Mae synwyryddion llif nwy ultrasonic, a elwir hefyd yn fesuryddion llif nwy ultrasonic, yn cynrychioli technoleg mesur uwch ar gyfer cyfryngau nwy (gan gynnwys nwy naturiol, aer cywasgedig, a nwyon proses). Mae'r dyfeisiau an-ymledol hyn yn defnyddio tonnau ultrasonic i fesur llif nwy heb gysylltiad corfforol â'r cyfrwng hylifol, gan ddarparu cywirdeb a dibynadwyedd rhagorol mewn cymwysiadau diwydiannol amrywiol. Mae'r canllaw hwn yn archwilio egwyddorion gweithio, dyluniad strwythurol, a chymwysiadau ymarferol synwyryddion llif nwy ultrasonic.
Egwyddor Gweithio Synhwyrydd Llif Nwy Ultrasonic:
Craidd synwyryddion llif nwy ultrasonic yw'r defnydd o donnau sain i fesur cyflymder nwy. Y prif ddull yw'r egwyddor tramwy, lle mae trawsddygiaduron ultrasonic (synwyryddion) yn allyrru corbys sy'n teithio drwy'r llif nwy. Mae dau drawsddygiadur wedi'u lleoli fel bod un yn anfon signalau i lawr yr afon (gyda'r llif) a'r llall yn anfon signalau i fyny'r afon (yn erbyn y llif). Mae'r gwahaniaeth amser (Δt) rhwng y llwybrau hyn yn gymesur â'r cyflymder nwy (V), wedi'i gyfrifo gan ddefnyddio'r fformiwla ganlynol:
lle L yw hyd y llwybr a t0 yw'r amser cludo cyfartalog. Yna cyfrifir y gyfradd llif cyfeintiol trwy luosi ag arwynebedd trawsdoriadol y bibell. Amrywiad arall yw yEffaith Doppler, lle mae tonnau'n adlewyrchu swigod neu ronynnau yn y nwy, ac mae'r symudiad amledd yn dynodi cyflymder delfrydol ar gyfer nwyon sy'n cynnwys amhureddau. Mae modelau uwch yn defnyddio tonnau cneifio ar gyfer trawsyrru uniongyrchol neu donnau Cig Oen, sy'n achosi i wal y bibell atseinio i chwyddo signalau mewn nwyon gwasgedd isel neu wanhau. Cyfluniadau llwybr aml- (fel 4 neu 6 llwybr) mesuriadau cyfartalog ar draws y bibell i drin llifoedd cythryblus neu anghymesur, gan wella cywirdeb. Mae'r diagram hwn yn dangos ygosod-amser cludo, yn dangos sut mae signalau i fyny'r afon ac i lawr yr afon yn gwahaniaethu ar sail llif.
Strwythur Synhwyrydd Llif Nwy Ultrasonic Aml{{0}Sianel
Mae cyfansoddiad mesuryddion llif uwchsonig nwy aml-sianel yn cynnwys pedair rhan yn bennaf: prif gorff mesurydd llif ultrasonic, trosglwyddydd pwysau, trosglwyddydd tymheredd deallus, a chyfrifiadur llif. Mae'r mesurydd llif ultrasonic yn cynnwys dwy brif gydran yn bennaf: Un yw'r adran bibell fesur sydd â pharau lluosog o drawsddygwyr ultrasonic (a elwir hefyd yn offeryn sylfaenol); Y llall yw'r uned brosesu signal (SPU) gyda mesur, arddangosiad cyfradd llif ar unwaith, a swyddogaethau cyfathrebu, y cyfeirir ato'n gyffredin fel yr offeryn eilaidd. Mae'r diagram canlynol yn dangos y diagram bloc o sianel ultrasonic aml-sianel.
llifmedr.
Gall yr offeryn eilaidd gysylltu'n uniongyrchol â'r pwysau nwy a'r synwyryddion tymheredd sydd ar y gweill, a thrwy drosi signal mewnol a chyfrifo iawndal, cwblhewch effaith iawndal tymheredd a phwysau sydd ar y gweill ar gyfradd llif cyfeintiol nwy, gan gwblhau'n annibynnol fesur cyfradd llif cyfeintiol heb ddibynnu ar y cyfrifiadur llif. Yn ogystal, trwy'r trosglwyddydd tymheredd deallus a'r trosglwyddydd pwysau, gellir trosglwyddo'r signalau digidol tymheredd a phwysau sydd ar y gweill i'r cyfrifiadur llif hefyd i wneud iawn am y cyflymder llif ar unwaith a'r gwerthoedd cyfradd llif cyfeintiol a fesurir gan yr offeryn eilaidd.
Mae rhan synhwyrydd y mesurydd llif ultrasonic nwy aml-sianel yn cyfeirio'n bennaf at y rhan biblinell fesur, ac mae dadansoddiad strwythurol y synhwyrydd llif yn cyfeirio'n bennaf at gysylltiad y biblinell fesur a safleoedd dosbarthu gosod pob trawsddygiadur ultrasonic. Mae'r biblinell mesur llif wedi'i dylunio a'i gweithgynhyrchu gydag wynebau diwedd fflans, wedi'u cysylltu yn y biblinell cludo syth. Yn nogfen AGA No. 9 "Multi-Mesuryddion Llif Ultrasonig ar gyfer Mesur Llif Nwy Naturiol" a luniwyd gan Gymdeithas Nwy America ym 1998, mae gwaith ymchwil eisoes wedi nodi bod dosbarthiad cyflymder anghymesur yn parhau o'r adeg y mae'n digwydd hyd at 50D neu i lawr yr afon, a gall proffiliau cyflymder fodoli ar vorticD neu vorticD0000. o'r biblinell fesur).
Felly, mewn safleoedd mesur llif nwy diwydiannol cyffredinol, rhaid i leoliad gosod y mesurydd llif ystyried dylanwad cyflyrau llif cymhleth ar fesur cyflymder llif. Yn ôl safon GB/T 18604-2023, cynigir yr argymhellion canlynol ar gyfer gosod mesuryddion llif uwchsonig nwy aml-sianel: Yr isafswm hyd pibell syth i fyny'r afon yw 10D, a'r hyd pibell syth lleiaf i lawr yr afon yw 5D. Dim ond pan fydd yr amodau i fyny'r afon yn gymharol ddelfrydol y gellir sefydlu'r argymhelliad hwn (fel dwyster fortecs bach iawn a dosbarthiad cyflymder ychydig yn anghymesur), a dylid ei ystyried fel y gofyniad lleiaf i ddiwallu anghenion mesur. Fel y dangosir yn y ffigur isod, mae angen i fesuryddion llif ultrasonic nwy aml-sianel ystyried effeithlonrwydd lluosogi tonnau ultrasonic, gan fabwysiadu trawsddygiaduron ultrasonic wedi'u hymgorffori a'u gosod ar y biblinell fesur.
Mae'r ffigur isod yn dangos diagram sgematig o gynllun y sianel ar gyfer synhwyrydd llifmeter nwy ultrasonic aml-sianel, sy'n dangos strwythur y biblinell siâp cylch wedi'i fesur gan fesurydd llif nwy uwchsonig pedair sianel.
Mae'r 4 sianel yn cael eu trefnu yn y drefn honno ar wahanol haenau llif, ac mae'r sianeli'n croesi ei gilydd pan edrychir arnynt yn y cyfeiriad y ac maent yn gyfochrog â'i gilydd wrth edrych arnynt yn y cyfeiriad z. Mae'r biblinell fesur yn cynnwys synhwyrydd cyfansawdd gyda 4 sianel a ffurfiwyd gan barau o drawsddygwyr ultrasonic gydag amledd gweithredu o 200-250 kHz. Diamedr y bibell D=300 mm, a'r ongl φ rhwng pob sianel a'r cyfeiriad echelinol yw 60 gradd.
Senarios Cymhwysiad o Strwythur Synhwyrydd Llif Nwy Ultrasonic Aml{{0}Sianel
Mae synwyryddion llif nwy ultrasonic aml-sianel yn hanfodol mewn diwydiannau sy'n gofyn am fesuriad nwy manwl gywir:
Diwydiant Olew a Nwy: Trosglwyddo dalfa, monitro piblinellau, gorsafoedd cywasgydd, a chanfod gollyngiadau mewn systemau nwy naturiol.
Cemegol a Phetrocemegol: Prosesu mesur nwy mewn amgylcheddau garw.
Cynhyrchu Pŵer a Gweithgynhyrchu: Monitro allyriadau, rheoli rhestr eiddo, ac optimeiddio effeithlonrwydd.
HVAC a Chyfleustodau: Llif aer cywasgedig a bio-nwy mewn adeiladau neu drin dŵr gwastraff.
FAQ
C: Pa mor aml y mae angen graddnodi synwyryddion llif nwy ultrasonic?
A: Mae angen graddnodi cychwynnol ar synwyryddion llif nwy uwchsonig wrth gomisiynu, ac fel arfer argymhellir ail-raddnodi bob 2-5 mlynedd yn dibynnu ar gritigolrwydd y cais. Ar gyfer ceisiadau trosglwyddo dalfa, mae AGA-9 yn argymell graddnodi ar saith cyfradd llif: 100%, 75%, 50%, 25%, 10%, 5%, a 2.5% o uchafswm llif, gyda phob pwynt prawf ar gyfartaledd dros 90-300 eiliad. Gall amrywiadau gweithgynhyrchu a gwahaniaethau gosod pibellau effeithio ar gywirdeb, gan wneud graddnodi yn hanfodol ar gyfer perfformiad gorau posibl. Yn wahanol i fesuryddion mecanyddol sy'n drifftio'n sylweddol, mae mesuryddion ultrasonic yn cynnal cywirdeb sefydlog dros amser oherwydd nad oes ganddynt unrhyw rannau symudol, gan ganiatáu ar gyfer cyfnodau ail-raddnodi llai aml.
C: Beth yw'r gost gychwynnol yn erbyn-cyfanswm cost hirdymor perchnogaeth?
A: Er y gall buddsoddiad cychwynnol mewn mesuryddion llif ultrasonic fod yn fwy na mesuryddion traddodiadol, mae cyfanswm cost perchnogaeth yn aml yn profi'n is oherwydd llai o waith cynnal a chadw, ychydig iawn o amser segur, a bywyd gwasanaeth estynedig. Gall un mesurydd nwy ultrasonic ddisodli dau fetr tyrbin cyfochrog (rheiliau bach a phrif lwyth), gan leihau costau seilwaith. Mae gan fesuryddion uwchsonig gostau cychwynnol drud ond mae costau sefydlu yn is na rhai dewisiadau eraill, gydag ychydig iawn o waith cynnal a chadw oherwydd dim rhannau symudol. Mae'r canfod signal wedi'i optimeiddio yn dileu seilwaith gwanhau sŵn drud, ac mae costau cynnal a chadw ac atgyweirio is ar bwyntiau mesur yn gwrthbwyso buddsoddiad uwch ymlaen llaw. Ar gyfer cymwysiadau diamedr mawr, mae fersiynau clampio yn arbed costau gosod sylweddol.
C: Pa waith cynnal a chadw arferol sydd ei angen a pha mor aml?
A: Mae synwyryddion llif nwy uwchsonig wedi'u cynllunio ar gyfer gweithrediad cynnal a chadw isel, gyda gwaith cynnal a chadw nodweddiadol yn cynnwys glanhau wyneb y stiliwr bob 1- bob 6 mis yn dibynnu ar amodau'r safle, gwirio'r system carthu a hidlwyr aer, ac ail-raddnodi achlysurol os oes angen. Mewn amgylcheddau llychlyd fel cymwysiadau nwy ffliw, mae systemau carthu awtomataidd sy'n defnyddio 0.1-0.6 MPa o aer offeryn glân ar 3-6 L/munud yn cadw wynebau synhwyrydd yn lân ac yn atal drifft mesur. Gellir disodli synwyryddion ar y safle ac o dan bwysau gan ddefnyddio cyfluniad plug-and-play, ac nid yw amhureddau ar waliau pibellau yn effeithio'n uniongyrchol ar weithrediad mesurydd.
C: Beth yw'r tymheredd gweithredu a'r terfynau pwysau ar gyfer synwyryddion llif nwy ultrasonic?
A: Mae trawsnewidyddion wedi'u datblygu i wrthsefyll tymheredd o - 260 gradd F ar gyfer mesuryddion LNG i 500 gradd F ar gyfer cymwysiadau gweithfeydd pŵer. Mae synwyryddion modern fel arfer yn trin -40 gradd i +170 gradd (-40 gradd F i +338 gradd F) ar gyfer cymwysiadau safonol, gyda fersiynau tymheredd uchel arbenigol sy'n gallu 150 gradd i 550 gradd (+302 gradd F i +1022 gradd F). Mae ystodau pwysau yn ymestyn o 1 bar i 300 bar (14.5 i 4350 psi), gyda synwyryddion yn gweithredu ar amleddau safonol o 120 neu 200 kHz. Ar gyfer cymwysiadau pwysedd isel, mae angen isafswm dwysedd nwy ar drawsyrru sain, ac mae technoleg tonnau Lamb yn galluogi mesur i lawr i bwysau atmosfferig bron.
