Os ydych chi erioed wedi sefyll ger priffordd a sylwi sut mae seiren ambiwlans yn swnio'n uwch wrth iddi ruthro tuag atoch chi, yna'n disgyn i rywbeth bron yn alarus wrth iddo gyflymu llongyfarchiadau, rydych chi wedi profi'r un ffiseg ag sy'n gwneud.mesurydd llif ultrasonics tic. Nid yw'r rhan fwyaf o bobl yn meddwl am y foment honno ddwywaith. Gwnaeth peirianwyr.
Mae mesurydd llif ultrasonic yn mesur pa mor gyflym mae hylif yn symud trwy bibell trwy bownsio tonnau sain oddi arno. Dim rhannau symudol. Dim cysylltiad uniongyrchol â'r hylif. Dim ond swnio'n gwneud beth mae sain yn ei wneud -teithio, bownsio, symud. Nid yw'r dechnoleg yn newydd, yn union, ond y ffordd yr ydym wedi ei mireinio dros y degawdau diwethaf? Dyna lle mae pethau'n mynd yn ddiddorol.
Y Sain Neb yn Clywed
Dyma'r peth am ultrasonic-mae'n llythrennol yn golygu "tu hwnt i sain." Rydym yn sôn am amleddau uwch na 20 kHz, ymhell y tu hwnt i'r hyn y gall clustiau dynol ei ganfod. Efallai y bydd cŵn yn codi, ond ni fyddwch chi'n clywed dim. Mae'r mesurydd yn anfon y corbys acwstig anweledig hyn i'r bibell, ac yn dibynnu ar yr hyn sy'n digwydd nesaf, byddwch chi'n cael eich darlleniad llif.
Mae dau brif ddull yn bodoli. Mathau Doppler a-mathau o amser teithio. Maen nhw'n anifeiliaid sylfaenol wahanol er gwaethaf rhannu'r un DNA ultrasonic, ac mae dewis yr un anghywir ar gyfer eich cais yn gamgymeriad hawdd sy'n digwydd yn amlach nag y mae gwerthwyr yn hoffi ei gyfaddef.
Pam mae angen hylif budr ar fersiwn Doppler
Mae mesuryddion ultrasonic Doppler angen rhywbeth yn yr hylif i adlewyrchu sain yn ôl. Gronynnau. Swigod. Unrhyw beth sy'n creu'r hyn y mae peirianwyr yn ei alw'n "ddiffyg parhad acwstig." Hebddyn nhw, does gennych chi ddim byd-mae'r signal yn mynd trwyddo fel golau trwy wydr.
Mae hyn yn gwneud mesuryddion Doppler yn berffaith ar gyfer dŵr gwastraff, slyri, unrhyw beth â solidau crog dros tua 100 rhan y filiwn. Y maint gronynnau lleiaf? Tua 100 micron, rhowch neu gymryd. Yn llai na hynny ac mae myfyrio yn dod yn annibynadwy. Mae'r mesurydd yn cyfrifo cyflymder yn seiliedig ar faint mae'r amledd adlewyrchiedig yn symud o'i gymharu â'r hyn a drosglwyddwyd. Mae llif uwch yn golygu newid mwy. Digon syml mewn theori.
Ond dyma beth sy'n baglu pobl: mae'r mesurydd yn mesur cyflymder y gronynnau hynny, nid yr hylif ei hun. Fel arfer mae hynny'n iawn-mae gronynnau'n symud gyda'r llif. Fodd bynnag, mewn amodau cythryblus iawn neu lifoedd haenog, gallwch gael darlleniadau sy'n ymddangos yn rhesymol ond nad ydynt yn hollol gywir. Werth gwybod.
Amser-Transport: Y Dewis Hylif Glân
Mae{0}}mesuryddion amser trafnidiaeth yn gweithio'n wahanol. Mae dau drawsddygiadur yn wynebu ei gilydd ar draws y bibell. Mae un yn anfon pwls i lawr yr afon, a'r llall yn anfon un i fyny'r afon. Mewn hylif llonydd, mae'r ddau gorbys yn cyrraedd ar yr un funud. Ychwanegwch lif, ac mae'r pwls i lawr yr afon yn cyrraedd yn gyflymach oherwydd ei fod yn marchogaeth y cerrynt, tra bod y pwls i fyny'r afon yn ymladd yn ei erbyn.
Y gwahaniaeth amser rhwng y ddau gyrhaeddiad hynny? Dyna eich cyflymder llif.
Nid oes angen gronynnau. Mewn gwirionedd, mae gronynnau'n gwaethygu pethau-maent yn gwasgaru'r signal ac yn diraddio cywirdeb. Mae -mesuryddion amser cludo eisiau hylifau glân. Dwfr. Olewau. Cemegau penodol. Y glanhawr, gorau oll.
Gall cywirdeb daro ±0.5% o ddarllen mewn amodau delfrydol, sy'n wirioneddol drawiadol ar gyfer mesuriad anfewnwthiol. Mae gosodiadau byd go iawn fel arfer yn glanio rhywle rhwng 1-3% yn dibynnu ar gyflwr y bibell, priodweddau hylif, ansawdd gosod - yr holl newidynnau y mae enghreifftiau gwerslyfr yn eu hanwybyddu'n gyfleus.
Clamp-Ar Osod (A Pam Mae Pawb yn Ei Garu)
Mae'r rhan fwyaf o fesuryddion ultrasonic yn clampio'n uniongyrchol ar bibellau presennol. Dim drilio. Dim cau i lawr. Dim torri i mewn i linellau gwasgedd tra bod gan y goruchwyliwr cynnal a chadw ddigwyddiad cardiaidd bach gerllaw.
Rydych chi'n defnyddio cyfansawdd cyplu acwstig-saim ultrasonic yn y bôn- strapiwch y trawsddygiaduron i'r tu allan i'r bibell, ffurfweddu eich paramedrau, ac rydych chi'n mesur llif. Mae'r broses gyfan yn cymryd efallai awr ar ddiwrnod da. Cymharwch hynny â gosod plât orifice neu fesurydd tyrbin, sy'n gofyn am linellau draenio, pibell dorri, flanges weldio, profi pwysau ... nid yw hyd yn oed yn agos.
Mae hygludedd yn fantais arall nad oes neb yn siarad amdani ddigon. Gall yr un clamp-ar fesurydd symud rhwng dwsinau o bwyntiau mesur. Archwilio dosbarthiad llif cyfleuster cyfan heb brynu 30 o offerynnau ar wahân? Dyna arian go iawn wedi'i arbed.
Problem Wal y Pibell
Does dim byd yn berffaith. Rhaid i signalau uwchsonig basio drwy wal y bibell ddwywaith-unwaith y byddant yn mynd i mewn, unwaith y byddant yn dod allan. Mae pob deunydd wal yn effeithio ar y signal yn wahanol.
Mae dur di-staen yn dargludo uwchsain yn effeithlon, weithiau'n rhy effeithlon. Gall y signal rasio ar hyd y wal bibell yn gyflymach na thrwy'r hylif, gan greu crosstalk sy'n drysu'r electroneg. Mae dur carbon yn ymddwyn yn well. Mae pibellau plastig yn gweithio'n weddol dda ond mae angen gwahanol gyfluniadau trawsddygiadur arnynt. Pibellau concrit wedi'u leinio? Copr? Deunyddiau wedi'u hatgyfnerthu gan wydr ffibr? Mae pob un yn cyflwyno heriau sy'n amrywio o "anodd ond hylaw" i "ddod o hyd i dechnoleg arall."
Mae leinin pibellau yn arbennig o broblemus. Bod cotio rwber amddiffyn rhag cyrydiad? Efallai y bydd yn amsugno'ch signal ultrasonic yn llwyr. Y bwlch aer rhwng leinin diraddedig a wal y bibell? Hyd yn oed yn waeth. Mae rhai gosodiadau'n adrodd bod cywirdeb yn gostwng i ±20% neu'n methu'n gyfan gwbl pan fydd amodau'r leinin yn dirywio. Materion arolygu rheolaidd.
Siglenni Tymheredd a Chynhyrchion Eraill
Mae cyflymder uwchsonig trwy unrhyw gyfrwng yn dibynnu ar y tymheredd. Mae hylif poethach yn golygu lluosogi sain cyflymach (fel arfer). Mae'r mesurydd yn gwneud iawn yn fathemategol, ond gall newidiadau tymheredd eithafol yn ystod mesur gyflwyno gwallau-mae'r electroneg yn cyfrifo yn seiliedig ar dymheredd cerrynt tra bod y pwls acwstig yn teithio trwy hylif a allai fod yn newid o bryd i'w gilydd.
Mae'r rhan fwyaf o fesuryddion modern yn trin hyn yn dda. Eto i gyd, os yw'ch proses yn cynnwys beicio thermol cyflym, soniwch amdano wrth y gwerthwr cyn ei brynu yn hytrach na darganfod problemau wrth gomisiynu.
Mae dirgryniad yn peri heriau tebyg. Gall peiriannau trwm gerllaw ysgwyd trawsddygiaduron yn rhydd o gyplu acwstig. Mae mowntio priodol yn mynd i'r afael â hyn, ond mae "mowntio priodol" yn golygu gwahanol bethau i osodwyr gwahanol. Mae ymlyniad mecanyddol diogel ynghyd â chyfansoddyn cyplu hael wedi'i gymhwyso'n gywir yn curo dyluniadau braced ffansi bob tro.
Gofyniad Pibell Llawn
Mae hwn yn dal pobl oddi ar eu gwyliadwriaeth. Mae angen pibellau cwbl lawn ar fesuryddion llif ultrasonic. Mae llinellau sydd wedi'u llenwi'n rhannol-cyffredin mewn disgyrchiant-systemau bwydo neu bibellau rhy fawr-yn rhoi darlleniadau diystyr. Mae'r mesurydd yn rhagdybio bod hylif yn llenwi'r trawstoriad cyfan wrth gyfrifo llif cyfeintiol o gyflymder. Os mai dim ond hanner y bibell sy'n cynnwys hylif, eich llif gwirioneddol yw hanner yr hyn y mae'r arddangosfa'n ei ddangos.
Mae rhai gweithgynhyrchwyr yn cynnig cyfluniadau arbenigol ar gyfer pibellau rhannol lawn, ond mae'r rhain yn ychwanegu cost a chymhlethdod. Haws gosod lle mae amodau pibell llawn wedi'u gwarantu, neu dderbyn nad yw rhai pwyntiau mesur yn addas ar gyfer technoleg ultrasonic.
Hyblygrwydd Maint
Yn wahanol i lawer o dechnolegau llif, mae mesuryddion ultrasonic yn graddio'n rhyfeddol o dda. Mae'r un egwyddor sylfaenol yn gweithio o diwbiau hanner modfedd i biblinellau sawl metr mewn diamedr. Mae llwyfannau olew ar y môr yn defnyddio mesuryddion ultrasonic ar linellau trosglwyddo crai enfawr. Mae gweithfeydd fferyllol yn eu defnyddio ar ffrydiau proses bach. Meintiau trawsddygiadur gwahanol, gwahanol gyfluniadau mowntio, yr un ffiseg.
Mae'r ystod hon yn gwneud ultrasonic yn opsiwn deniadol ar gyfer cyfleusterau gyda meintiau pibellau amrywiol. Mae hyfforddi criwiau ar un dechnoleg yn curo cynnal arbenigedd ar draws pum math gwahanol o fesurydd.
Lle Maent Yn Cael Eu Defnyddio Mewn Gwirionedd
Mae olew a nwy yn dominyddu'r farchnad uwchsonig, yn enwedig ar gyfer trosglwyddo dalfa-y-mesuriadau polion uchel hynny lle mae arian yn newid dwylo yn seiliedig ar faint o gynnyrch a symudwyd trwy bibell. Mae mesuryddion amser aml-lwybr gyda phedwar, chwech neu wyth pâr trawsddygiadur yn cyflawni'r manylder y mae'r cymwysiadau hynny yn gofyn amdano.
Mae cyfleusterau trin dŵr a dŵr gwastraff yn dibynnu'n helaeth ar fathau Doppler ar gyfer llinellau llaid a monitro dylanwadol. Mae prosesu cemegol yn defnyddio'r ddau fath yn dibynnu ar nodweddion hylif. Mae systemau HVAC yn eu defnyddio ar gyfer monitro dŵr oer a dŵr poeth. Mae cymwysiadau bwyd a diod yn ffafrio clamp-ar ddyluniadau sy'n osgoi risg halogiad.
Mae gweithrediadau mwyngloddio yn gwthio metrau Doppler yn galed, gan fesur slyri sy'n cario gronynnau sgraffiniol a fyddai'n dinistrio unrhyw synhwyrydd ymwthiol o fewn wythnosau. Mae'r mesuryddion yn goroesi oherwydd nid ydynt byth yn cyffwrdd â'r hylif. Dim arwynebau traul. Dim rhannau newydd. Dim ond transducers yn eistedd yn heddychlon ar y tu allan bibell tra bod slyri llofruddiol yn llifo y tu mewn.
Gwirionedd Cynnal a Chadw
Mae deunyddiau marchnata wrth eu bodd yn hawlio "dim cynnal a chadw." Mae hynny'n optimistaidd. Yn fwy cywir: mae'r gofynion cynnal a chadw yn fach iawn o'u cymharu â mesuryddion mecanyddol.
Mae angen arolygiad cyfnodol ar drawsddygiaduron. Mae cyfansawdd cyplu yn sychu ac angen lluniaeth. Mae electroneg yn llithro dros amser ac yn elwa o ddilysu yn erbyn safonau cyfeirio. Mae diweddariadau cadarnwedd yn mynd i'r afael â bygiau neu'n gwella algorithmau. Mae batris mewn unedau cludadwy yn disbyddu.
Nid oes dim o hyn yn dynesu at faich cynnal a chadw mesuryddion dadleoli positif gyda'u cydrannau cylchdroi, na mesuryddion tyrbin gyda berynnau sy'n methu yn y pen draw, neu fesuryddion fortecs gyda bariau sied sy'n erydu. Ond nid "sero" yw "lleiaf". Cyllideb yn unol â hynny.
Ystyriaethau Cost
Mae'r pris prynu cychwynnol yn uwch na'r mesuryddion mecanyddol sylfaenol, yn is na'r Coriolis pen uchel neu ddyluniadau electromagnetig soffistigedig. Mae clamp-ar y gosodiad yn torri cyfanswm cost defnyddio o'i gymharu â dewisiadau mewnol eraill sy'n gofyn am addasu pibellau.
Mae economeg -dymor hir fel arfer yn ffafrio uwchsonig. Nid oes unrhyw ostyngiad pwysau yn golygu dim ynni yn cael ei wastraffu hylif gwthio trwy gyfyngiad llif. Dim rhannau wedi'u gwlychu yn golygu dim cyrydiad-costau amnewid cysylltiedig. Mae hygludedd yn golygu bod un metr yn gwasanaethu sawl lleoliad. Mae p'un a yw'r manteision hyn yn gorbwyso cost ymlaen llaw uwch yn dibynnu ar eich sefyllfa benodol, bywyd gwasanaeth disgwyliedig, a faint rydych chi'n gwerthfawrogi peidio â thorri i mewn i bibellau.
Syniadau Terfynol (Math O)
Mae mesuryddion llif uwchsonig yn cynrychioli clyfrwch peirianneg gwirioneddol-mesur rhywbeth mor ymarferol â chyflymder hylif gan ddefnyddio rhywbeth mor haniaethol â symudiad amledd mewn tonnau sain anghlywadwy. Mae'r dechnoleg wedi aeddfedu'n sylweddol ers defnydd masnachol cynnar yn y 1970au ac mae'n parhau i wella wrth i brosesu signal ddod yn fwy craff ac wrth i ddyluniadau trawsddygiadur ddatblygu.
Nid ydynt yn atebion cyffredinol. Mae hylifau glân awyredig yn drysu mesuryddion Doppler. Gronyn trwm-nentydd llwythog yn trechu-dyluniadau amser tramwy. Mae pibellau wedi'u leinio yn achosi problemau. Mae pibellau sydd wedi'u llenwi'n rhannol yn achosi problemau mwy. Mae gan bob technoleg fannau dall.
Ond ar gyfer y cymwysiadau cywir-ac mae yna lawer o-fesuryddion ultrasonic sy'n cynnig cyfuniad o gywirdeb, anymlededd, a dibynadwyedd y mae technolegau amgen yn ei chael yn anodd eu paru. Mae'r ffiseg seiren ambiwlans a oedd yn ymddangos fel dibwys yn gynharach? Troi allan ei fod yn werth sawl biliwn o ddoleri y flwyddyn mewn offer diwydiannol. Mae'n debyg y byddai hynny'n ddoniol gan Christian Doppler.
