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Flüssigkeitsdurchflussmessung in offenen Kanälen und geschlossenen Rohren

Es gibt viele Möglichkeiten der effektive Flüssigkeitsströmung zu messen. Von den allgegenwärtigen - MagFlowmeters, Turbinenzähler, auf die hochspezialisierten - Coriolis-Messgeräte, zum Beispiel. Dieser Artikel befasst sich mit Entwicklungen in der Ultraschall nicht kontaktierenden Messung und akustische nicht-invasive Durchflussmessung für beide offenen Gerinne, einschließlich MCERTS Anwendungen und auch in geschlossenen Rohren, basierend auf digitaler Signalverarbeitung (DSP) -Techniken speziell für die Aufgabe entwickelt.

UK Sales Manager von Pulsar, Alistair MacKinnon

Von Alistair MacKinnon, UK Sales Manager, Pulsar

Mit Abstand des beliebteste automatische, kontinuierliche (gesamten Messbereich) im offenen Gerinne (OCM) weltweit Messansatz bleibt die Verwendung von berührungslosen Ultraschall-Technologie, die für diejenigen, die nicht mit ihm vertraut sind, aus einem kompakten Wandler besteht, in der Regel piezoelektrische, die einen Hochfrequenz-Schallimpuls, für Menschen nicht hörbar aussendet, das dann von der Flüssigkeitsoberfläche reflektiert und kehrt zurück, wobei die Flugzeit für das Echo auf eine Entfernung konvertiert. Der Wandler kann alleine stehen oder ein System mit einer Steuereinheit bilden.

MCERTS Mess

Das Grundprinzip ist einfach, in Abhängigkeit von dem piezoelektrischen Kristall Wieder- durch das Rückstellsignal mit Energie versorgt wird, um eine kleine Spannungsspitze zu erzeugen, eine Messung von Schallgeschwindigkeit abgeleitet wird, und die Technik ist in einer Form herum gewesen oder eine andere seit Jahrzehnten. In der Praxis wird die Signalverarbeitung jedoch erforderlich, um genau das Signal zu diskriminieren hat sich enorm entwickelt, von analog zu digital zu bewegen, und dann die gleichen Verbesserungen in Geschwindigkeit und Genauigkeit wie jede andere moderne digitale Technik verfolgt hat. Hochfrequenzwandler werden heutzutage die Maximierung der Auflösung der Messung in diesen Nahbereichs-Anwendungen eingesetzt.

Je nach Hersteller der Ausrüstung, die Verarbeitung des Signals wird dann in dem Wandler selbst vorgenommen und / oder in einer Wand oder montiert Panel- Controller, die die Verarbeitung und Kommunikation zur Verfügung stellt. Alle Hersteller bieten eine Auswahl von Controller, oder, in der Tat, in einigen Fällen keine Steuerung in Abhängigkeit von der Komplexität der Anwendung.

Ein modernes, Hochfrequenz-Ultraschall-System liefert die hohe Genauigkeit durch Akkreditierung Protokolle wie MCERTS gefordert, die Emissionsüberwachung Regelung der Umweltagentur dabei einfach zu installieren und zu warten und sehr kostengünstig. Ultraschallsysteme weiterhin die genaueste MCERTS bewährte Technologie auf dem Markt vertreten, zum Beispiel Pulsar bietet drei Messgeräte zugelassen MCERTS Klasse 1, je nach Anwendung. Ultraschallmessung nutzt die Schallgeschwindigkeit bei der Berechnung und alle OCM Systeme für Änderungen in Schallgeschwindigkeit aufgrund von Temperaturänderungen kompensieren. Die neueste MCERTS Norm enthält auch eine Voraussetzung für die Solarstrahlungsschilden die Wirkung von direktem Sonnenlicht auf dem Wandler zu mildern.

Andere Open-Channel-Flüssigkeitsströmungsmessung

Für hochgenaue Anwendungen MCERTS Typ gibt es einen weiteren Teil der Gleichung, die die Notwendigkeit für eine primäre Mess ausgereifter und installiertes Gerät ist (PMD), wie eine kalibrierte Gerinne oder ein Wehr. Ein PMD funktioniert durch die Strömung so einzuengen, dass eine Änderung in der Strömungsgeschwindigkeit führt zu einer kalkulierbaren Pegeländerung oder ‚Kopf‘, das ist, was wir tatsächlich messen. Das Gerinne Hersteller auch einen Kopf liefern Kurve eines minimalen 21 Punkte fließt, eingegeben in die Steuerung für eine größere Genauigkeit.

Es gibt viele andere Situationen, beispielsweise in einem Kanal oder in einem unzugänglichen Sumpf, wo kein Platz für ein PMD angebracht werden soll. In diesen Fällen gibt es zwei Möglichkeiten: wir können eine ‚Kurve‘ von Anströmung Pegel abzuleiten, indem die Strömungsrate unter Verwendung von anderen Mitteln auf verschiedenen Ebenen zu messen und elektronisch einen Sollwert für jede Stufe innerhalb der Steuerung der Aufnahme. Ein Pulsar-System wird in der Regel um 32 Punkte der Kalibrierung zu ermöglichen. Alternativ kann die Geschwindigkeit der Strömung gemessen werden, was bei einigen Anwendungen ausreichend sein kann, wo alles, was erforderlich ist, ist, dass das Wasser zu wissen, in einer bestimmten Situation fließt.

Microflow-Geschwindigkeitssensor

Neue Fließgeschwindigkeitsmessung Technologie

Traditionell wird die Strömungsgeschwindigkeit unter Verwendung von Kontaktvorrichtungen gemessen, typischerweise Turbinen oder Doppler Tauchfühler, sowie einige andere Flugzeittechniken. Diese waren sehr erfolgreich, aber gelegentlich problematisch, offensichtlich potentiell anfällig für Verschmutzung und insbesondere der Doppler-Sensor, abhängig von verschiedenen Bedingungen innerhalb der Strömung. Neue Ansätze wie Pulsar MicroFlow- und MicroFlow--I bieten direkte berührungslose Messung der Wassergeschwindigkeit gemacht werden. Verwendung von Mikrowellen (Radar) -Technologie, zusammen mit völlig neuartiger digitaler Signalverarbeitung wird ein kompakter Wandler über dem Strömungs positioniert und stellt eine berührungsloser, Flugzeitmessung der Strömungsgeschwindigkeit. Eine einfache Halterung kann verwendet werden, um den Wandler auf dem optimalen Winkel zu montieren und mehrere Sensoren können für breite Kanäle verwendet werden (über 1.5m).

Gehen wir zurück Messung fließen, natürlich einmal eine Strömungsgeschwindigkeit bestimmt wurde, kann es mit Füllstandsmessung kombiniert werden, um eine Durchflussmessung mit einer Geschwindigkeit x Flächenberechnung zu erzeugen. Dies ist ein leistungsfähiger, relativ gering Kosten Ansatz, die so oft nicht den Tiefbau erfordern, die erforderlich ist, wenn mit einem Gerinne oder Wehr zu messen. Öfter zur Prozesssteuerung verwendet als Anwendungen MCERTS Typ, kann es dennoch gute Ergebnisse erzielen und einige Systeme haben MCERTS Genehmigung.

Kommunikation und Berechnungen

Sobald der Kern Messung vorgenommen wurde, werden alle anderen Operationen daraus ziehen. Ultraschall-Systeme wurden auf die Bedürfnisse der Wasser- / Abwasserindustrie entwickelt. Im Laufe der Zeit hat sich die Anzahl von Routinen und Anwendungen in diese Geräte als Standard gebaut multipliziert, so dass jetzt ist es möglich, so ziemlich jede typische Steuerungsfunktion auszuführen - penstock Steuerung, Pumpensteuerung, Ventilsteuerung usw., direkt aus der Box. Für Kommunikationszwecke, Industrie-Ethernet wie Profibus und Modbus und weitere digitale Protokolle sind zusammen mit dem üblicheren 4-20mA und potenzialfreien Relaisschließungen enthalten sind, je nach Modell. Wenn Sie an der Spitze der Range-Geräte aussehen, wie Pulsar Ultimate-Controller, dann exotischere Optionen stehen zur Verfügung, wie zum Beispiel eine Kamera, so dass Sie buchstäblich ein Auge auf den Prozess halten!

Doppelsonnenschutz minimiert den Einfluss von Sonnenlicht auf die Open-Channel-Messung

Doppelsonnenschutz minimiert den Einfluss von Sonnenlicht auf die Open-Channel-Messung

Nichtinvasive Flüssigkeitsdurchflussmessung in geschlossenen Rohren

Seit vielen Jahren ist die übliche Vorgehensweise zur Messung der Strömung in geschlossenen Rohren sind die zuverlässig und in der Regel eines genauen magnetischen Fluss (IDM) Meter, und es ist unwahrscheinlich, dass in absehbarer Zeit ändern wird. Allerdings gibt es Nachteile. Erstens, wenn ein IDM kann von Tag 1 in einer neuen Anlage, alles schön und gut installiert werden. Wenn auf der anderen Seite Durchflußüberwachung später eingeführt werden muss, dann kann es eine signifikante Unterbrechung des Prozesses sein, und die mit der Gestaltung und Installation des Zählers damit verbundenen Kosten. Große Größen von IDM Metern können auch sehr teuer sein. Und, wenn es wichtig ist, dass eine genaue Messung durchgeführt wird, dann sein, dass kann es lohnt sich.

Wenn auf der anderen Seite, was Sie wirklich brauchen eine zuverlässige und wiederholbare ist die Methode die Prozessüberwachung, dann die neuesten nicht-invasiven Methoden, am Beispiel von Pulsar Fluss Pulse, gut könnten die Antwort sein. Klein, Clamp-on-akustischen Sensoren, einschließlich eines Hochleistungskeramikkristall, buchstäblich festen mit nur einem Schraubenzieher, und den Betrieb von Rohrmaterialien einschließlich starrem Kunststoff, Edelstahl oder unlegiertem Stahl oder Gusseisen, produzieren gute Ergebnisse, bei denen Strömungsgeschwindigkeiten liegen zwischen 0.3m / s und 10m / s. Breitbohrungsrohre der 1 m Durchmesser sind möglich und es ist kein Eingriff in den Prozess auch immer und Pulsar des Systems wird mit Schlämmen durch mit so wenig gegenüber Flüssigkeiten arbeiten, wie 200ppm Partikel mitgerissen, um das Äquivalent von hartem Wasser. Ultraschall wird durch die Rohrwand an 90º zur Strömungs ‚abgefeuert‘. Die neuartige Spread-Spektrum-Analysetechnik von Pulsar eingesetzt wird RSSA genannt (Refracted Spread Spectrum Analysis), die analysiert und integriert Daten, die über einen weiten Frequenzbereich eine Durchflussrate abzuleiten, die dann an SCADA oder Telemetrie sein kann.

Das kompakte System ist so einfach zu bedienen, auch die mobile Einsatz ist möglich mit der Hand gehalten wird, besser angetriebene Versionen dieser Geräte.

Mit relativ geringen Kosten pro Installation, bedeutet dies, dass sie im Allgemeinen innerhalb eines Prozesses eingesetzt werden können, so Prozessmanager wirkliche Klarheit der Strömungsprofile in ihrem Betrieb haben können.

Prozessindustrie Informer

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