超聲波流量測量

  超聲波儀表沒有活動部件,它們沒有壓力損失,并且它們提供免維護操作 - 與傳統機械儀表(如正位移儀表(PD),渦輪機,孔板和渦流儀表)相比具有重要優勢,并且在許多情況下還具有科里奧利質量米。

  

  而且,超聲波流量計總是比許多競爭系統更準確和可靠。價格一直是主要的絆腳石,但超聲波的情況現在比以往任何時候都更強大,隨著3波束超聲波儀表的出現,用于取代用于測量非質量的質量,渦旋,正位移(PD)和渦輪流量計導電液體。

  

  超聲波流量測量使用傳輸時間原理,其中相反的發送和接收傳感器用于通過流傳輸信號。當一起移動時,信號傳播得更快。兩個傳輸時間之間的差異用于計算流速。

 

  圖中顯示了兩種光束和三光束技術之間的差異。三種光束技術使儀器能夠區分層流和湍流,并借助智能軟件對其進行補償,精度高達0.3%。

  

  測量的平均流速度測量聲學傳感器之間測得的平均流速并不總是代表所需的平均流速。這是因為穿過管道的流速不均勻并且可能在性質上不同。流速分布有兩個主要區域(即流動剖面):層流和湍流,這些在流動中存在潛在問題測量。

  

  雷諾數反映了流經管道的流體的行為。數字表示流動流中的慣性力和粘性力之間的比率。理論上,對于Re> 2300,將存在湍流分布(扁平形狀),而對于Re <2300,將建立層狀分布(拋物線形狀)。此外,稱為過渡區域的流動剖面存在于從1500到4000的雷諾范圍內。

  

  仔細檢查超聲波測量的結果表明,這對于湍流和層流流動剖面來說并不相同。

  

  單光束測量的精度 - 在2-3%之內 - 已經證明對于許多應用是足夠的,但是對更精確測量的需求已經增長。這導致了兩種光束超聲波測量儀技術的產生,其精確度為0.5%,但是儀器在區分層流和湍流方面仍然遇到問題。

  

  為了提高精度,Krohne推出了Altosonic V,它使用五個測量通道(十個傳感器),成為第一臺滿足高價值石油產品貿易交接嚴格要求的超聲波流量計。流量計沿著五個平行的測量光束測量平均流速,從而覆蓋整個計量部分的大范圍流動剖面。這種方法在層流和湍流條件下產生大量關于流動剖面的信息。

  

  多個測量通道的另一個優點是冗余,即使其中一個傳感器停止工作,也能使儀表準確工作。在一些應用中,五個光束儀表成本過高,這就是為什么Krohne開發了三光譜儀,一種經濟實惠的中間地面解決方案,利用5光束儀表中獲得的知識,通過超聲波測量的優勢提供具有成本效益的精度。

  

  新型三光束超聲波流量計有兩種版本 - 一種用于石油和天然氣行業,另一種用于化學品和其他加工應用。第三個光束允許儀器區分層流和湍流,并在智能軟件的幫助下進行補償,精度高達0.3%。

  

  3光束儀表采用使用數字信號處理(DSP)技術的軟件將模擬信號轉換為數字信號(AD)。 然后可以以多種方式處理這些數字信號,以生成關于測量過程的信息。DSP在3光束超聲波流量計中最明顯的優勢在于,通過智能信號處理,3光束可以處理衰減,這會導致測量問題,比其他超聲波流量計要好得多。

  

  到目前為止,超聲波流量計并不完全符合石化或化學工業所要求的精度,或者太昂貴。 三光束技術克服了這些局限性,Krohne開發了Altosonic III用于石油化學工業,UFM 3030用于化學工業。

  

  Altosonic ifi具有一個特殊功能,用于計算實際體積與標準體積。 該程序基于API標準2540.可以分配兩個輸入來測量過程溫度和壓力,并且由于沒有移動部件,因此沒有任何東西可以漂移。 UFM 3030具有配料功能,可選擇在達到編程的批量時分配其中一個輸出來操作閥門。 它還能夠有效地測量低流量,與渦街流量計相比的一個重要優勢是擴展的計量范圍。

  

  除了超聲波的基本優勢,如無移動部件,廣泛的可調范圍,可忽略的壓力損失和雙向操作,3光束技術還提供更好的采樣頻譜,DSP和專用軟件選項。



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