초음파 유량계는 움직이는 부품이나 압력 강하가 없고 파이프를 절단할 필요 없이 고주파-주파수 음파-를 사용하여 액체 또는 가스 속도를 측정합니다. 비침습적 측정과 낮은 유지 관리의 조합으로 인해 초음파 기술은 수처리, HVAC, 화학 처리 및 에너지 관리 전반에 걸쳐 가장 널리 채택되는 유량 측정 방법 중 하나로 자리 잡았습니다.
그러나 모든 초음파 유량계가 모든 용도에 적합한 것은 아닙니다. 올바른 선택은 유체 상태, 파이프 재질, 설치 제약 조건 및 실제로 필요한 정확도 수준에 따라 달라집니다. 에이초음파 유량계에 고정-깨끗한 강철 파이프에 설치하면 최소한의 노력으로 ±1%의 정확도를 제공할 수 있습니다. 벽 두께를 알 수 없는 부식되고 라이닝된 파이프의 동일한 미터는 신뢰할 수 없는 판독값을 생성할 수 있습니다.
이 가이드에서는 초음파 유량 측정 작동 방식, 이동 시간과 도플러 미터 간의 차이, 클램프{1}}온 및 인라인 설계 사용 시기, 애플리케이션에 적합한 미터를 맞추는 방법을 다룹니다. 또한 측정 품질에 영향을 미치는 실제-제한 사항, 설치 요구 사항 및 일반적인 현장 문제를 해결합니다.
초음파 유량 측정이란 무엇입니까?
초음파 유량 측정은 액체나 가스를 통해 음파를 전송하고 해당 파동이 어떻게 동작하는지 분석하여 유체 속도를 결정합니다. 계측기는 일반적으로 유체를 통해 0.5~4MHz 범위-의 초음파 펄스 -를 전송하고 신호 이동 시간 또는 주파수의 변화를 기반으로 유속을 계산합니다. 그런 다음 해당 속도는 알려진 파이프 단면-을 사용하여 체적 유량으로 변환됩니다.
터빈이나 용적형과 같은 기계식 유량계와 달리 초음파 유량계에는 회전 부품, 기어가 없으며 흐름 흐름에 장애물이 없습니다. 이는 기계적 마모를 제거하고 유지 관리를 줄이며 침입형 계기 본체로 인해 발생하는 압력 손실을 방지합니다. 기본 작동 개념에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하세요.초음파 유량계 란 무엇입니까?.
클램프{0}}구성에서는 변환기가 파이프 외부에 장착되므로 공정 유체와 전혀 접촉하지 않습니다. 이는 파이프 절단, 프로세스 중단 및 오염 위험이 없음을 의미합니다.- 이것이 바로 초음파 유량계의 클램프-가 개조 작업, 임시 진단 및 라인을 열 수 없는 응용 분야를 위한 표준 도구가 된 이유입니다.
초음파 유량계는 어떻게 작동합니까?
모든 초음파 유량계는 음파와 유체 운동 사이의 상호 작용에 의존합니다. 특정 측정 원리에 따라 계기가 처리할 수 있는 유체 조건, 정확도, 성능이 가장 좋은 위치가 결정됩니다.
대중교통-시간 원칙
이동 시간-시간 초음파 유량계는 파이프를 따라 위치한 한 쌍의 변환기를 사용합니다. 하나는 초음파 펄스를 하류(흐름과 함께)로 보내고, 다른 하나는 상류(흐름에 반대)로 펄스를 보냅니다. 흐르는 액체는 다운스트림 신호를 약간 더 빠르게 전달하고 업스트림 신호를 느리게 하기 때문에 두 전송 시간이 다릅니다. 미터는 시간차 -를 종종 나노초 -로 측정하고 이를 사용하여 유속을 계산합니다.
이 원리에서는 초음파 신호가 유체를 깨끗하게 통과해야 합니다. 따라서 운송 시간 측정기는 물, 냉각수, 응축수, 글리콜 용액, 경유 및 가장 깨끗한 화학 공정 유체와 같은 균질하고 비교적 깨끗한 액체에 가장 적합합니다. 에 따르면ASME MFC-5.1, 이 표준은 특히 균일한 음향 특성을 지닌 완전히 채워진 폐쇄형 도관의 체적 유량 측정에 사용되는 이동 시간 초음파 측정기에 적용됩니다.
양호한 조건에서 - 깨끗한 유체, 올바른 파이프 데이터, 적절한 직관 및 적절한 설치 - 운송- 시간 클램프- 미터의 판독값은 일반적으로 ±0.5% ~ ±2%에 도달합니다. 상거래용 다중 경로 인라인 미터는 ±0.15% ~ ±0.5%에 도달할 수 있습니다. 이러한 수치의 원인에 대한 자세한 내용은 다음 기사를 참조하세요.초음파 유량계 정확도를 향상시키는 방법.
도플러 원리
도플러 초음파 유량계는 다르게 작동합니다. 변환기는 초음파 신호를 유체로 보내고 해당 신호는 부유 입자, 가스 거품 또는 흐름과 함께 움직이는 기타 불연속성에 반사됩니다. 반사된 신호는 이동된 주파수 - 도플러 효과 -로 되돌아오고 미터는 해당 주파수 변화로부터 유속을 계산합니다.
중요한 요구 사항은 유체에 반사경이 포함되어 있어야 한다는 것입니다. 깨끗하고 입자가 없는- 액체는 사용 가능한 도플러 신호를 생성하지 않습니다. 이것은도플러 초음파 유량계운송 시간 측정이 불가능한 폐수, 슬러지, 슬러리, 광산 찌꺼기 및 기타 더럽거나 폭기된 액체에 대한 자연스러운 선택입니다.-
도플러 측정기는 일반적으로 운송-시간 측정기-보다 정확도가 낮으며 조건이 좋을 경우 일반적으로 ±2%~±5%입니다. 정확도는 입자 농도, 흐름 프로필 전체의 입자 분포, 반사경이 실제 평균 유속을 얼마나 일관되게 나타내는지에 따라 크게 달라집니다. 절대 정밀도보다 추세 모니터링이 더 중요한 응용 분야의 경우 도플러 미터는 여전히 실용적이고 비용 효과적인 솔루션입니다.-
교차-상관 방법
일부 고급 초음파 시스템은 여러 감지 지점을 통과할 때 난류, 와류 또는 밀도 변동-과 같이 흐름 -에서 자연적으로 발생하는 교란이나 패턴을 추적하는 상호{0}상관을 사용합니다. 첫 번째 센서에 패턴이 나타날 때와 두 번째 센서에 동일한 패턴이 나타날 때 사이의 시간 지연을 측정하여 유량계는 유속을 추정합니다.
교차-상관은 이동 시간이나 도플러 방법보다 덜 일반적이지만 - 두 가지 모두에 문제가 되는 유체 조건을 처리할 수 있습니다. 예를 들어 깨끗한 신호 전송이 어렵고 입자 분포가 고르지 않은 공기가 많이 통하거나 난류가 발생합니다. 이 접근 방식에 대한 배경 정보는 다음 기술 문서를 참조하세요.초음파 유량 측정을 위한 상호{0}}상관 방법.
초음파 유량계의 유형
초음파 유량계는 설치 방법(클램프-온 대 인라인)과 배포 모드(휴대용 대 고정식)에 따라 분류됩니다. 각 구성은 다양한 운영 요구 사항에 적합하며 잘못된 구성을 선택하는 것은 프로젝트 좌절의 일반적인 원인입니다.
클램프-초음파 유량계
미터의 클램프{0}}는 파이프 벽 외부에 장착됩니다. 변환기는 장착 브래킷 또는 레일로 부착되며 결합 화합물은 파이프 벽을 통해 유체로 초음파 신호를 전송합니다. 파이프 절단, 용접, 공정 중단이 없습니다.
비-침습적 설치가 주된 이유입니다.초음파 유량계에 고정-개조 프로젝트, 임시 측정 캠페인, 에너지 감사 및 시스템 균형 작업을 지배합니다. HVAC 시스템, 건물 서비스 및 물 분배 네트워크에서 시스템을 종료하지 않고 계량기를 설치할 수 있는 기능은 계획에 소요되는 일수를 절약하고 가동 중지 시간 비용을 수천 달러 절약합니다.
한계는 정확성이 설치자가 정확하게 파악해야 하는 요소(파이프 외경, 벽 두께, 파이프 재질, 라이너 유무, 표면 상태, 트랜스듀서 간격, 적절한 직선 파이프 길이)에 따라 달라진다는 것입니다. 벽이 깨끗한 -특징이 있는 금속 파이프에서 인라인 미터와 경쟁하는 성능을 가진 클램프를{2}}사용하세요. 내부 상태를 알 수 없는 오래되거나 부식되었거나 라이닝된 파이프에서는 정확도가 크게 저하될 수 있습니다. 노후화된 인프라를 사용하는 경우 다음 가이드를 참조하세요.초음파 유량계 정확도에 대한{0}}고정예상되는 사항과 일반적인 오류를 완화하는 방법을 다룹니다.
인라인 초음파 유량계
인라인 계량기는 배관 시스템에 직접 설치됩니다. - 계량기 본체는 라인의 일부가 되고 변환기는 유동 경로 내에서 제조업체가 제어하는 고정된 위치에 배치됩니다.- 음향 기하학적 구조가 정확하게 정의되고 외부 파이프 조건에 의존하지 않기 때문에 인라인 계측기는 보다 일관되고 장기적으로{3}}정확성을 제공합니다.
여러 코드 위치에서 속도 프로파일을 샘플링하는 다중 경로 인라인 초음파 측정기--는 상거래, 검침 계량 및 고정밀 프로세스 제어를 위한 표준 선택입니다.- 이 제품은 천연 가스 측정에 대한 AGA 보고서 번호. 9와 같은 표준이 적용되는 석유 및 가스 파이프라인 계량 스테이션에 널리 사용됩니다.
단점은 설치 비용과 복잡성입니다. 인라인 계기에는 파이프 수정, 플랜지 연결 또는 용접 스풀 조각이 필요하며 일반적으로 시운전 중 프로세스 종료가 필요합니다. 측정 안정성이 초기 투자를 정당화하는 영구 설치의 경우 인라인이 더 강력한 선택입니다. 다음 기사에서 파이프라인{3}}유형 설계에 대해 자세히 알아보세요.파이프라인 초음파 유량계의 특성.
휴대용 대 고정형 초음파 유량계
휴대용 초음파 유량계는 문제 해결, 유량 조사, 펌프 성능 검증, 에너지 감사 및 설치된 기기 교차 점검과 같은 임시 사용을 위해 제작되었습니다.- 일반적으로 휴대용 또는 배터리로 구동되는 디스플레이 장치가 있는 변환기에 클램프-를 사용하며 파이프에서 파이프로 몇 분 안에 이동할 수 있습니다. 현장 작업에 대한 지침은 다음을 참조하세요.휴대용 초음파 유량계 지침.
고정형 초음파 유량계는 지속적인 모니터링, 공정 제어 또는 유틸리티 계량을 위해 영구적으로 장착됩니다. 4~20mA, 펄스 또는 디지털 통신 출력을 통해 플랜트 제어 시스템에 연결되며 수년 동안 무인으로 실행됩니다.
결정은 간단합니다. 몇 달 또는 몇 년에 걸쳐 단일 지점의 데이터가 필요한 경우 고정 측정기를 설치하십시오. 여러 위치에서 유량을 측정하거나, 다른 기기를 확인하거나, 단기-연구를 완료해야 하는 경우휴대용 초음파 유량계올바른 도구입니다.
클램프-온형 초음파 유량계와 인라인 초음파 유량계: 각각의 사용 시기
| 요인 | 고정-켜기 | 인라인 |
|---|---|---|
| 설치 | 파이프 절단이 없습니다. 한 시간 안에 외부에 마운트 가능 | 파이프 수정이 필요하며 일반적으로 프로세스 종료가 필요합니다. |
| 일반적인 정확도 | 판독값의 ±0.5% ~ ±2%(파이프 상태에 따라 다름) | 판독값의 ±0.15% ~ ±0.5%(다중-경로 설계) |
| 다음에 가장 적합 | 개조, 임시 측정, 에너지 감사, HVAC, 물 분배 | 상거래, 회계 계량, 영구 프로세스 제어 |
| 파이프 상태 민감도 | 높은 - 정확도는 파이프 데이터, 벽 상태, 표면 준비에 따라 달라집니다. | 낮은 - 제어 기하학으로 파이프-관련 불확실성 제거 |
| 유지 | 매우 낮음; 변환기는 외부에 있으며 접근 가능합니다. | 낮은; 움직이는 부품은 없지만 검사를 위해 계획된 접근이 필요함 |
| 비용 | 초기 비용 및 설치 비용 절감 | 더 높은 초기 비용; 정확성과 장기-안정성을 바탕으로 정당화됨 |
경험 법칙:라인을 폐쇄할 수 없거나 언제 계기를 이동해야 할지 모르거나 파이프 수정이 불가능한 개조 작업을 하는 경우 일반적으로 클램프 온이 올바른 시작점입니다. 애플리케이션이 추적 가능한 정확성을 요구하고 측정 지점이 영구적이며 설치를 위해 종료를 계획할 수 있는 경우 인라인은 더 강력한{2}}장기 성능을 제공합니다.
대중교통-시간과 도플러: 유체에 적합한 원리는 무엇인가요?
| 기준 | 대중교통-시간 | 도플러 |
|---|---|---|
| 유체 요구 사항 | 깨끗하거나{0}}미립자가 적은 액체 | 부유 물질이나 기포가 포함되어 있어야 합니다. |
| 일반적인 정확도 | ±0.5% ~ ±2% | ±2% ~ ±5% |
| 일반적인 응용 | 물, 냉각수, 응축수, 청정약품, 경유 | 폐수, 슬러지, 슬러리, 광산 흐름, 폭기된 액체 |
| 신호 요구 사항 | 유체를 통한 명확한 음향 경로 | 흐름과 함께 움직이는 반사판(입자 또는 거품) |
| 한정 | 고형물 함량이 높거나 폭기량이 많으면 신호가 차단됩니다. | 깨끗하고 입자가 없는-액체에서는 작동하지 않습니다. |
가장 흔한 선택 실수는 부유 물질이 많이 포함된 유체에 대해 이동 시간 측정기를 선택하거나 도플러 측정기가 깨끗한 물에서 작동할 것이라고 기대하는 것입니다. 유체가 회색 영역에 속하는 경우 - 약간 더러워지고 때때로 공기가 공급됩니다. - 적용하기 전에 계측기 공급업체와 애플리케이션에 대해 논의하십시오. 일부 최신 계량기는 유체 상태에 따라 이동 시간과 도플러 간에 전환할 수 있는 하이브리드 모드를 제공하지만 이는 보편적이지 않습니다.
초음파 유량계의 장점
초음파 유량계는 기계식 및 기타 침입형 유량계가 해결할 수 없는 몇 가지 문제를 해결하기 때문에 산업적으로 폭넓게 채택되었습니다. 실제로 가장 중요한 장점은 다음과 같습니다.
움직이는 부품이 없고 기계적 마모가 없습니다.유량 흐름에서 회전이나 왕복 운동이 없는 초음파 계기는 터빈 및 용적 계기의 수명을 단축시키는 점진적인 성능 저하를 방지합니다. 이는 유지보수 비용 절감과 서비스 간격 연장으로 직접적으로 이어집니다.
압력 강하가 없습니다.미터의 클램프-는 유체와 접촉하지 않기 때문에 압력 손실이 전혀 없습니다. 인라인 초음파 계측기라도 오리피스 플레이트, 터빈 계측기 또는 용적형 설계에 비해 압력 강하가 미미합니다. 대구경-파이프라인과 에너지에 민감한-시스템에서 이는 의미 있는 펌핑 비용 절감을 의미할 수 있습니다.
비-침습적 설치(클램프-켜기).파이프를 자르거나 생산을 중단하거나 작업자를 공정 유체에 노출시키지 않고 유량계를 설치할 수 있는 능력은 특히 위험하거나 부식성이 있거나 위생적인 응용 분야에서 중요한 운영 및 안전상의 이점입니다-. 자세히 알아보기액체 유량계 클램프-의 이점.
넓은 파이프 크기 범위.초음파 계측기는 작은{0}}구경 파이프(일부 클램프의 경우 DN15 이상-)부터 매우 큰 파이프라인(DN3000+)까지 확장이 가능합니다. 직경이 큰- 응용 분야의 경우 초음파는 기계적 대안이 엄청나게 비싸거나 설치가 물리적으로 불가능하기 때문에 실용적이고 방해가 되지 않는 유일한 옵션인 경우가 많습니다.-
공정 제어를 위한 우수한 반복성.절대 정확도가 보통인 경우에도 초음파 측정기는 일반적으로 많은 설치에서 강력한 반복성({0}} ±0.2% ~ ±0.5%)을 제공합니다. 프로세스 제어, 에너지 모니터링 및 시스템 밸런싱의 경우 일관된 판독값은 절대값만큼 또는 그 이상으로 중요합니다.
한계: 초음파 유량계가 가장 적합하지 않은 경우
초음파 기술이 어려움을 겪고 있는 부분을 이해하는 것은 초음파 기술이 뛰어난 부분을 아는 것만큼 중요합니다. 다음은 가장 일반적으로 좋지 않은 결과나 완전한 실패로 이어지는 조건입니다.
부분적으로 채워진 파이프.대부분의 초음파 유량계는 파이프가 액체로 완전히 가득 차 있다고 가정합니다. 라인이 부분적으로 비어 있는 경우({1}} 중력 공급 시스템, 대형 배수 라인 또는 간헐적 흐름에서 흔히 발생함-) 음향 경로가 무너지고 판독값이 신뢰할 수 없게 됩니다. 개방형-채널 또는 레벨- 기반 흐름 측정 방법이 이러한 조건에 더 적합합니다.
심한 내부 스케일링 또는 부식.알 수 없는 침전물, 녹층 또는 성능이 저하된 파이프 벽은 음향 신호 경로를 왜곡하고 계기가 수정할 수 없는 측정 오류를 발생시킵니다. 이는 오래된 산업 공장에서 클램프 성능이 저하되는 가장 일반적인 원인입니다.- 파이프 수명이 15~20년을 초과하고 내부 검사 데이터를 사용할 수 없는 경우 설치 시 모든 클램프를-현장 검증이 필요한 잠재적 정확성 위험으로 간주합니다.
호환되지 않는 파이프 재료 또는 라이너.고무- 라이닝 파이프는 초음파 에너지를 심하게 흡수하여 약하거나 사용할 수 없는 신호를 생성하는 경우가 많습니다. 콘크리트 파이프, 유리섬유-강화 플라스틱 및 일부 복합 재료도 신호를 감쇠시켜 측정에 대한 클램프를-비현실적으로 만들 수 있습니다. 비금속 또는 라이닝 파이프에 대한 클램프-를 지정하기 전에 미터 제조업체와 호환성을 확인하세요.
미터 범위를 벗어난 유체 조건.유체에 고체나 거품이 너무 많이 포함되어 있으면 운송-시간 측정기가 작동하지 않습니다. 유체가 너무 깨끗하면 도플러 미터가 작동하지 않습니다. 두 유형 모두 점성이 높은 유체, 극한의 온도 또는 안정적인 신호 처리를 방해하는 빠르게 변화하는 프로세스 조건으로 인해 어려움을 겪을 수 있습니다.
직선 파이프 런이 충분하지 않습니다.초음파 측정기는 정확한 판독값을 생성하기 위해 개발된 대칭 흐름 프로필이 필요합니다. 업계 관행에서는 측정 지점에서 최소 10배 이상의 직선형 파이프 직경, 방해받지 않는 상류 파이프 및 하류 직경 5배를 권장합니다. 엘보우, 밸브, 펌프 또는 리듀서에 가까이 설치할 경우 정확도-가 때때로 5% 이상 저하되는 흐름 장애가 발생합니다. 우리의 기사는불충분한 직관 단면의 영향이것이 왜 중요한지 설명합니다.
초음파 유량계와 기타 기술 비교
모든 응용 분야에 가장 적합한 단일 유량계 기술은 없습니다. 올바른 비교는 유체, 파이프, 설치 제약 조건 및 정확도 요구 사항에 따라 달라집니다.
초음파 대 전자기 유량계
전자기(mag) 유량계는 전도성 액체가 자기장을 통해 이동할 때 생성되는 전압을 감지하여 유량을 측정합니다. 이 제품은 물, 폐수, 슬러리 및 전도성 화학 응용 분야에 대해 입증되고 신뢰성이 높은 선택입니다. 자세한-별-비교는 다음을 참조하세요.초음파 유량계 대 전자기 유량계.
자기 유량계에는 전도성 유체(일반적으로 5 µS/cm 이상), 전체{1}}파이프 조건 및 인라인 설치가 필요합니다. - 유량계 본체는 흐름 경로에 위치합니다. 초음파 측정기와 같은 수준으로 미립자, 점도 또는 흐름 프로필의 영향을 받지 않으므로 더러운-액체 및 슬러리 서비스에 대해 매우 안정적입니다.
비침습적 설치가 필수인 경우,-비침투성 설치가 필수인 경우, 유체가 비전도성인 경우(탄화수소, 탈이온수, 글리콜), 파이프가 실용적인 인라인 자기 유량계에 비해 너무 큰 경우에는 초음파 계측기가 유리합니다. 전도성 액체를 영구적으로 측정해야 하고 인라인 설치가 허용되는 경우 자기 유량계가 적합합니다. 상하수 시설에서는 두 기술이 공존하는 경우가 많습니다. -전자기 유량계영구 프로세스 라인에 고정하고-개조 또는 임시 지점에 초음파 측정기를 고정합니다.
초음파 대 터빈 유량계
터빈 유량계유속에 비례하여 회전하는 로터를 사용합니다. 이 제품은 깨끗하고 점도가 낮은 유체에서 우수한 정확도를 제공하며 석유 및 물 응용 분야의 상거래에 있어 오랜 역사를 가지고 있습니다.
단점은 기계적 마모입니다. 로터, 베어링 및 샤프트는 시간이 지남에 따라 성능이 저하되며, 특히 미립자 오염이 있는 유체의 경우 더욱 그렇습니다. 또한 터빈 계기는 측정 가능한 압력 강하를 발생시키며 마모-관련 드리프트를 보상하기 위해 정기적인 교정이 필요합니다. 긴 서비스 수명, 낮은 유지보수, 압력 손실 없음이 우선시되는 시스템에서 초음파 계측기는 확실한 운영상의 이점을 제공합니다.
초음파 대 Vortex 유량계
와류 유량계흐름에 배치된 절벽 몸체에 의해 발생하는 와류를 감지합니다. 이는 초음파 측정기가 덜 일반적으로 배포되는 증기, 압축 공기 및 산업용 가스 측정 - 응용 분야에 널리 사용됩니다.
액체 측정의 경우 초음파 측정기는 일반적으로 개조가 더 쉽고 압력 강하(클램프{0}}온)를 가하지 않으며 라인에 영구적인 장애물이 필요하지 않습니다. 와류식 계기는 중간 속도에서 높은 속도까지의 증기 또는 가스와 관련된 응용 분야에서 강력한 선택이며 안정적이고 낮은 유지 관리 성능을 제공합니다.{2}}
일반적인 산업 응용 분야
물과 폐수
수처리 및 배수 시설에서는 원수 취수, 처리수 분배, 공장 공정 모니터링 및 누출 감지 프로그램을 위해 통과{0}}시간 초음파 유량계를 광범위하게 사용합니다. 클램프{2}}미터는 인라인 미터를 추가하면 서비스 중단과 비용이 많이 드는 파이프 수정이 필요한 유통 네트워크에서 특히 유용합니다.
폐수에서 도플러 초음파 측정기는 이동 시간 측정기가 처리할 수 없는 부유 물질과 다양한 조건을 처리합니다.- 슬러지 라인, 소화조 공급 및 반환 활성 슬러지는 일반적인 도플러 응용 분야입니다. 물 응용 분야에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오.물용 유량계에 고정-.
HVAC 및 건축 서비스
초음파 유량계는 HVAC 에너지 관리의 표준 장비입니다. 클램프-온 미터는 냉수, 온수 및 응축수 흐름을 측정하여 열 에너지 소비를 계산하고, 냉각기 성능을 확인하고, 분배 루프의 균형을 맞춥니다. 온도 센서와 함께 BTU 계량 시스템의 유량 측정 측면을 형성합니다. 우리의 기사초음파 BTU 미터이 응용 프로그램을 더 자세히 다룹니다.
HVAC 시스템을 배수하거나 종료하지 않고 미터에 클램프를 설치할 수 있는 기능은 건물 개조 및 에너지 감사 작업을 위한 기본 선택입니다. 신규 건설에서는 영구 에너지 계측이 필요한 곳에 인라인 초음파 계측기가 지정됩니다.
화학 처리
화학 공장에서는 안전 및 유지 관리상의 이유로 초음파 유량 측정을 중요하게 생각합니다. 클램프-미터는 잠재적인 누출 지점을 제거하고 부식성 또는 위험한 유체와의 접촉을 피하며 유지해야 하는 프로세스 침투 횟수를 줄입니다. 애플리케이션 검토는 필수적입니다. - 유체 호환성, 온도 범위 및 파이프 재질은 모두 특정 초음파 측정기가 특정 화학 서비스에서 안정적으로 작동하는지 여부에 영향을 미칩니다.
석유 및 가스
업스트림 및 미드스트림 석유 및 가스 분야에서 다중-경로 인라인 초음파 계측기는 액체 탄화수소와 천연가스 모두의 재정 계량 및 상거래용 표준입니다. 클램프{2}}온 계량기는 비침습적 설치가 선호되는 곳에서 상수도, 주입수 및 공정 모니터링 역할을 수행합니다.- 가스 초음파 계측기는 천연가스, CO2 및 기타 가스 매체의 음향 특성에 최적화된 특수 변환기 설계 및 신호 처리를 사용합니다. 가스-특정 용도에 대해서는 다음을 참조하세요.초음파 가스 유량계: 작동 방식 및 응용 분야.
임시 흐름 감사 및 에너지 연구
초음파 측정기의{0}}휴대용 클램프는 단기 유량 확인, 펌프 효율성 테스트, 시스템 밸런싱 및 에너지 감사에 적합한-도구입니다. 설치에는 몇 분밖에 걸리지 않으며 프로세스 중단이 필요하지 않으며 작업이 완료되면 계기가 다음 측정 지점으로 이동합니다. 다른 계량기 유형은 임시 배포에 필적할 만한 속도와 유연성을 제공하지 않기 때문에 이는 초음파 기술의 가장 강력한 사용 사례 중 하나입니다.
올바른 초음파 유량계를 선택하는 방법: 의사결정 프레임워크
올바른 초음파 유량계를 선택하는 것은 "최고의" 계측기를 찾는 것이 아니라 - 계측기를 직면하게 될 특정 조건에 맞추는 것입니다. 다음 요소를 순서대로 해결하세요.
1. 유체란 무엇인가?깨끗한 액체 → 운송-시간. 상당한 부유 고형물이나 기포가 있는 액체 → 도플러. 인라인 전자기가 옵션이 아닌 비전도성 액체 → 운송 시간-초음파. 가스 → 특수 가스 초음파 측정기(표준 액체 클램프-on 아님).
2. 파이프는 무엇입니까?치수가 알려져 있고 벽이 깨끗한 금속 파이프 → 고정-은 간단합니다. 라이닝 파이프, 플라스틱 또는 합성물 → 제조업체와 호환성을 확인하십시오. 내부 상태를 알 수 없는 오래된 파이프 → 고정-으로 인해 정확도가 감소할 것으로 예상됩니다. 인라인 또는 대체 기술을 고려하십시오. 파이프 조건과 관련된 선택 지침은 다음을 참조하십시오.초음파 유량계 선택에 대해.
3. 어느 정도의 정확성이 필요합니까?일반 모니터링, 추세 분석 또는 시스템 밸런싱 → 일반적으로 ±1~2%로 고정-하면 충분합니다. 청구, 규제 보고 또는 상거래 → 추적 가능한 교정을 통해 ±0.5% 이상의 인라인 다중{4}}경로.
4. 일시적인가요, 아니면 영구적인가요?단기-캠페인, 진단 또는 검증 → 휴대용 클램프-사용. 장기-장기 모니터링 또는 프로세스 제어 → 고정 클램프-온 또는 인라인.
5. 회선을 종료할 수 있나요?아니요 → 고정-합니다. 예, 그리고 정확성이나 장기-안정성은 비용을 정당화합니다 → 인라인.
6. 설치 환경은 어떻게 되나요?작동 온도, 주변 조건, 사용 가능한 직관 배관(최소 10D 업스트림, 5D 다운스트림), 변환기 장착 또는 유지보수에 대한 접근성을 확인하십시오.
설치 모범 사례
잘 지정된-초음파 유량계를 제대로 설치하지 않으면 결과가 좋지 않습니다. 설치 품질은 측정기 브랜드 간의 차이보다 실제{2}}정확도에 더 큰 영향을 미칩니다. 초음파 유량계를 최대한 활용하려면 다음 방법을 따르십시오.
적절한 직선 파이프를 제공하십시오.일반적인 업계 권장 사항은 업스트림의 장애물 없는 직선 파이프 직경이 최소 10배이고 다운스트림 직경이 5배 이상입니다. 서로 다른 평면에 이중 엘보우를 만든 후 상류 직경 20배까지 확장하거나 유량 조절기를 설치합니다. 자세한 가이드초음파유량계 설치 시 주의사항특정 구성을 다룹니다.
파이프가 가득 차 있는지 확인하십시오.초음파 측정기에는 완전히 채워진 파이프가 필요합니다. 부분적으로 채워진 선은 불규칙하거나 의미 없는 판독값을 생성합니다. 전체-파이프 상태가 의심스러우면 설치하기 전에 확인하세요.
올바른 센서 위치를 선택하십시오.수평 파이프에서는 상단(공기가 쌓일 수 있는 곳)이나 바닥(침전물이 침전될 수 있는 곳)이 아닌 측면 -에 변환기를 장착합니다. 수직 파이프에서는 전체 파이프 상태를 보장하기 위해 액체가 위쪽으로 흐르는 섹션을 선택합니다.
파이프 표면을 준비합니다(클램프-켜기).장착 영역에서 페인트, 녹, 스케일 및 느슨한 물질을 제거하십시오. 깨끗하고 매끄러운 표면은 좋은 음향 결합을 위해 필수적입니다. 제조업체가 권장하는 커플링 컴파운드를 변환기 표면과 파이프 벽 사이에 공극이 없도록 균일하게 도포하십시오.
정확한 파이프 매개변수를 입력하세요.파이프 외경, 벽 두께, 라이너 두께, 파이프 재질, 유체 유형을 모두 올바르게 입력해야 합니다. 벽 두께 - 10분의 1밀리미터 -의 작은 오류라도 계산된 유속을 이동시켜 의미 있는 측정 오류를 생성할 수 있습니다. 도면의 공칭 값에 의존하지 않고 파이프 치수를 직접 측정합니다.
설치 후 신호를 확인하십시오.측정값을 신뢰하기 전에 제조업체의 허용 기준과 비교하여 신호 강도, 신호 품질 및 전송 시간 비율 판독값을 확인하세요.- 설치 시 약하거나 한계가 있는 신호는 시간이 지남에 따라 더욱 악화됩니다.
일반적인 문제 및 문제 해결
대부분의 초음파 유량계 문제는 설치 문제, 잘못된 파이프 데이터 또는 계측기 성능과 일치하지 않는 유체 조건으로 인해 발생합니다. 가장 자주 발생하는 현장 문제와 가장 먼저 살펴봐야 할 부분은 다음과 같습니다.
신호가 없거나 신호가 매우 약합니다.변환기 간격(필요한 경우 다시 계산), 커플링 품질, 파이프 재질 호환성 및 파이프 벽이 변환기 주파수에 비해 너무 두껍거나 너무 감쇠되는지 여부를 확인하십시오. 내부 침전물이 너무 많으면 음향 경로가 완전히 차단될 수도 있습니다.
불안정하거나 변동하는 판독값.일반적인 원인으로는 공기 연행, 근처 엘보 또는 밸브의 난류, 펌프-로 인한 맥동, 파이프 진동 또는 빠르게 변화하는 공정 조건 등이 있습니다. 직진성이 더 좋은 섹션으로 변환기를 재배치하면 이 문제가 해결되는 경우가 많습니다.
일관된 오프셋 또는 -예상보다-정확도가 낮습니다.미터 - 외경, 벽 두께, 특히 라이너 두께(있는 경우)에 입력된 파이프 치수를 확인합니다. 파이프가 가득 차 있는지 확인하십시오. 내부 스케일링으로 인해 유효 내부 직경이 변경되었는지 확인하십시오. 내부 벽에 2~3mm의 설명되지 않은 축적물이 쌓여도 판독값이 몇 퍼센트 바뀔 수 있습니다.
시간이 지남에 따라 표류하는 판독값.점진적인 드리프트는 일반적으로 파이프 상태 변화(새로운 침전물, 코팅 저하), 커플링 화합물 파손 또는 변환기 움직임을 나타냅니다. 커플링 품질과 신호 진단을 정기적으로 재점검하는 것은 설치 시 영구 클램프-에 있어 좋은 습관입니다. 보다 철저한 문제 해결 방법을 보려면 다음을 참조하세요.초음파 유량계의 일반적인 문제에 대한 솔루션.
자주 묻는 질문
초음파 유량계가 가스를 측정할 수 있습니까?
예. 하지만 가스 초음파 유량계는 표준 액체 유량계와는 다른 제품 범주입니다. 가스 측정에는 특수 변환기, 다양한 신호 처리, 압력, 온도 및 가스 구성에 대한 세심한 주의가 필요합니다. 계량기의 액체 클램프-는 단순히 가스 라인에 적용할 수 없습니다. AGA 보고서 번호. 9와 같은 표준이 적용되는 다중{4}}경로 인라인 가스 초음파 계측기는 천연가스 상거래용으로 널리 사용됩니다. 자세한 내용은 다음을 참조하세요.초음파 가스 유량 센서 작동 원리.
초음파 유량계의 클램프는-얼마나 정확합니까?
유리한 조건에서 - 깨끗한 금속 파이프, 올바른 파이프 매개변수, 우수한 표면 처리, 적절한 직선 - 클램프-운송 시간 측정기-는 일반적으로 판독값의 ±0.5% ~ ±2%를 달성합니다. 어려운 파이프(오래되었거나, 줄이 있거나, 부식되었거나 벽 데이터가 불확실한 경우)에서는 실제- 정확도가 ±3%에서 ±5% 또는 그 이상으로 저하될 수 있습니다. 반복성은 절대 정확도보다 더 나은 경향이 있으므로 절대 숫자가 더 많은 불확실성을 수반하는 경우에도 미터의 클램프-는 추세 및 상대 비교에 적합합니다.
초음파 유량계가 오래된 파이프에서 작동할 수 있습니까?
그럴 수도 있지만, 오래된 파이프는 측정 문제를 고정하는-가장 일반적인 원인입니다. 내부 스케일, 부식, 구멍, 알 수 없는 라이너 잔여물, 원래 사양과 더 이상 일치하지 않는 벽 두께 등은 모두 신호 품질을 저하시키고 오류를 발생시킵니다. 오래된 파이프에 배치하기 전에 초음파 두께 게이지로 실제 벽 두께를 측정하고, 외부 표면에 불규칙성이 있는지 검사하고, 가능한 경우 기준값과 비교하여 판독값을 확인하십시오.
초음파 유량계의 클램프-에 적합한 파이프 재료는 무엇입니까?
탄소강, 스테인리스강, 주철, 구리, 알루미늄 등 대부분의 금속은 잘 작동합니다. 많은 경질 플라스틱(PVC, CPVC, HDPE)도 작동하지만 신호 감쇠는 금속보다 높습니다. 고무-라인 파이프, 콘크리트 파이프, 유리 섬유 및 일부 복합 재료는 과도한 신호 흡수로 인해 클램프 측정이 어렵거나 불가능합니다.- 항상 미터 공급업체에 파이프 재질 호환성을 확인하십시오.
초음파 유량계에는 직선 파이프 연결이 필요합니까?
예. 표준 지침은 최소 측정 지점의 상류 직관 직경 10배, 하류 직경 5배입니다. 보다 복잡한 상류 교란 - 서로 다른 평면의 이중 엘보우, 부분적으로 열린 밸브, 펌프 배출 -은 상류 직경 15-20이 필요할 수 있거나 흐름 조절기 사용이 필요할 수 있습니다. 불충분한 직진은 현장 설치 시 정확도가 떨어지는 주요 원인 중 하나입니다.
대중교통-시간보다 언제 도플러를 선택해야 합니까?
유체에 부유 고형물, 기포 또는 기타 음향 반사기(- 일반적으로 폐수, 슬러지, 슬러리 또는 심하게 폭기된 공정 액체)가 의미 있는 농도로 포함되어 있는 경우 도플러를 선택합니다. 유체가 깨끗하고 균질하다면 운송-시간이 길어져 정확성이 향상되고 성능이 더욱 신뢰할 수 있습니다.
초음파 유량계의 클램프{0}}가 상거래에 적합합니까?
대부분의 경우에는 그렇지 않습니다. 상거래 및 회계 측정에는 문서화된 교정을 통해 종종 ±0.5% 이상의 추적 가능한 정확도가 필요합니다. 다중-경로 인라인 초음파 계측기는 이러한 애플리케이션의 표준입니다. 검증된 설치와 이상적인 파이프 조건을 갖춘 시스템의 고급-클램프-는 일부 계약 프레임워크에서 보관-이전 정확도에 근접할 수 있지만 금융 거래에 대한 기본 선택은 아닙니다.
결론
초음파 유량계는 다른 단일 유량계 기술과 비교할 수 없는 비침습적 설치, 제로 압력 강하, 움직이는 부품 없음 및 광범위한 적용 범위의 조합을 제공합니다. 그러나 그것들은 보편적인 해결책은 아닙니다. 실제-성능은 유체에 대한 올바른 측정 원리(전송-시간 또는 도플러) 일치, 설치에 적합한 폼 팩터(클램프-온 또는 인라인) 선택, 파이프 데이터 세부정보, 센서 배치 및 직선 실행의 정확성을 얻는 데 달려 있습니다.
이 기술은 사용자가 강점과 경계를 모두 이해할 때 가장 잘 작동합니다. 잘 특성화된 강철 파이프의 -미터 클램프는 수년 동안 안정적이고 유지 관리가 적은 측정을 제공할 수 있습니다.- 잘못된 파이프, 잘못된 위치, 잘못된 데이터가 입력된 동일한 계량기는 그럴듯해 보이지만 그렇지 않은 숫자를 생성합니다.
선택하는 데 도움이 필요합니다.고정-또는인라인 초음파 유량계당신의 지원서를 위해?엔지니어링 팀에 문의하세요신청서 검토 및 기술 권장사항을 확인하세요.
