1. Principio de medición del caudalímetro ultrasónico
El caudalímetro ultrasónico es un caudalímetro sin contacto. El principio de funcionamiento es: cuando las ondas ultrasónicas se propagan en fluidos, su velocidad de propagación se ve afectada por el caudal del fluido. Al medir la velocidad de propagación de las ondas ultrasónicas en los fluidos, se puede detectar la velocidad del flujo y calcular el caudal. . Tomando como ejemplo el caudalímetro ultrasónico de tiempo de tránsito más utilizado, cuando las ondas ultrasónicas se propagan en un fluido, la velocidad de propagación de las ondas ultrasónicas en la dirección aguas abajo aumentará y en la dirección contraflujo, es decir, la misma distancia de propagación aumentará. tienen diferentes tiempos de propagación. Luego use La relación entre la diferencia de velocidad de propagación y la velocidad del flujo de fluido medida se usa para calcular la velocidad del flujo y convertir el caudal. Es decir, cuando el haz ultrasónico se propaga entre el "sensor aguas arriba" y el "sensor aguas abajo" en la dirección del flujo del medio de agua en la tubería, el flujo de agua provocará un ligero cambio en el tiempo de propagación del haz ultrasónico en relación con a la propagación estática, y este tiempo de propagación El cambio es proporcional al caudal de agua. Este es el principio de medición del caudalímetro ultrasónico de diferencia de tiempo. La expresión teórica de su relación es la siguiente:
V=MD/sin2θ×△T/TupTdown
En la fórmula, M—es el número de propagaciones en línea recta de la haz ultrasónico en agua
θ—es el ángulo entre el haz ultrasónico y la dirección del flujo de agua
Tup—es el tiempo de propagación del haz ultrasónico en la dirección hacia adelante (el tiempo de propagación desde el sensor aguas arriba al sensor aguas abajo)
Tdown: es el tiempo de propagación del haz ultrasónico en dirección inversa (el tiempo de propagación desde el sensor aguas abajo al sensor aguas arriba)
△T= Tup—Tdown
2. Onda ultrasónica Características de los medidores de flujo
Los medidores de flujo ultrasónicos se basan en tecnología de microprocesamiento y están diseñados principalmente utilizando circuitos integrados y emisión de pulsos amplios de bajo voltaje. tecnología. En términos de tecnología de medición, para lograr una mayor resolución y un mayor rango de medición, a menudo se utilizan circuitos de medición de tiempo de resolución ultra alta de 0,1 ns. Se utiliza especialmente para la medición de medios líquidos, especialmente la medición de agua. Sus características notables son: el nivel de precisión es ±1,0 y se puede instalar bajo presión sin detener la producción. El host se puede instalar en la sala de control de valor y también puede emitir señales estándar como corriente y pulso, y puede usar RS232 o. Comunicación de interfaz RS485 para transmisión remota de datos de medición. Este medidor de flujo tiene las ventajas de alta confiabilidad, bajo consumo de energía, antiinterferencias y fácil instalación y mantenimiento.
3. La estructura básica y los principales métodos de instalación del caudalímetro ultrasónico
1. La estructura del caudalímetro ultrasónico
Los caudalímetros ultrasónicos generalmente se pueden dividir en sensores de campo ( es decir, sonda), cable de transmisión y host de pantalla. Los sensores son de tipo abrazadera, enchufables y de brida (es decir, tipo sección de tubería). El host de visualización se divide en fijo y portátil. El host portátil puede equiparse con un sensor de abrazadera para comparar caudalímetros ultrasónicos. que son fijos y en línea (calibración en sitio) y la instalación es muy fácil.
2. Determinación del punto de medición del caudalímetro ultrasónico
El caudalímetro ultrasónico debe seleccionar primero un punto de medición adecuado y luego ingresar los parámetros de la tubería de agua del punto de medición en el caudalímetro. y finalmente conecte el sensor al caudalímetro (es decir, la sonda) que está instalado en la tubería de agua.
⑴Requisitos generales para los puntos de medición
Los puntos de medición de los medidores de flujo ultrasónicos deben estar en una sección de tubería recta de cierta longitud, es decir, una sección de tubería con flujo de agua uniforme. La distribución se selecciona para reducir los errores de medición.
⑵Principios para seleccionar puntos de medición
⑴El punto de medición debe ser 10 veces la longitud del diámetro de la tubería desde aguas arriba (la dirección del flujo de agua) y 5 veces la longitud del diámetro de la tubería desde aguas abajo (la dirección del flujo de agua) Una sección de tubería recta uniforme (es decir, las válvulas aguas arriba y aguas abajo están fuera de esta longitud, o el punto de inflexión de la tubería de agua está fuera de esta longitud).
⑵ El material de la sección de tubería recta debe ser uniforme sin cicatrices ni grietas para facilitar la transmisión de ondas ultrasónicas.
⑶La pared interior de la sección de tubería recta debe estar libre de incrustaciones (si hay incrustaciones leves, se puede purgar con vapor o agua a alta presión si las condiciones lo permiten).
⑷La sección de tubería recta debe llenarse con agua (ya sea una sección de tubería vertical u horizontal).
3. Clasificación y principales métodos de instalación de los sensores caudalímetros ultrasónicos
La calidad de la instalación de los sensores caudalímetros ultrasónicos está directamente relacionada con la precisión, credibilidad y confiabilidad operativa de la medición del flujo de agua.
⑴Clasificación de sensores de caudalímetro ultrasónico (sondas)
Hay tres sensores de caudalímetro ultrasónicos comúnmente utilizados según los métodos de instalación:
Sensor de abrazadera: durante la instalación , la posición de instalación prevista en la pared exterior de la tubería debe pulirse hasta quedar lisa y luego se fija el sensor (sonda) a la pared exterior de la tubería con un agente de acoplamiento y luego se fija con un dispositivo de sujeción especial. Este método puede medir fácilmente el flujo de agua fuera de la tubería y también es adecuado para su portabilidad. La desventaja es que la manipulación inadecuada del agente de acoplamiento puede provocar fácilmente que el estado de recepción de la señal se deteriore y afecte la estabilidad de la medición.
Sensor enchufable: durante la instalación, utilice una herramienta de perforación para insertar el sensor (sonda) en la tubería sin detener la producción. La ventaja es que puede lograr una medición estable y confiable incluso cuando la pared interna de la tubería de agua tiene incrustaciones o hay aire en el agua.
Sensor de segmento de tubería: durante la instalación, debe cortar una sección de tubería recta seleccionada y utilizar una conexión de brida. El producto ha sido calibrado especialmente en fábrica. La ventaja es que el sensor se puede reparar sin detener la producción. Se caracteriza por una alta precisión de medición.
⑵Instalación de sensores (sondas) de caudalímetro ultrasónico
La ubicación de instalación de los sensores (sondas) de caudalímetro ultrasónico es generalmente elegir dos sensores (sondas) con el eje de la tubería en la tubería de agua. El eje está en dirección horizontal o en un ángulo de 45 grados con el plano horizontal del eje de la tubería.
Los métodos de instalación de sensores (sondas) de caudalímetro ultrasónico incluyen los métodos Z, V, N y W. Entre ellos, los métodos N y W son adecuados para tuberías de agua con un diámetro inferior a 50 mm y rara vez se utilizan debido a la dificultad de uso y el alto costo. Hay dos métodos comúnmente utilizados:
a. Instalación en "V"
La instalación en "V" es el método de instalación estándar y el rango de diámetro de tubería medible es de 25 mm a 400 mm. Al instalar sensores (sondas), se debe prestar atención a la alineación horizontal de los sensores (sondas) aguas arriba y aguas abajo para que su línea central coincida con el eje de la tubería de agua.
b. Instalación mediante el método "Z"
La instalación tipo "Z" generalmente es adecuada para tuberías de agua gruesas o el medio de agua no está muy limpio o hay incrustaciones en la pared interior de la tubería, causando la instalación tipo "V" Instale condiciones de distorsión de la señal. En términos generales, la instalación tipo "Z" es más adecuada para tuberías de agua con diámetros superiores a 300 mm. El rango de diámetro de tubería medible de la instalación tipo "Z" suele ser de 100 mm a 600 mm. Al instalar sensores (sondas), se debe tener en cuenta que los sensores (sondas) de aguas arriba y aguas abajo estén en el mismo plano que el eje de la tubería de agua, con el sensor (sonda) de aguas arriba en una posición baja y el sensor (sonda) de aguas arriba ) en una posición alta. (Consulte el manual para ver el diagrama esquemático)
⑶Inspección de la instalación de la sonda del sensor del caudalímetro ultrasónico
a. Compruebe principalmente si la posición de instalación del sensor (es decir, la sonda) es adecuada.
b. Si la conexión con la pared exterior de la tubería de agua es suave y firme.
c. Verifique la intensidad y la calidad de la señal a través del host y observe si el sensor puede recibir la señal ultrasónica que permite que el host funcione normalmente.
4. Depuración del caudalímetro ultrasónico
⑴ Ingrese los parámetros de la tubería de acuerdo con los requisitos del caudalímetro y regístrelos.
⑵Ajuste la posición de instalación, el espaciado y el grado de unión de las tuberías de los sensores aguas arriba y aguas abajo (es decir, sondas) y ajuste la intensidad de la señal recibida en las direcciones aguas arriba y aguas abajo al máximo (cuanto mayor sea la señal). intensidad, mayor será la medición (más estable será el valor, mayor será la credibilidad y más confiable podrá funcionar durante mucho tiempo).
4. Transmisión remota y uso compartido de datos de medición del medidor de flujo ultrasónico
Los técnicos generalmente realizan la comunicación del medidor de flujo ultrasónico a través de una PC u otro equipo de comunicación, utilizando dispositivos serie apropiados que conectan el cable del puerto serie. Puerto serie del medidor de flujo ultrasónico con el puerto serie de la computadora host. Al utilizar el software para emitir comandos preestablecidos en la computadora host, el medidor de flujo puede enviar señales de respuesta relevantes.
Los técnicos utilizan el código de identificación del caudalímetro ultrasónico como código de dirección de red, utilizan el conjunto de comandos correspondiente como protocolo de comunicación y utilizan el bucle de corriente del caudalímetro y su salida OCT para controlar el paso a paso (o analógico) electromagnético La apertura de la válvula y la salida del relé puede controlar el encendido y apagado de otros equipos, lo que puede realizar tanto la recopilación de datos como el control remoto (el hardware de transmisión de datos utiliza comunicación de interfaz RS232 o RS485 cuando la distancia es relativamente corta, y el bucle actual se utiliza cuando la distancia es mayor o transmisión inalámbrica), transmite los datos del medidor de flujo a la red corporativa a través de Ethernet para lograr el intercambio de datos entre unidades secundarias relevantes dentro de la empresa.
Y realice el estado de monitoreo en tiempo real de la medición del agua.
5. Fallos comunes y soluciones en el uso de medidores de flujo ultrasónicos
1. Fenómeno de falla: el medidor de flujo instantáneo fluctúa mucho.
⑴Causa de la falla: la intensidad de la señal fluctúa mucho; el propio fluido medido fluctúa mucho.
⑵ Contramedidas: ajuste la posición de la sonda y aumente la intensidad de la señal (manténgala por encima de 3) para garantizar una intensidad de señal estable. Si el fluido en sí fluctúa mucho, la posición no es buena. Garantizar los primeros 10D y los últimos requisitos de condiciones de trabajo 5D.
2. Fenómeno de falla: la señal del medidor de flujo externo con clip es baja.
⑴Causa de la falla: el diámetro de la tubería es demasiado grande, la tubería tiene muchas incrustaciones o el método de instalación es incorrecto.
⑵ Contramedidas: utilice sondas enchufables para tuberías con un diámetro demasiado grande y con incrustaciones severas; vuelva a seleccionar el método de instalación.
3. Fenómeno de falla: la señal de la sonda enchufable disminuye después de usarse durante un período de tiempo.
⑴Causa de la falla: la sonda puede estar desplazada o la escala en la superficie de la sonda puede ser gruesa.
⑵ Contramedidas: Reajustar la posición de la sonda y limpiar la superficie de emisión de la sonda.
4. Fenómeno de falla: No se muestra al iniciar.
⑴Causa del fallo: Las propiedades de la fuente de alimentación no se corresponden con las clasificaciones del medidor o el fusible está fundido.
⑵ Contramedidas: compruebe si las propiedades de la fuente de alimentación corresponden al valor nominal del instrumento y si el fusible está fundido. Si no existen los problemas anteriores, notifique a los profesionales del fabricante para que los solucionen.
5. Fenómeno de falla: después de encender el instrumento, solo hay luz de fondo sin visualización de caracteres.
⑴ Causa del fallo: Generalmente, el chip del programa se pierde. ⑵Contramedidas: Notifique a los profesionales del fabricante para que se ocupen de ello.
6. Fenómeno de falla: el instrumento no se puede utilizar bajo fuertes interferencias en el sitio.
⑴Causa de la falla: la fuente de alimentación tiene un rango de fluctuación grande, o hay interferencia de un convertidor de frecuencia o un campo magnético fuerte a su alrededor, o el cable de conexión a tierra es incorrecto.
⑵ Contramedidas: Proporcionar un suministro de energía estable al instrumento; o instalar el instrumento lejos de convertidores de frecuencia y fuertes interferencias de campos magnéticos o configurar cables de conexión a tierra de manera estandarizada;
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