndarna.

M?tning av lufthastighet i meteorologiska anl?ggningar. Akustiska metoder f?r att m?ta lufthastigheten introduceras alltmer i meteorologisk praxis. Specialdesigner av givare utvecklas f?r anv?ndning i meteorologiska installationer. I en av dem skapar en piezokeramisk radiellt polariserad ring icke-riktad str?lning i ett plan vinkelr?tt mot symmetriaxeln.

Fel p? fl?desm?tare baserade p? f?rskjutning av akustiska vibrationer.

Felaktig redovisning av hastighetsprofilen. Detta fel uppst?r fr?n oj?mlikheten i medelfl?deshastigheten f?r den uppm?tta substansen av medelhastigheten l?ngs v?gen f?r akustiska vibrationer. Denna oj?mlikhet beaktas av en korrektionsfaktor, vars exakta v?rde ?r sv?rt att fastst?lla. I ?verg?ngsregionen fr?n lamin?r till turbulent regim ?r f?r?ndringen i korrektionsfaktorn ?nnu mer signifikant. D?rf?r, om ett konstant v?rde p? korrektionsfaktorn antas under kalibreringen av anordningen, motsvarande medelv?rdet eller annat v?rde av fl?deshastigheten, s? uppst?r vid andra fl?deshastigheter ett ytterligare m?tfel. Med deformerade fl?den ?r det verkliga v?rdet av korrektionsfaktorn s?rskilt sv?rt att fastst?lla. I det h?r fallet b?r fl?desgivare anv?ndas, d?r akustiska vibrationer riktas l?ngs fyra ackord (se fig. 1), eller s? b?r ett munstycke eller f?rvirring installeras som r?tar ut hastighetsdiagrammet.

?ndra hastigheten p? ultraljud. Ultraljudshastigheten i v?tskor och gaser beror p? densiteten hos de senare, som ?ndras med temperatur, tryck och sammans?ttning eller inneh?ll (koncentration) av enskilda komponenter. F?r v?tskor beror hastigheten praktiskt taget endast p? temperatur och inneh?ll. F?r?ndringen i hastighet ?r v?sentlig f?r fas- och tidspulsfl?desm?tare. F?r dem kan felet vid m?tning av fl?deshastigheten fr?n en f?r?ndring i c l?tt n? 2-4% eller mer, eftersom n?r hastigheten ?ndras med 1% ?kar felet med 2%. F?r fl?desm?tare med str?lning vinkelr?tt mot r?raxeln ?r felet tv? g?nger mindre. Med frekvensfl?desm?tare har en f?r?ndring av hastighetsv?rdet mycket liten effekt p? m?tresultaten.

Det ?r m?jligt att eliminera effekten av hastighets?ndring p? avl?sningarna av fas- och tidspulsfl?desm?tare, s?v?l som fl?desm?tare med str?lning vinkelr?t mot r?raxeln, antingen genom att till?mpa l?mpliga korrigeringsscheman eller genom att byta till massfl?desm?tning.
I det f?rsta fallet inf?rs en ytterligare akustisk kanal, vinkelr?tt mot r?raxeln. F?r fasfl?desm?tare ges motsvarande krets i fig. 10. Vid m?tning av massfl?de inf?rs ytterligare ett piezoelektriskt element f?r att m?ta mediets akustiska resistans, vilket ?r proportionellt mot ?mnets resistans (se fig. 11 och 13).

I omvandlare med brytning ?r partiell kompensation av p?verkan av c m?jlig genom att v?lja euduktens material och vinkeln a f?r dess placering. Kompensation uppst?r eftersom temperatureffekten av m?tning av brytningsindex p? tidsskillnaden i fas och tidspuls fl?desm?tare ?r motsatt till den direkta effekten p? tidpunkten f?r hastighets?ndringen. Men med betydande temperaturf?r?ndringar ?r denna metod ineffektiv p? grund av instabilitet. temperaturkoefficienter. Flera stora m?jligheter denna metod har n?r man installerar piezoelektriska element utanf?r r?ret och anv?nder flytande ljudledningar.

Asymmetri av elektroniska-akustiska kanaler. I dubbelstr?lefl?desm?tare ?r viss asymmetri hos de akustiska kanalerna oundviklig, vilket kan orsaka ett betydande fel vid m?tning av skillnaden i r?relsetider i fl?desriktningen och mot den. Tidsfelet ?r summan av tidsfelet som orsakas av skillnaden i kanalernas geometriska dimensioner, p? grund av skillnaden i densiteten hos det uppm?tta ?mnet i dem.

Geometriska asymmetrifel kan kompenseras f?r vid nollfl?de. Men om hastigheterna med vilka denna kompensation utf?rdes avviker, kommer felet att dyka upp igen, om ?n i mycket mindre utstr?ckning. F?r att minska felet placeras b?da akustiska kanalerna s? n?ra varandra som m?jligt. I detta avseende, kretsar med kanaler anordnade parallellt (se fig. 3, k), b?ttre uppl?gg med korsande akustiska kanaler (se fig. 3, l). Det st?rsta felet kan uppst? i en krets med tre piezoelektriska element (se fig. 3, b). Med sm? r?rdiametrar och l?gfrekvent, och d?rf?r d?ligt riktad str?lning, n?r det ?r sv?rt att anv?nda en givare h?rntyp, ?r det n?dv?ndigt att till?mpa speciella ?tg?rder f?r att uppr?tth?lla lika temperaturer i b?da kanalerna. S? n?r man m?ter en liten fl?deshastighet av stenkolstj?ra som inneh?ller fasta partiklar och fukt, togs frekvensen av akustiska sv?ngningar lika med 0,1 MHz, och fl?desgivaren gjordes enligt kretsen som visas i fig. 194, g. F?r att utj?mna temperaturen i kanalerna p? avst?nd fr?n varandra, borras de i ett massivt metallblock t?ckt med v?rmeisolering.

Doppler ultraljudsfl?desm?tare.

Dopplerfl?desm?tare ?r baserade p? en fl?desberoende m?tning av dopplerfrekvensskillnaden som uppst?r n?r akustiska vibrationer reflekteras av fl?desinhomogeniteter. Frekvensskillnaden beror p? hastigheten p? partikeln som reflekterar akustiska vibrationer och hastigheten f?r utbredningen av dessa vibrationer.

Med ett symmetriskt arrangemang av de emitterande och mottagande piezoelektriska elementen (fig. 15) i f?rh?llande till hastigheten eller, som ?r densamma, r?rets axel, ?r lutningsvinklarna lika med varandra.

Figur 15. Schema f?r dopplerfl?desgivaren (1,2 - emitterande och mottagande piezoelektriskt element)

S?lunda kan den uppm?tta frekvensskillnaden tj?na till att m?ta reflektorpartikelns hastighet, dvs. att m?ta den lokala fl?deshastigheten. Detta f?r Doppler ultraljudsfl?desm?tare n?rmare andra lokala hastighetsbaserade fl?desm?tare. F?r deras till?mpning ?r det n?dv?ndigt att k?nna till f?rh?llandet mellan hastigheten och reflektorns partiklar och medelhastigheten f?r fl?det. En artikel ?verv?ger m?jligheten att m?ta hastigheter med hj?lp av Dopplermetoden vid ett antal punkter i den diametrala sektionen av ett fl?de, d.v.s. erh?lla en hastighetsprofil. F?r att g?ra detta skickar s?ndaren akustiska pulser med en varaktighet p? 0,1-1 ms och en frekvens p? 15-23 kHz in i str?mmen. Mottagaren ?ppnar endast ett ?gonblick efter f?rdr?jningstiden efter att pulsen s?nts. Genom att m?ta f?rdr?jningstiden kan man f? information om hastigheten hos partiklar som befinner sig p? olika punkter i fl?destv?rsnittet.

Med sm? r?rdiametrar (mindre ?n 50-100 mm) finns dopplerfl?desm?tare, d?r l?ngden p? de emitterande och mottagande piezoelektriska elementen ?r lika med r?rets innerdiameter. De reagerar inte p? en, utan p? flera lokala partikelhastigheter bel?gna i r?rsektionens diametrala plan. Ett exempel p? en s?dan anordning visas i fig. 16. Piezoelektriska element av bariumtitanat, 20 mm l?nga, 6-5 mm breda, str?lningsfrekvens 5 MHz, Dopplerfrekvensf?rskjutning p? cirka 15 kHz. Det uppm?tta ?mnet ?r en 1% suspension av bentonit med partikeldiametrar som inte ?verstiger 0,1 mm. F?r att eliminera os?kerheten i avl?sningarna i ?verg?ngszonen sk?rmades de piezoelektriska elementen i mittdelen. P? grund av detta ?kade hastighetsf?rh?llandet i den lamin?ra zonen kraftigt och blev praktiskt taget detsamma som i den turbulenta zonen, och lutningen p? den r?ta kalibreringslinjen blev densamma i b?da zonerna. F?r att f?rhindra bildandet av virvlar i relativt stora fickor d?r piezoelektriska element ?r installerade, fylls det fria utrymmet i dem med polystyrenfolie, som har samma akustiska motst?nd som vatten.

Nu ?r i de flesta fall de piezoelektriska elementen i Dopplerfl?desm?tare placerade utanf?r r?ret. Detta ?r s?rskilt n?dv?ndigt vid m?tning av f?rorenade och n?tande ?mnen, men i detta fall m?ste ytterligare fel beaktas, s?rskilt p? grund av str?lens brytning i r?rv?ggen.

Figur 16. Schema f?r en dopplerfl?desm?tare i en arbetare med liten diameter (1,2 - emitterande och mottagande piezoelektriska element; 3 - oscillator med en frekvens p? 5 MHz; 4 - likriktarfilter; 5 - f?rst?rkare; 6 - Dopplerfrekvensskiftm?tare)

J?mf?rt med andra ultraljudsfl?desm?tare har Doppler-m?tare den l?gsta noggrannheten p? grund av det faktum att utsignalen representerar ett helt spektrum av frekvenser som ?r ett resultat av en f?rskjutning i den initiala frekvensen inte av en partikel - en reflektor, utan av ett antal partiklar som har olika hastigheter. D?rf?r ?r det relativa felet f?r fl?desm?tning vanligtvis inte mindre ?n 2-3%.

Doppler ultraljudsfl?desm?tare blir mer och mer utbredda. De anv?nds huvudsakligen f?r att m?ta fl?det av olika slurrys, inklusive slurryer, suspensioner och emulsioner som inneh?ller partiklar som skiljer sig i densitet fr?n det omgivande ?mnet. Men ?ven naturliga inhomogeniteter (inklusive gasbubblor) som finns i olika v?tskor ?r tillr?ckliga f?r att manifestera dopplereffekten. I fr?nvaro rekommenderas det att bl?sa in luft eller gas i fl?det genom ett r?r med h?l p? 0,25-0,5 mm p? ett avst?nd framf?r fl?desomvandlaren. Fl?deshastigheten f?r den bl?sta gasen ?r 0,005 0,1 % av fl?deshastigheten f?r den uppm?tta substansen.

Akustiska l?ngv?gsfl?desm?tare (l?g frekvens).

Till skillnad fr?n alla tidigare betraktade ultraljudsfl?desm?tare, arbetar l?ngv?giga akustiska fl?desm?tare vid en l?g (ljuds) frekvens. Fl?desomvandlarkrets prototyp en s?dan fl?desm?tare visas i fig. 17.

Figur 17. L?gfrekvent akustisk fl?desm?tare.

K?llan till akustiska vibrationer ?r h?gtalare 1, installerad p? inloppsdelen av ett m?ssingsr?r med en diameter p? 50 mm. Denna sektion ?r f?rbunden med ett r?r 3 med hj?lp av en koppling 2, som f?rhindrar ?verf?ring av vibrationer och andra st?rningar, till ett r?r 3, p? vilket tv? mikrofoner 4 ?r placerade p? ett avst?nd av 305 mm fr?n varandra. ?r utrustad med packningar 5 gjorda av por?st gummi. Mikrofonernas mottagningsmembran ligger i niv? med r?rets innerv?ggar. De akustiska vibrationerna som genereras av k?llan 1 har en v?gl?ngd som ?r flera g?nger diametern p? r?rledningen, vilket ?r f?rdelaktigt f?r att eliminera h?gfrekventa st?rningar. Denna v?g reflekteras fr?n b?da ?ndarna av r?ret, vilket resulterar i att tv? v?gor r?r sig mot varandra i det senare. Dessa tv? v?gor bildar en st?ende v?g i pipelinen. Amplituden f?r de senare vid noderna ?r inte lika med noll, eftersom amplituderna f?r v?gorna som r?r sig mot varandra inte ?r lika med varandra. S? om ljudk?lla 1 ?r installerad f?re mikrofonerna, bildas v?gen som r?r sig nedstr?ms fr?n till?gget av v?gen som bildas av k?lla 1 och v?gen som reflekteras fr?n r?rets fr?mre ?nde, medan returv?gen endast reflekteras fr?n utg?ngs?nden och lokala motst?nd mellan honom och mikrofonerna. Mikrofoner b?r undvikas n?ra noder f?r st?ende v?gor. Vid fl?deshastighet = 0 ?r faserna f?r de sinusformade signalerna f?r b?da mikrofonerna desamma. Med uppkomsten av hastighet uppst?r en fasf?rskjutning, som ?kar med ?kande hastighet. Avst?ndet L mellan mikrofonerna v?ljs s? att det ?r lika med v?gl?ngden eller h?lften av den.

Slutsatser.

Av de fyra typerna av akustiska fl?desm?tare som ?verv?gs st?rsta till?mpningen mottagna enheter med ultraljudsvibrationer riktade l?ngs fl?det och mot det. Drift ultraljudsfl?desm?tare anv?nds s?llan. De ?r mycket mindre k?nsliga ?n de f?rsta. Dopplerinstrument anv?nds fr?mst f?r att m?ta lokala fl?deshastigheter. Akustiska fl?desm?tare med l?nga v?gl?ngder har dykt upp nyligen och det finns ?nnu inte tillr?cklig erfarenhet av deras till?mpning.

Av de tre metoderna f?r att m?ta skillnaden i tiden f?r passage av ultraljudsvibrationer l?ngs fl?det och mot det, ?r frekvens-pulsmetoden med en enkanalig fl?desgivare mest anv?nd. Det kan ge den h?gsta m?tnoggrannheten, och det givna m?tfelet kan reduceras till (0,5-1)%. Enheter med ?nnu mindre fel, ner till ±(0,1 0,2) %, har skapats, vilket g?r det m?jligt att anv?nda s?dana enheter som exemplariska. M?tkretsar f?r tv?kanalsfl?desm?tare ?r enklare, men deras noggrannhet ?r l?gre. Fasfl?desm?tare har en f?rdel j?mf?rt med frekvensm?tare n?r det ?r n?dv?ndigt att m?ta l?ga hastigheter upp till 0,02 %, samt vid m?tning av f?rorenade medier.

Med ett deformerat hastighetsf?lt, p? grund av den otillr?ckliga l?ngden p? den raka sektionen av r?rledningen, kan ett stort ytterligare fel uppst?. F?r att eliminera felet ?r det n?dv?ndigt att anv?nda ett munstycke eller f?rvirring som riktar in profilen, eller en fl?desgivare d?r akustiska vibrationer inte riktas i diametralplanet utan l?ngs flera ackord.

Det huvudsakliga till?mpningsomr?det f?r ultraljudsfl?desm?tare ?r m?tningen av fl?det av olika v?tskor. De ?r s?rskilt l?mpliga f?r att m?ta fl?det av icke-ledande och aggressiva v?tskor, s?v?l som petroleumprodukter.

Referensdata:

Fas ultraljudsfl?desm?tare

Frekvens ultraljudsfl?desm?tare

Tidspuls ultraljudsfl?desm?tare

Ultraljudsfl?desm?tare med korrigering f?r ljudhastighet och densitet f?r det uppm?tta ?mnet

Doppler ultraljudsfl?desm?tare

Begagnade b?cker:

Kremlevsky P.P. Fl?desm?tare och r?knare f?r m?ngden ?mnen: Uppslagsbok: Bok. 2 / Under det allm?nna ed. E. A. Shonnikova. - 5:e uppl., reviderad. och ytterligare - St Petersburg: Polytechnic, 2004. - 412 s.

I mer ?n 15 ?r har NPF "RASKO" m?lmedvetet arbetat med fr?gor om kommersiell redovisning av vatten, v?rme, gas och ?nga. Detta problem ?r dedikerat hela raden artiklar fr?n v?ra specialister i olika publikationer. Nedan erbjuder vi f?r diskussion en artikel av Ivanushkin I.Yu., en ingenj?r-metrolog vid Kolomna CSM, som ber?r en intressant, enligt v?r mening, fr?ga om att introducera nya kommersiella gasm?tningsanordningar.

M?tapparater - kan alla anv?ndas?

Ivanushkin I.Yu. metrologiingenj?r i den f?rsta kategorin i Kolomna-grenen av FGU "Mendeleevsky CSM"

I samband med den betydelse som redovisning av energiresurser nu f?r, s?rskilt i samband med det kommande antagandet av en ny upplaga av lagen om energibesparing, vill jag ?terigen tala om de anordningar som anv?nds f?r denna krets, s?rskilt om s?dana en klass av m?tinstrument som jetfl?desm?tare - m?tare.

Det ?r v?lk?nt att huvudkraven f?r kommersiella m?tanordningar inkluderar h?g m?tnoggrannhet i ett brett spektrum av fysiska storheter, tillf?rlitlighet, avl?sningsstabilitet under kalibreringsintervallet och enkel underh?ll. Det senare inkluderar ocks? arbeten relaterade till verifiering av instrument, det vill s?ga den periodiska bekr?ftelsen av deras metrologiska egenskaper.

Det ?r p? dessa indikatorer som m?nga organisationer som producerar och s?ljer m?tanordningar f?ster konsumenternas uppm?rksamhet. L?ften om h?g noggrannhet, breda m?tomr?den, l?nga kalibreringsintervall (CLI), och ibland m?jligheten till verifiering utan demontering, valbarheten av raka sektioner av m?tr?rledningar (IT), eller ovanligt sm? v?rden, etc. etc., v?ller ner ?ver huvudet p? konsumenterna som fr?n ett ymnighetshorn. Men ?r det verkligen alltid s? h?r?

Det kommer, som redan n?mnts, att handla om jetfl?desm?tare. F?r det f?rsta eftersom enheter av denna typ d?k upp p? marknaden relativt nyligen och lite ?r k?nt om dem, och f?r det andra eftersom vissa tillverkare av dessa m?tare lockar konsumenter, s?rskilt ?gare av m?tsystem baserade p? avsmalnande enheter, genom det ovann?mnda avvisandet av l?nga raka sektioner och fr?nvaron av behovet av att verifiera dessa mycket avsmalnande enheter (CS).

Egentligen har sj?lva jetoscillatorn (SAG), som ?r "hj?rtat" i dessa m?tare, varit k?nd sedan l?nge och anv?nds i pneumatiska automationssystem som en av l?nkarna. Den anv?ndes relativt nyligen f?r att m?ta fl?de och hemmamarknad Det finns flera modeller av s?dana enheter fr?n olika tillverkare.

RM-5-PG: "Exakt m?tning av volymfl?de i enlighet med GOST 8.586-2005 i ett brett dynamiskt omr?de, oavsett densiteten hos mediet som m?ts... Omr?det f?r uppm?tta fl?deshastigheter ?r 1:20 ...... Fel ±1,5 %".

(L?t mig p?minna dig: GOST 8.586-2005 "M?tning av fl?det och m?ngden v?tskor och gaser med standardbegr?nsande anordningar").

IRGA-RS: ”En jetfl?desm?tare bygger p? principen att m?ta fl?det och m?ngden media med hj?lp av metoden med variabelt tryckfall. Best?mning av storleken p? tryckfallet och omvandling av det till fl?desm?tningskretsar utf?rs av en jet-sj?lvoscillator (SAG), som ?r en del av jetfl?desm?taren. Den anv?nds tillsammans med en avsmalningsanordning och ers?tter faktiskt differentialtrycksm?taren i m?tstationer baserade p? avsmalningsanordningar (CS).

SAG ?r ett bistabilt jetelement som t?cks av ?terkopplingar som tillhandah?ller sj?lvsv?ngningsl?get. Fluktuationer av str?len i SAG genererar tryckpulseringar, som omvandlas till en elektrisk signal med hj?lp av piezosensorer. Frekvensen f?r denna signal ?r proportionell mot den volymetriska fl?deshastigheten (kvadratroten av tryckskillnaden mellan inloppet och utloppet av SAG, dvs. mellan plus- och minuskamrarna i strypningen, som ?r en del av jetfl?desm?taren).

Som ett resultat av att byta ut styrsystemet med en differentialtrycksm?tare med "Irga-RS" f?rb?ttras de tekniska och metrologiska egenskaperna hos m?tenheten: m?tomr?det ?kar och blir inte mindre ?n 1:30, och m?tfelet i intervallet fr?n 0,03 Q max till Q max kommer att vara <= ± 0,5 %, utan att ta h?nsyn till det systematiska felet i styrsystemet. Kostnaden f?r en s?dan ombyggnad ?r j?mf?rbar med kostnaden f?r den gamla m?tenheten.”

Turbo Flow GFG-F: "F?rdelar:

• relativa fel ± 1 %,
• minsta raka sektioner,
• dynamiskt omr?de 1:100, expanderbart upp till 1:180,
• kompatibilitet f?r anslutningsm?tt med vanliga typer av fl?nsm?tare.

Funktionsprincipen f?r m?tkomplexet Turbo Flow GFG-F:

gasfl?det, som passerar genom r?rledningen, g?r in i arbetskammaren f?r fl?desm?taren, i vilken membranet ?r installerat. Ett omr?de bildas framf?r diafragman h?gt blodtryck, p? grund av vilken del av fl?det som kommer in i jetsj?lvoscillatorn (SAG, d?r fluktuationer i gasfl?det bildas, proportionell mot fl?deshastigheten)”.

Turbofl?de GFG-DP: "Gasfl?desm?tare Turbofl?de GFG-DP designad f?r att uppgradera m?tenheter baserade p? avsmalningsanordningar (CS) utrustade med differentialtrycksomvandlare. F?r modernisering, i st?llet f?r en differentialtrycksm?tare, installeras en prim?rfl?desomvandlare (PR) och en elektronisk informationsbehandlingsenhet p? ett standardventilblock. Frekvensen som registreras p? jetgeneratorns element beror funktionellt p? gasfl?det genom styrsystemet. Den konverterade frekvenssignalen ?r linj?rt proportionell mot gasfl?det som har passerat genom CS.

Befintliga enheter ers?tts genom att installera GFG-DP fl?desm?tarr?knare p? redan installerade r?r, utan extra kostnader f?r r?rinstallation. Som ett resultat f?rb?ttras m?tenhetens metrologiska egenskaper. Det dynamiska omr?det ut?kas till 1:100 och m?tfelet reduceras till ±1 % ?ver hela m?tomr?det.”

RS-SPA-M: "F?rdelar med jetfl?desm?tare:

• enande m?tinstrument f?r olika milj?er;
• fr?nvaron av r?rliga delar, vilket leder till h?g tillf?rlitlighet, stabilitet av egenskaper ?ver tid, h?g tillverkningsbarhet av produkten;
• oberoende av kalibreringskoefficienten fr?n densiteten hos det uppm?tta mediet;
• f?rm?gan att m?ta l?ga fl?deshastigheter, aggressiva, icke-ledande och kryogena medier;
• inga raka sektioner kr?vs f?re och efter installationsplatsen;
• M?jlighet till provning p? plats.

Enhetens funktionalitet:

Att bringa fl?deshastigheten (volymen) till normala f?rh?llanden (n?r temperatur- och trycksensorer ?r anslutna till enheten).

M?tning av densiteten hos det uppm?tta mediet.

M?tning av massfl?de (volym).

Testning utan demontering fr?n r?rledningen.

Specifikationer:

Uppm?tta media: v?tskor, gaser, ?nga

Nominell diameter, mm: 5?4000

Dynamiskt m?tomr?de, Q max / Q min: 50:1

Maximalt till?tet grundfel, %: 0,15”.

Den sista av dessa v?cker s?rskild uppm?rksamhet, eftersom cirka 25 till 30 % av naturgasm?tstationerna i v?r region ?r utrustade med dessa m?tare och det finns en tendens att ?ka dem.

"Nackdelar: en sj?lvgenererande jetfl?desm?tare har alla de nackdelar som en virvelfl?desm?tare har ...

(* Obs: Ovan i artikeln listar f?rfattaren nackdelarna med virvelfl?desm?tare: ?kad k?nslighet f?r f?rvr?ngningar av fl?deshastighetsdiagrammet (vilket inneb?r ?kade krav p? fl?desstabilitet, det vill s?ga f?r l?ngderna av raka sektioner) och relativt stora irreversibla tryckh?jdsf?rluster f?rknippas med intensiv virvelbildning n?r fl?det ?r d?ligt str?mlinjeformad v?rme. Den allvarligaste nackdelen ?r den otillr?ckliga stabiliteten hos omvandlingsfaktorn i det erforderliga omr?det, vilket till?ter praktiskt taget inte att rekommendera enheter av denna typ f?r kommersiell gasm?tning utan prelimin?r kalibrering av produkten direkt under driftsf?rh?llanden eller mycket n?ra dem.)

Men tyv?rr finns det ytterligare s?dana. F?rst bl?ckstr?leelementet (bas denna apparat) har extremt stora storlekar i f?rh?llande till v?rdet p? det uppm?tta fl?det. D?rf?r kan den ? ena sidan endast anv?ndas som en delfl?desm?tare, genom vilken endast en liten del av gasfl?det som passerar genom m?tsektionen passerar (och detta minskar oundvikligen m?tningarnas tillf?rlitlighet), och ? andra sidan , det ?r mycket mer ben?get att t?ppas igen ?n en virvelfl?desm?tare. Och f?r det andra ?r omvandlingsfaktorinstabiliteten f?r den h?r enheten ?nnu st?rre ?n f?r en virvelfl?desm?tare."

I samma artikel citerar f?rfattaren resultaten av tester av RS-SPA-fl?desm?taren, utf?rda av GAZTURBavtomatika-f?retaget tillsammans med Gazpriboravtomatika-f?retaget, som ett resultat av vilket det visade sig att f?r?ndringen i omvandlingskoefficienten f?r olika modifieringar av anordningen ligger i intervallet fr?n 14,5 % till 18, 5 % vid ?ndring av fl?deshastigheten genom anordningen i intervallet f?r fl?deshastighets?ndringar inte mer ?n 1:5 (!).

F?r det andra ?r det f?rbryllande att till exempel f?r m?tare av RS-SPA-typ har deras egen m?tprocedur (MVI) MI 3021-2006 utvecklats, vilket till stor del mots?ger GOST 8.586-2005, s?rskilt n?r det g?ller kraven p? installation av m?tinstrument (SI) och m?tyta. Det ?r v?rt att uppeh?lla sig mer i detalj, eftersom liknande fr?gor uppstod n?r man kommunicerade med tillverkare av andra modeller, till exempel Turbo Flow GFG. Det som fr?mst fungerade som en st?testen var kraven p? SS och f?r de raka sektionerna. L?t mig p?minna dig om att b?de dessa och andra m?tare tillverkas i tv? versioner: en tj?nar till att ers?tta differentialtrycksm?tare och ?r ansluten till befintliga styrsystem, andra (vanligtvis f?r IT med liten diameter) ?r gjorda i en monoblockdesign med eget styrsystem . Till exempel, i RS-SPA-m?tare, inkluderar "prim?rfl?desomvandlaren (PPR) RS en SAG med en signalomvandlingsanordning, tillverkad i en enhet och installerad p? en m?tr?rledning med lokal fl?desf?rtr?ngning. H?r, f?refaller det mig, m?ste tv? fr?gor separeras: varf?r beh?ver vi ett diafragma (lokal avsmalning av fl?det) och varf?r beh?ver vi raka sektioner av en viss l?ngd?

Vad tillverkarna ?n s?ger, p? ett eller annat s?tt, anv?nder dessa enheter just det tryckfall som skapas med hj?lp av att ber?kna fl?det. SU I ett av patenten f?r RS-SPA-m?taren (nr 2175436) skriver f?rfattaren, efter att ha f?rklarat SAG:s arbete, f?ljande: "... Som ett resultat etableras stabila oscillationer av jetstr?len med en frekvens proportionell mot volymfl?det och kvadratroten av f?rh?llandet mellan tryckfallet p? jetautogeneratorn och det densitetsuppm?tta mediet

f= kQ = k ?(?r/r), d?r

f ?r oscillationsfrekvensen.

Q - volymfl?de;

?r och r- tryckfall och densitet f?r det uppm?tta mediet;

k - proportionalitetskoefficient.

Tryckfallet p? SAG, eller, med andra ord, potentialskillnaden, ?r k?llan till sj?lvsv?ngningar, och deras frekvens beror p? storleken p? denna skillnad. Det vill s?ga ber?kningen av fl?deshastigheten ?r mer exakt ?n mer exakt m?tning oscillationsfrekvens, det vill s?ga desto mer exakt motsvarar tryckfallet ?ver SAG fl?det genom en given sektion av IT. P?verkar styrsystemets parametrar noggrannheten i? Otvivelaktigt. Dussintals volymer av hundratals artiklar och GOST 8.586-2005 har redan skrivits om detta, vilket i viss m?n sammanfattade resultaten av m?nga studier av denna fr?ga. Varf?r tillverkare s?ger att n?r dessa m?tare ?r installerade bryr de sig inte l?ngre om kontrollsystemets tillst?nd, ?r helt obegripligt. Som du vet p?verkar kvaliteten p? framkanten, grovheten och andra bl?ndarparametrar noggrannheten i den differentiella reproduktionen.

Jag ska ge dig ett exempel. Eftersom ett av huvudm?len som gaskonsumenter nu efterstr?var (och st?ds av f?rs?ljningschefer) ?r att g?ra livet l?ttare f?r sig sj?lva och bli av med behovet av att f?rl?nga raka sektioner (!), ?rlig demontering och verifiering av membran (!), reducera all verifiering av m?tkomplexet till verifiering av m?taren "p? plats" (!), och till och med en g?ng vartannat ?r (!), s? mycket snart kan avvikelser uppst? i balansr?kningen, varf?r sk?len kommer att vara implicita. Referensen anger att den totala medellivsl?ngden f?r till exempel en PC-SPA-m?tare ?r 8 pet. S? h?r kommer m?taravl?sningarna att f?r?ndras under detta tidsintervall, om ber?kningen inte utf?rs enligt metoden, utan enligt GOST 8.586, det vill s?ga utan att ignorera n?rvaron av en avsmalningsanordning i m?taren. Som data, v?rdena f?r en specifik naturgasm?tenhet i en av flera hydrauliska spr?ckningsanl?ggningar i ett maskinbyggande f?retag och parametrarna f?r RS-SPA-m?taren i RS-PZ-versionen installerad vid den hydrauliska spr?ckningen, inklusive diafragmans parametrar togs. Det genomsnittliga ?rliga gastrycket ?r 3,5 kgf/cm2, den genomsnittliga ?rstemperaturen ?r 5 °C, det maximala tryckfallet (uppr?tth?lls ungef?r under hela ?ret) ?r 25 000 Pa. Den genomsnittliga ?rliga f?r?ndringen i diafragmans innerdiameter antogs vara + 0,01 %. v?rdet ?r ganska verkligt, till och med underskattat, med tanke p? gasens kvalitet. Ber?kningsresultat:

vid installation av m?taren kommer den maximala fl?deshastigheten Qc att vara 4148,89 m 3 / h;

efter tv? ?r (det f?rsta kalibreringsintervallet f?r m?taren) kommer detta v?rde redan att vara 4182,56 m 3 / h;

efter fyra ?r 4198,56 m 3 / h:

efter sex ?r 4207,21 m 3 / h:

efter ?tta ?r (garanterad livsl?ngd f?r m?taren) -4212,38 m 3 / h.

S?lunda, efter ?tta ?rs drift, ceteris paribus, kommer m?taren att visa en fl?deshastighet som ?r 63,58 m3 / h (!) Mer ?n den riktiga, samtidigt som den ?r fullt fungerande och verifierad, det vill s?ga samtidigt som den beh?ller sina metrologiska egenskaper.

Observera att ber?kningarna endast tog h?nsyn till f?r?ndringen innerdiameter bl?ndare och f?r?ndring i korrigeringsfaktorn f?r avtrubbning av framkanten (formlerna 5.13 och 5.14 GOST 8.586.2-2005), andra egenskaper, inklusive egenskaperna hos m?tr?rledningen, ans?gs of?r?ndrade.

Dessutom ber?knades m?tkomplexets egenskaper vid det minsta tryckfallet som togs i beaktande (vid tidpunkten f?r installationen av m?taren var det 1000 Pa, medan den relativa ut?kade os?kerheten f?r fl?desm?tning var 3,93%). Som ett resultat av ber?kningarna erh?lls f?ljande v?rden f?r den relativa expanderade os?kerheten (under samma f?rh?llanden f?r att ?ndra membranets innerdiameter och framkantens trubbighetskoefficient):

efter tv? ?r 4,06%;

efter fyra 4,16%;

efter sex 4,22%;

genom ?tta 4,25%.

Det vill s?ga, efter tv? ?rs drift, vid n?sta verifiering, skulle m?tkomplexet inte l?ngre uppfylla de fastst?llda felstandarderna. Samtidigt ?r det ganska sv?rt att prata om kommersiell redovisning, eftersom dess tillf?rlitlighet ?r mer ?n tveksam. Jag skulle vilja till?gga att de fullst?ndiga resultaten av ber?kningarna, som inte ges h?r f?r att inte ?verbelasta artikeln, visar att en f?r?ndring i det specificerade intervallet av CS-egenskaper kommer att leda till en f?r?ndring av s?dana indikatorer som hydraulisk koefficient. motst?nd, tryckf?rlustkoefficient, etc., vilket kommer att leda till en f?r?ndring av egenskaperna, inte bara den hydrauliska sprickningen, utan ?ven gasf?rbrukande utrustning.

Jag noterar att det i ber?kningarna antogs att m?tkomplexet gjordes med h?nsyn till kraven i GOST 8.586-2005, det vill s?ga inklusive med raka IT-sektioner av den erforderliga l?ngden, vars valbarhet anges av tillverkarna av RS -SPA-m?tare och n?gra andra.

Varf?r ?r ocks? oklart. Jag upprepar, noggrannheten f?r att ber?kna fl?deshastigheten med jetmeter beror p? tryckfallet ?ver SAG, mer exakt, p? hur n?ra tryckfallet p? GC motsvarar fl?deshastigheten. Och detta, som du vet, beror inte bara p? egenskaperna hos kontrollsystemet. men ocks? p? intervallet av parametrar d?r sj?lva fl?det ?r bel?get i m?tsektionen. F?r att ett stadigt fl?de ska bildas p? membraninstallationsplatsen, k?nnetecknat av en stabil turbulent regim med siffran Re i det linj?ra omr?det, beh?vs raka sektioner av en viss l?ngd, exklusive n?rvaron av lokala fl?desst?rningar. Det har ocks? skrivits mycket om detta, bland annat i GOST 8.586-2005, som, baserat p? resultaten av m?nga ?rs forskning, reglerar kraven f?r raka sektioner, beroende p? f?rekomsten av vissa lokala motst?nd (MS).

Och ytterligare en aspekt kan inte annat ?n orsaka f?rvirring. Vi pratar om det dynamiska omr?det och r?knarnas fel. L?t mig p?minna dig om nackdelarna med diafragman som redan har blivit "l?robok":

• smalt dynamiskt omr?de f?r fl?desm?tning (genomsnitt fr?n 1:3 till 1:5);
• icke-linj?r utsignal som kr?ver linj?risering;
• normalisering av felet med minskning till den ?vre gr?nsen f?r m?tningar, och f?ljaktligen en hyperbolisk ?kning av felet reducerad till m?tpunkten med en minskning av fl?det;
• betydande tryckfall ?ver begr?nsningsanordningen (DR), oundvikligt p? grund av driftprincipen;
• okontrollerad felf?r?ndring p? grund av avtrubbning av kant under drift;
• om?jligheten att extrahera kontrollsystemet utan att st?nga av r?rledningen:
• betydande l?ngd av de n?dv?ndiga raka sektionerna utan lokalt motst?nd;
• igens?ttning av impulsledningar i "smutsiga" str?mmar, ackumulering av kondensat, vilket leder till felaktiga avl?sningar;
• komplexiteten i att ber?kna SD, inklusive ber?kningen av fl?desm?tningsos?kerheter.

Jag h?ller med om att tack vare den inbyggda elektroniken i m?taren ?r det m?jligt att ut?ka m?tomr?det i viss m?n, linj?risera fl?desm?tarens egenskaper och minska komplexets totala fel. Men jag upprepar, det ?r osannolikt att det p? n?got s?tt kommer att vara m?jligt att ta h?nsyn till f?r?ndringen i membranets egenskaper ?tminstone f?r kalibreringsintervallet (f?r att inte tala om en l?ngre tidsperiod), graden av igens?ttning av anslutningen linjer (f?r?ndring i v?rdet p? tryckfallet) och dessutom fl?desf?rvr?ngningen p? grund av lokalt motst?nd.

Och allt skulle vara bra om det inte vore f?r det faktum att dessa m?tare som regel anv?nds i noderna f?r kommersiell redovisning av gaser och v?tskor, det vill s?ga p? ett eller annat s?tt ?r de kopplade till statlig redovisning och energi- r?ddningsoperationer. M?nga publikationer om detta ?mne talar om otill?mpligheten av dessa enheter f?r dessa kretsar, och i rapporten fr?n arbetsgruppen f?r beredning av material och utkastet till beslut fr?n det gemensamma tekniska r?det vid avdelningen f?r br?nsle- och energiekonomi och prefekturerna f?r Moskva, kommissionen som analyserade v?rmem?tare och vattenfl?desm?tare g?r generellt en kategorisk slutsats: "V?rmem?taren RS-SPA-M-MAS uppfyller inte de flesta av de viktigaste och ytterligare kriterier och kan inte rekommenderas f?r anv?ndning. Jag noterar att bland de kriterier som arbetsgruppen lade fram var till exempel "h?g tillf?rlitlighet och noggrannhet av m?tningar ?ver l?ng tid, minsta hydrauliska motst?nd vid nominellt fl?de, elektromagnetisk kompatibilitet" etc.

Detta ?r de viktigaste aspekterna som jag skulle vilja notera n?r jag diskuterar jetfl?desm?tare. Jag noterar ?terigen att artikeln inte ifr?gas?tter till?mpligheten av metoden f?r att m?ta fl?de i allm?nhet. Vi talar om den kommersiella redovisningen av energiresurser, med sina egna krav och sina egna detaljer. D?rf?r skulle jag vilja ?nska att tillverkarna av s?dana enheter ?r mer noggranna och samvetsgranna n?r de avg?r egenskaperna och rekommendationerna om deras produkters till?mplighet f?r vissa ?ndam?l. Jag f?rst?r och har h?rt mer ?n en g?ng att marknaden dikterar sina egna regler osv. etc. Men i slut?ndan f?r vi inte gl?mma att vi alla anv?nder stamaktier. Och planeten producerar olja, gas, vatten, luft, oavsett politiska formationer och ?gandeformer. S? vem vill lura vem?

Ph.D. A.A. Minakov, styrelseledamot f?r NP "Metrology of Energy Saving",
Generaldirekt?r f?r CJSC PromService, Dimitrovgrad;
A.V. Chiginev, teknisk direkt?r, JSC "TEVIS", Togliatti

Fl?desm?tare idag f?rknippas stadigt med kommersiell m?tning av termisk energi, kallt och varmt vatten. Naturligtvis b?r alla huvudegenskaper hos dessa enheter f?rst och fr?mst ?verv?gas ur synvinkeln f?r att l?sa problemet med kommersiell redovisning. Redovisning av energiresurser kallas kommersiell endast f?r att den ligger till grund f?r ?msesidiga uppg?relser mellan leverant?r och konsument, v?rme- och vattenf?rs?rjningsmarknaden ?r om?jlig utan redovisning.

N?r konsumenten v?ljer m?tanordningar tar konsumenten h?nsyn till tekniska (tillf?rlitlighet, h?llbarhet, servicebarhet, etc.), metrologiska (noggrannhet, dynamiskt omf?ng, kalibreringsintervall), ekonomiska (enhetskostnad, ?gandekostnad) egenskaper. Alla dessa egenskaper ?r sammankopplade, eftersom till exempel uppn?endet av h?ga tekniska och metrologiska egenskaper vanligtvis ?kar kostnaden f?r enheten och kostnaden f?r dess underh?ll, inklusive verifiering.

L?t oss ?verv?ga mer detaljerat de viktigaste metrologiska egenskaperna:

? noggrannhet (fel);

? dynamiskt omr?de;

? kalibreringsintervall.

Dessa egenskaper ?r ocks? i sin tur relaterade till varandra. Det ?r mycket l?ttare att f? h?g m?tnoggrannhet i ett smalt dynamiskt omr?de och bibeh?lla det under en kort tid ?n att h?lla det inom ett brett omr?de och under l?ng tid. Konsumenten vill naturligtvis ha b?de h?g noggrannhet och ett brett utbud av m?tningar och kalibreringsintervallet skulle vara s? stort som m?jligt, och allt detta skulle vara v?ldigt billigt. Konsumentens ?nskan ?r f?rst?elig, och tillverkare av enheter, baserat p? deras ?nskan att behaga konsumenten, och f?ljaktligen att s?lja fler av sina produkter, startar kappl?pningen f?r indikatorer. De arbetar med designen, f?rb?ttrar kvaliteten p? produkterna, f?rb?ttrar metrologiska egenskaper. Det naturlig process, som objektivt sett borde fungera till f?rm?n f?r konsumenten, om instrumenttillverkarna inte inf?rde en subjektiv faktor i den - ?nskan att ta emot konkurrensf?rdel genom att deklarera de h?gsta metrologiska egenskaperna.

Dessutom pratar vi vanligtvis om alla egenskaper samtidigt, och ?ven i kombination med kostnaden.

I det h?r loppet g?r de ofta bortom f?rnuftet och gl?mmer att en f?rb?ttring av en egenskap kan leda till en f?rs?mring hos en annan; om fysiska processer som sker under verkliga f?rh?llanden; slutligen att varje m?tmetod har sina egna naturliga begr?nsningar, som inte kan ?vervinnas ens med idealisk produktkvalitet. Naturligtvis, med en ?kning av metrologiska egenskaper, ?kar ocks? kostnaden f?r m?tanordningar.

Konsumenter av enheter, i allm?nhet, "f?rf?rdes" av f?rslaget fr?n tillverkare av enheter, och t?nkte inte riktigt: "Och vilka v?rden f?r metrologiska egenskaper beh?ver de? Vilken av egenskaperna ?r viktigast f?r kommersiell redovisning? Finns det n?got knep h?r?" L?t oss f?rs?ka analysera de n?dv?ndiga v?rdena f?r alla listade egenskaper.

Fl?desm?tarens r?ckvidd vid v?rme- och varmvattenm?tning – hur mycket beh?vs egentligen?

Det finns en ?sikt - ju fler desto b?ttre!

Det finns masstillverkade elektromagnetiska fl?desm?tare (n?stan alla tillverkare) med en r?ckvidd p? 1:1000.

Det finns information om intervall upp till 1:5000.

Och inom vilka omr?den drivs fl?desomvandlare egentligen?

JSC "TEVIS" har samlat data f?r mer ?n 20 ?rs drift av enheter f?r mer ?n 1000 objekt. Resultaten av bearbetningen av ackumulerad data visar att det dynamiska omr?det vid m?tning av fl?de in cirkulationssystem v?rme och varmvatten ?versteg aldrig 1:13!!! Projektet med nya som ?nnu inte har godk?nts f?reskriver ?verensst?mmelse med fl?desm?tarens dynamiska omr?de minst 1:50, d.v.s. ca 4 g?nger bredare ?n vad som egentligen beh?vs. Ett liknande krav ing?r i projektet "fr?n NP" Russian Heat Supply ".

Interverifieringsintervall (MPI)

Det verkar som att allt ?r klart h?r. Ju l?ngre de deklarerade metrologiska egenskaperna (noggrannhet, r?ckvidd) bibeh?lls, desto b?ttre.

MPI fr?n de flesta tillverkare av vattenfl?desm?tare i minst 4 ?r f?r alla typer av fl?desgivare.

Fr?ga: "?r alla typer av fl?dessensorer kapabla att bibeh?lla de deklarerade metrologiska egenskaperna under denna period?"

Det har l?nge varit allm?nt k?nt att tachometriska fl?dessensorer f?rs?mrar noggrannheten och dynamiskt omf?ng snabbt under anv?ndning.

Dessa egenskaper beror ocks? mycket p? f?rh?llandena och varaktigheten av driften f?r elektromagnetiska fl?desm?tare.

Vi p? CJSC PromService st?tte p? elektromagnetiska vattenfl?dessensorer, vars systematiska fel ?kade med mer ?n 30 % under 3 ?r (med hur mycket de minskade det verkliga fl?det). Och endast vortex- och ultraljudsfl?desm?tare bekr?ftade deras metrologiska egenskaper i den deklarerade MPI.

Det ?r d?rf?r som virvelfl?dessensorer VEPS-M med individuell kalibrering anv?nds som exemplifierande medel f?r verifiering med j?mf?relsemetoden hos PromService CJSC.

Rosstandart b?r vara mer f?rsiktig och kr?vande n?r man godk?nner typen f?r fl?desm?tare med MPI i mer ?n 1 ?r och kr?ver verklig bekr?ftelse av bevarandet av metrologiska egenskaper under l?ng tid.

Noggrannhet (fel)

Den enda egenskapen, vars v?rde ?r direkt relaterat till noggrannheten av betalningen f?r v?rme (vatten). Med tanke p? att huvuddelen av felet vid best?mning av m?ngden v?rme best?ms av felet vid m?tning av fl?det, ?r att ?ka fl?desm?tarnas noggrannhet det huvudsakliga s?ttet att ?ka noggrannheten i betalningen f?r v?rme- och vattenf?rs?rjning.

Med enorma volymer av tillf?rda energiresurser ?r felet vid m?tning av vattenf?rbrukningen inte bara ± 2 % (till?tet idag), utan ocks? ± 1 % leder till mycket betydande fel i betalningen av energiresurser.

En verklig ?kning av noggrannheten f?r att m?ta fl?deshastigheten f?r kylv?tskan och vattnet (till exempel upp till ± 0,5%) ?r endast m?jlig med ett litet v?rde p? det dynamiska omr?det och en minskning av kalibreringsintervallet.

Slutsatser

1. Att ?ka det dynamiska omr?det vid m?tning av kylv?tskans fl?deshastighet mer ?n 1:25 ?r ol?mpligt p? grund av fr?nvaron av ett s?dant fl?desintervall i verkliga n?tverk av v?rmef?rs?rjning och varmvattenf?rs?rjning.

2. Kalibreringsintervallet p? mer ?n 1 ?r kr?ver l?ngvarig experimentell bekr?ftelse, utan vilken det inte kan anses motiverat.

3. F?r att f?rb?ttra noggrannheten i ber?kningar f?r energiresurser ?r det n?dv?ndigt att f?rb?ttra noggrannheten f?r att m?ta vattenfl?det.

Litteratur

1. Minakov A.A. V?rmef?rs?rjning ?r en marknad?! / Samling av material fr?n VIII internationella vetenskapliga och praktiska konferensen "Energi och resursbesparing. Diagnostics-2006”, Dimitrovgrad, 2006, s. 13-14.

2. Minakov A.A. Naturliga begr?nsningar av de metrologiska egenskaperna hos vattenfl?desomvandlare som ?l?ggs av m?tmetoden. / Samling av material fr?n VIII internationella vetenskapliga och praktiska konferensen "Energi och resursbesparing. Diagnostik-2006”. Dimitrovgrad. 2006, s. 100-105.

3. Chiginev A.V. R?ckvidden f?r fl?desm?taren i en v?rmem?tare - hur mycket beh?vs egentligen? / Rapport om IV Internationell kongress"Energieffektivitet. XXI ?rhundradet., St. Petersburg, 2012, sid. 56-65.

4. Gainutdinov Z.Kh. Droppinstallation av CJSC "PromService". / Samling av material fr?n IX International Scientific and Practical Conference "Energy and Resource Saving. Diagnostik-2007". sid. 67-73.

Syftet med studien- analys av den ryska marknaden industriella fl?desm?tare.

fl?desm?tare- en anordning som m?ter v?tskefl?det eller gasformigt ?mne passerar genom sektionen av r?rledningen.

Fl?desm?taren (prim?r sensor, sensor) m?ter i sig sj?lv fl?det av ett ?mne per tidsenhet. F?r praktisk applikation det ?r ofta bekv?mt att veta f?rbrukningen inte bara per tidsenhet, utan ?ven under en viss period. F?r detta ?ndam?l produceras fl?desm?tare, som best?r av en fl?desm?tare och en integrerande elektronisk krets (eller en upps?ttning kretsar f?r att uppskatta andra fl?desparametrar). Behandling av fl?desm?taravl?sningarna kan ocks? utf?ras p? distans med hj?lp av ett tr?dbundet eller tr?dl?st datagr?nssnitt.

I det mest allm?nna fallet kan tillverkade fl?desm?tare delas in i hush?ll och industri. Industriella fl?desm?tare anv?nds f?r att automatisera olika produktionsprocesser d?r det finns ett fl?de av v?tskor, gaser och h?gvisk?sa medier. Hush?llsfl?desm?tare anv?nds vanligtvis f?r att ber?kna elr?kningar och ?r utformade f?r att m?ta fl?det av kranvatten, kylv?tska, gas.

Syftet med denna studie ?r industriella fl?desm?tare av f?ljande typer: virvel, massa, ultraljud, elektromagnetisk. Fl?desm?tarna av de listade typerna anv?nds mest i moderna tekniska processer.

?mnet industriell fl?desm?tning i ljuset av federala initiativ f?r att f?rb?ttra energieffektiviteten i den ryska ekonomin ?r extremt relevant. En intressant konkurrens har utvecklats p? denna marknad bland olika typer av fl?desm?tare: elektromagnetiska ?r "guld" standarden f?r industriella processer och den b?sta l?sningen n?r det g?ller pris / kvalitetsf?rh?llande. Samtidigt kan de endast anv?ndas tillsammans med elektriskt ledande v?tskor och kan inte anv?ndas f?r att m?ta fl?det av olja och gas - en av huvuduppgifterna f?r fl?desm?tning. Av denna anledning ers?tter mass-, ultraljuds- och vortexfl?desm?tare gradvis elektromagnetiska fl?desm?tare. Var och en av dessa typer har sina egna f?rdelar och nackdelar.

Den ryska fl?desm?tningsmarknaden ?r starkt beroende av importerade produkter. Andelen import under den betraktade kronologiska perioden ?versteg undantagsl?st 50 %, och s?dana f?retag som Endress+Hauser, Krohne, Yokogawa, Emerson, Siemens etablerade sig ordentligt p? marknaden. Ryska tillverkare har starka positioner, fr?mst inom segmentet hush?llsfl?desm?tare.

Studiens kronologiska omfattning: 2008-2010; prognos - 2011-2015

Forskningsgeografi: Ryska federationen.

Rapporten best?r av 6 delar och 17 sektioner.

P? f?rsta delen allm?n information om studieobjektet ges.

Det f?rsta avsnittet presenterar de viktigaste definitionerna.

Det andra avsnittet beskriver huvudtyperna av fl?desm?tare som utg?r studieobjektet, och som inte ?r relaterade till studieobjektet. I slutet av avsnittet ges en sammanfattande tabell ?ver typiska egenskaper f?r fl?desm?tare av olika typer.

Det tredje avsnittet analyserar omfattningen av fl?desm?tare.

Det fj?rde avsnittet ger en beskrivning av v?rldsmarknaden: kvantitativa egenskaper, struktur, trender, lovande anv?ndningsomr?den.

Den andra delen?gnas ?t beskrivningen av den ryska marknaden f?r fl?desm?tare.

De femte-?ttonde avsnitten presenterar de viktigaste kvantitativa egenskaperna hos den ryska marknaden f?r fl?desm?tare: volym f?r den granskade perioden, dynamik, tio ledande tillverkare, marknadsstruktur efter aktuella typer, egenskaper hos inhemsk produktion.

P? tredje delen inneh?ller utrikeshandelsdata f?r fl?desm?tare.

Det nionde avsnittet ?gnas ?t beskrivningen av analysmetoden f?r utrikeshandeln.

I det tionde och elfte avsnittet redovisas en analys av import- respektive exportleveranser. Varje avsnitt inneh?ller kvantitativa egenskaper f?r den granskade perioden, strukturen f?r leveranser per typ, per land, per tillverkare (inklusive per typ). Alla parametrar anges i monet?ra och fysiska termer.

P? fj?rde delen en konkurrensanalys presenteras.

Den tolfte delen inneh?ller profiler av marknadsledare (10 ledande utl?ndska och ryska f?retag).

Det trettonde avsnittet presenterar en sortimentsanalys av tillverkare av fl?desm?tare.

P? femte f?rbrukningsanalys av fl?desm?tare ges.

Det fjortonde avsnittet beskriver strukturen f?r f?rbrukningen av fl?desm?tare efter industri, beskriver de viktigaste mekanismerna f?r att k?pa produkter.

Det femtonde avsnittet beskriver i detalj till?mpningsomr?dena f?r fl?desm?tare i olje- och gasindustrin: redovisning av produktion av mineraler, system f?r underh?ll av reservoartryck, pumpstationer.

Sj?tte delen?r dedikerad till att beskriva trender i marknadsutsikter.

Det sextonde avsnittet presenterar en analys av de politiska, ekonomiska och tekniska faktorerna f?r marknadsutveckling.

Det sjuttonde avsnittet f?resl?r en kvantitativ och kvalitativ prognos f?r fl?desm?taremarknaden fram till 2015.

I slutet av rapporten formuleras slutsatser.

Bifogat till rapporten databas Ryska och utl?ndska tillverkare av fl?desm?tare.

Inneh?llet i marknadsunders?kningen av marknaden f?r fl?desm?tare
Introduktion
DEL 1. ALLM?N INFORMATION. GLOBAL FL?DESM?TAREMARKNAD
1. Definitioner. Huvudegenskaper hos fl?desm?tare
2. Typer av fl?desm?tare
2.1. Mass (Coriolis) fl?desm?tare
2.2. Elektromagnetiska fl?desm?tare
2.3. Vortexm?tare
2.4. Ultraljudsfl?desm?tare
2.5. Andra typer av fl?desm?tare
2.6. Sammanfattande tabell ?ver ans?kningar
3. Anv?ndningsomr?den f?r fl?desm?tare
4. V?rldsmarknaden f?r fl?desm?tare
DEL 2. RYSKA MARKNADEN F?R FL?DESM?TARE
5. Generella egenskaper Ryska marknaden f?r fl?desm?tare. Fl?desm?tare Marknadsbalans
6. Marknadsledare p? den ryska marknaden f?r fl?desm?tare
7. Marknadsstruktur f?r fl?desm?tare per typ
8. Inhemsk produktion av fl?desm?tare
8.1. Metodik f?r analys av intern produktion av fl?desm?tare
8.2. Kvantitativa egenskaper f?r inhemsk produktion av fl?desm?tare
DEL 3. UTLANDSHANDEL I FL?DESM?TARE
9. Metod f?r analys av utrikeshandel med fl?desm?tare
10. Import av fl?desm?tare
10.1. Dynamik f?r import av fl?desm?tare 2008-2010
10.2. Fl?desm?tare importstruktur per typ 2008-2010
10.3. Fl?desm?tare importstruktur per l?nder 2008-2010
10.4. Fl?desm?tare importstruktur per tillverkare 2008-2010
10.5. Fl?desm?tare importerar struktur efter typ av tillverkare 2009
10.5.1. Vortexm?tare
10.5.2. Massfl?desm?tare
10.5.3. Ultraljudsfl?desm?tare
10.5.4. Elektromagnetiska fl?desm?tare
10.5.5. Andra fl?desm?tare
11. Export av fl?desm?tare
11.1. Dynamik f?r export av fl?desm?tare efter ?r 2008-2010
11.2. Exportstruktur av fl?desm?tare efter typ 2009
11.3. Exportstruktur f?r fl?desm?tare efter l?nder 2008-2010
11.4. Exportstruktur f?r fl?desm?tare efter tillverkare 2008-2010
DEL 4. KONKURRENSANALYS AV FL?DESM?TARMARKNADEN
12. Profiler av marknadsledare f?r fl?desm?tare
13. Sortimentanalys av fl?desm?tare
DEL 5. FL?DESM?TARE F?RBRUKNINGSANALYS
14. Struktur f?r f?rbrukning av fl?desm?tare per industri
15. Funktioner av konsumtion i olje- och gasindustrin
15.1. Utrustningstillverkare
15.2. M?tenheter f?r oljeproduktionsm?tning
15.3. Underh?llsstationer f?r reservoartryck
15.4. Pump?verf?ringsstationer
DEL 6. FL?DESM?TARE MARKNADSTRENDER OCH UTSIKTER
16. Externa faktorer p? marknaden f?r fl?desm?tare
16.1. Politiska och lagstiftningsm?ssiga faktorer
16.2. Ekonomiska krafter
16.3. Tekniska faktorer
17. Marknadsutvecklingsprognos f?r fl?desm?tare fram till 2015
Slutsatser

Databasen som ing?r i marknadsunders?kningen inneh?ller detaljerad information om 38 tillverkare av fl?desm?tare. Varje f?retag i databasen beskrivs av f?ljande upps?ttning detaljer:
- F?retagsnamn
- Region/land
- Kontakter
- URL
- Stiftelsens ?r
- Om f?retag
- Kvantitativa resultatindikatorer
- Typer av tillverkade fl?desm?tare
- Vortexfl?desm?tare
- Massfl?desm?tare
- Ultraljudsfl?desm?tare
- Elektromagnetiska fl?desm?tare
- Andra fl?desm?tare
- Andra produkter
- F?rs?ljningssystem
- Service
- Marknadsf?ringsaktivitet
- Valfritt

F?r enkel anv?ndning ger databasen m?jligheten v?lja tillverkare av virvel-, mass-, ultraljuds-, elektromagnetiska och andra fl?desm?tare, samt f?retag fr?n den ?nskade regionen.

Uppm?rksamhet! F?r att best?lla en marknadsunders?kning fr?n den h?r sidan, skicka din f?retagsinformation f?r fakturering till .