vartenpuristinkiinnitteinen ultraäänivirtausmittari läpimenoaikaansignaalin voimakkuus on yksi hyödyllisimmistä diagnostisista parametreista. On kuitenkin olemassa yleinen väärinkäsitys:

Korkea signaalinvoimakkuus ei välttämättä tarkoita korkeaa mittaustarkkuutta, eikä matala signaalinvoimakkuus välttämättä tarkoita, että virtausmittari on viallinen.

Signaalin voimakkuus kertoo pääasiassa, kuinka tehokkaasti ultraäänisignaali kulkee putken ja nesteen läpi ja kuinka hyvin vastakkainen anturi vastaanottaa sen.

1. Mikä on signaalin voimakkuus?

Yksinkertaisesti sanottuna,signaalin voimakkuus osoittaa virtausmittarin vastaanottaman ultraäänisignaalin voimakkuuden.

Puristinkiinnitteisellä ultraäänivirtausmittarilla akustinen reitti on suunnilleen:

Muunnin → Putken seinämä → Vuoraus → Neste → Vuoraus → Putken seinämä → Muunnin

Lähetin tuottaa ultraäänisignaalin, joka kulkee putken seinämän ja nesteen läpi ennen kuin se saavuttaa vastaanottavan anturin.

Jos akustinen energia lähetetään suhteellisen vähäisellä häviöllä, vastaanotettu signaali on voimakkaampi. Jos signaalissa ilmenee merkittävää vaimenemista, heijastuksia tai sirontaa, vastaanotettu signaali heikkenee.

2. Mitkä tekijät vaikuttavat signaalin voimakkuuteen?

Useat tekijät voivat vaikuttaa merkittävästi vastaanotettuun ultraäänisignaaliin.

2.1 Putkimateriaali

Erilaisilla putkimateriaaleilla on erilaiset akustiset ominaisuudet.

Yleisiä esimerkkejä ovat:

• hiiliteräs
• Ruostumaton teräs
• Valurauta
• PVC
• HDPE
• Sementillä vuorattu putki

Ultraäänienergia käyttäytyy eri tavoin kulkiessaan eri materiaalien läpi. Siksi sama virtausmittari voi näyttää eri signaalinvoimakkuuksia asennettuna erityyppisiin putkiin.

2.2 Putken seinämän paksuus

Putken seinämän paksuus on erityisen tärkeä ultraäänivirtausmittauksessa, jossa käytetään puristimia.

Yleisesti ottaen, mitä paksumpi putken seinämä on, sitä suuremman materiaalimäärän läpi ultraäänisignaalin on kuljettava, mikä voi lisätä akustista vaimennusta.

Tästä voi tulla erityisen tärkeää seuraaville:

Suuriläpimittaiset, paksuseinäiset putket

Siksi pelkkä putken koko ei riitä ultraäänivirtausmittarin valintaan.

Esimerkiksi pelkän antamisen sijaan:

Putken koko: DN500

on paljon hyödyllisempää tarjota:

Putken materiaali + Ulkohalkaisija + Seinämän paksuus + Vuorausmateriaali

2.3 Putkien vuoraus

Putkien vuorauksella voi olla merkittävä vaikutus signaalin voimakkuuteen.

Yleisiä vuorausmateriaaleja ovat:

• PTFE
• Kumi
• Sementti
• Epoksi
• Muovi

Ultraäänisignaalin on ehkä kuljettava seuraavien läpi:

Muunnin → Putken seinämä → Vuoraus → Neste

Jos vuorauksen akustiset ominaisuudet eroavat merkittävästi putken ja nesteen ominaisuuksista, voi esiintyä lisää akustisia häviöitä.

Siksi pelkkä tieto siitä, että putki on terästä, ei aina riitä. Myös sisävuorauksen tyyppi ja paksuus on otettava huomioon.

3. Miksi ilmakuplat heikentävät signaalin voimakkuutta?

Ilmakuplat ovat yksi yleisimmistä heikkojen tai epävakaiden ultraäänisignaalien syistä.

Koska kaasulla ja nesteellä on hyvin erilaiset akustiset ominaisuudet, kuplat voivat sirottaa ja heijastaa ultraääniaaltoja.

Ilman merkittäviä ilmakuplia:

Ultraäänisignaali → Neste → Vastaanottava anturi

Ilmakuplien kanssa:

Ultraäänisignaali → Kuplat → Sironta/heijastus → Energiahäviö → Heikompi vastaanotettu signaali

Tämän seurauksena liialliset ilmakuplat voivat aiheuttaa:

• Heikentynyt signaalin voimakkuus
• Epävakaat virtauslukemat
• Ajoittainen signaalin menetys
• Huono mittausvakaus

Siksi, kun signaalin voimakkuus äkillisesti heikkenee, insinöörin tulisi paitsi tarkistaa muuntimet myös tutkia, onko putkessa ilmaa.

4. Myös anturikytkentä on kriittinen

Puristinkiinnitteisessä ultraäänivirtausmittarissa anturi ei ole suorassa kosketuksessa nesteeseen. Ultraäänisignaalin on kuljettava putken seinämän läpi.

Kytkentäreitti voidaan yksinkertaistaa seuraavasti:

Muunnin → Kytkentäaine → Putken seinämä

Huono kytkentä voi merkittävästi heikentää signaalin voimakkuutta.

Tyypillisiä syitä ovat:

• Riittämätön kytkentäyhdiste
• Epätasainen kytkentä
• Ruostetta tai korroosiota putken pinnalla
• Paksu maali tai pinnoite
• Karkea putken pinta
• Irtonaiset anturit
• Muuntimet, jotka ovat siirtyneet alkuperäisestä asennostaan

Asianmukainen pinnan esikäsittely ja hyvä mekaaninen kosketus anturin ja putken välillä ovat siksi välttämättömiä luotettavan ultraäänilähdön kannalta.

5. Tarkoittaako korkea signaalinvoimakkuus suurta tarkkuutta?

Ei välttämättä.

Tämä on yksi tärkeimmistä ymmärrettävistä seikoista.

Signaalin voimakkuus kertoo meille pääasiassa:

"Voiko virtausmittari vastaanottaa riittävän voimakkaan ultraäänisignaalin?"

Mittaustarkkuus puolestaan ​​kysyy:

"Kuinka lähellä mitattu virtausnopeus on todellista virtausnopeutta?"

Nämä ovat kaksi eri asiaa.

Esimerkiksi:

Tapaus A

Signaalin voimakkuus: Korkea

Mutta anturit on asennettu huonoon paikkaan ja virtausprofiili on vääristynyt merkittävästi.

→ Signaali voi olla voimakas, mutta mittauksessa voi silti olla virhe.

Tapaus B

Signaalin voimakkuus: Kohtalainen

Mutta anturit on asennettu oikein, putkiolosuhteet ovat sopivat ja signaali on vakaa.

→ Virtausmittari voi silti saavuttaa hyvän mittaustuloksen.

Siksi:

Korkea signaalinvoimakkuus ≠ Korkea tarkkuus

6. Kuinka alhainen on liian alhainen?

Ei ole olemassa yleismaailmallista signaalinvoimakkuusarvoa, jota voitaisiin soveltaa kaikkiin ultraäänivirtausmittareihin.

Eri valmistajat voivat määritellä ja näyttää signaalin voimakkuuden eri tavoin, esimerkiksi:

• Signaalin voimakkuus %
• Signaalin voimakkuus dB:nä
• Signaalin laatu
• Signaali-kohinasuhde
• Vastaanotettu signaalitaso

Nämä parametrit ovat yhteydessä toisiinsa, mutta ne ovatei välttämättä suoraan vertailukelpoinen eri valmistajien tai mallien välillä.

Tietyn virtausmittarin osalta viitteenä tulee käyttää valmistajan käyttöohjetta ja laitteen sisäistä määritelmää.

7. Signaalin voimakkuus vs. signaali-kohinasuhde

Syvemmän ymmärryksen saavuttamiseksi on myös tärkeää erottaaSignaalin voimakkuusalkaenSNR (signaali-kohinasuhde).

Signaalin voimakkuuskuvailee pääasiassa:

Kuinka voimakas vastaanotettu ultraäänisignaali on.

Signaali-kohinasuhdekuvailee:

Kuinka voimakas hyödyllinen signaali on suhteessa taustameluun.

Esimerkiksi virtausmittari voi vastaanottaa suhteellisen voimakkaan signaalin, mutta jos myös sähköinen tai mekaaninen kohina on voimakasta, signaali-kohinasuhde voi silti olla huono.

Siksi, kun laite tarjoaa parametreja, kuten:

Signaalin voimakkuus + SNR + Signaalin laatu

mieluiten ne tulisi arvioida yhdessä.

8. Miten signaalin voimakkuutta voidaan käyttää vianmäärityksessä?

Käytännöllinen vianmääritystapa on tarkkailla sekätaso ja vakaussignaalista.

Vakaa ja suhteellisen vahva signaali

Tämä yleensä osoittaa, että:

• Muuntimet ovat hyvin kytkettyjä
• Akustinen reitti on hyväksyttävä
• Vastaanotettava signaali on vakaa

Mittaustarkkuus on kuitenkin vielä arvioitava erikseen.

Hyvin heikko signaali

Tarkista seuraavat asiat:

1. Anturin asennus
2. Kytkentäyhdiste
3. Putken pinnan kunto
4. Putken seinämän paksuus
5. Putkien vuoraus
6. Ilmakuplat
7. Onko putki aivan täynnä
8. Anturin välimatka
9. Anturin valinta
10. Virtausmittariin syötetyt putki- ja nesteparametrit

Signaalin voimakkuus heikkenee äkillisesti

Kiinnitä erityistä huomiota seuraaviin:

• Putkeen tulevat ilmakuplat
• Irtonaiset anturit
• Heikentynyt kytkentä
• Muutokset toimintaolosuhteissa
• Merkittävät muutokset nesteen lämpötilassa
• Putken tärinä

9. Signaalin voimakkuus on pikemminkin akustinen terveyden ilmaisin

Lopulta,Signaalin voimakkuutta tulisi pitää akustisena diagnostiikkaindikaattorina pikemminkin kuin suorana tarkkuusindikaattorina.

Se auttaa vastaamaan kysymykseen:

"Kulkeeko ultraäänisignaali putken ja nesteen läpi ja vastaanotetaanko se oikein?"

Se ei itsessään vastaa kysymykseen:

"Onko virtausmittaus tarkka?"

Asianmukaisessa arvioinnissa tulisi ottaa huomioon useita tekijöitä:

Signaalin voimakkuus + SNR/Signaalin laatu + Anturin asennus + Putken kunto + Nesteen kunto + Virtausprofiili + Kalibrointi

Siksi käytännön teknisissä sovelluksissaSignaalin voimakkuus on ensisijaisesti hyödyllinen asennuksen varmentamisessa, vianmäärityksessä ja mittausjärjestelmän akustisen kunnon seurannassa – ei itsenäisenä mittaustarkkuuden määrityksenä.