Об использования накладных снаружи ультразвуковых первичных преобразователей расхода

 

В случае использования накладных снаружи ультразвуковых  первичных преобразователей (рис. 3) акустическому сигналу приходится последовательно пройти: стакан самого первичного преобразователя, затем стенку водовода, футеровку (при наличии), измеряемую жидкость, опять футеровку, стенку водовода и материал стакана парного акустического преобразователя. 

При переходе каждой границы между двумя материалами акустический сигнал всякий раз меняет направление. Угол преломления на границе раздела сред зависит от скорости звука в каждом материале. Использование накладных снаружи ультразвуковых первичных преобразователей  привлекательно простотой монтажа и отсутствием необходимости внедрения в трубопровод. Однако при выборе этого способа монтажа первичныхпреобразователей необходимо учитывать, что на погрешность измерения расхода влияет большое количество различных факторов, а именно:

- использование накладных первичных преобразователей делает практически невозможным применение многолучевых схем расстановки акустических лучей (траекторий) на поперечном сечении;

- чтобы учесть в расчетах изменение траектории акустического сигнала, необходимы точные данные о трубопроводе, такие как толщина стенки, толщина футеровки (при наличии), скорость распространения звука в материалах стенки трубопровода, футеровки и измеряемой среды. Достоверно определить эти данные, особенно если трубопровод находится в длительной эксплуатации, достаточно трудно, а зачастую и вовсе невозможно. Однако они необходимы не только для определения расхода в процессе работы расходомера, но и для определения взаимного позиционирования накладных первичныхпреобразователей при их монтаже. Кроме то­го, необходимо учитывать, что скорость звука в материалах меняется при изменении их температуры;

- для обеспечения плотного контакта излучателя с внешней стенкой водовода применяются различные техники, самой распространенной из которых является звукопроводящая смазка. Данный стык открыт и подвержен влиянию не только высокой температуры, но и окружающей среды, порой да­же агрессивной. Это приводит к окислению, коррозии и, как следствие, ухудшению акустического контакта. При длительной эксплуатации требуется периодическая замена смазок и прокладок (не менее двух раз в год). Кроме то­го, при повторном монтаже накладных преобразователей почти невозможно идеально повторить установку, что также приводит к росту погрешности измерений;

- вибрация и ослабление системы прижимания накладных  первичных преобразователей к стенке водовода могут привести к изменению их взаимного расположения и соответственно к росту погрешности измерений.

Из сказанного следует, что реальная погрешность измерений расхода на объекте может существенно и непредсказуемо отличаться от заявленных изготовителем и метрологически подтвержденных величин. Это необходимо учитывать при выборе расходомеров с накладными снаружипервичными преобразователями. Поэтому можно сделать вывод, что применение накладных снаружи первичных акустическихпреобразователей оправданно только в следующих случаях:
- кратко- и среднесрочные временные измерения;
- измеряемая среда агрессивна к компонентам врезных первичных преобразователей;
- водовод недоступен для сверления вследствие конструктивных особенностей.

 

По материалам  volgaltd.ru