Cum să evitați impactul negativ al bulelor de aer asupra măsurării contorului de apă cu ultrasunete în timpul instalării

Apometre cu ultrasunete Măsurați debitul pe baza diferenței de timp de propagare a undelor sonore într-un fluid. Ele oferă o precizie ridicată de măsurare și sunt fără uzură, făcându-le utilizate pe scară largă în gestionarea inteligentă a apei și soluționarea comercială. Cu toate acestea, bulele de aer sau cavitățile din rețelele de conducte prezintă un risc semnificativ pentru stabilitatea și acuratețea măsurătorilor apometrelor cu ultrasunete. Datorită diferenței semnificative de impedanță acustică dintre gaz și lichid, prezența bulelor de aer poate interfera sever cu propagarea semnalului ultrasonic, ducând la distorsiuni de măsurare. Prin urmare, instalarea profesională și proiectarea sistemului sunt cheia pentru a minimiza impactul negativ al bulelor de aer.

Impactul esențial al bulelor de aer asupra semnalelor ultrasonice

Principiile de funcționare ale contoarelor de apă cu ultrasunete, indiferent dacă folosesc metoda timpului de tranzit sau metoda Doppler, se bazează pe propagarea stabilă a undelor ultrasonice în apă.

Atenuarea și întreruperea semnalului: bulele de aer sunt un puternic atenuator al undelor sonore. Când un fascicul de ultrasunete se propagă printr-o țeavă, acesta întâlnește bule de aer, care provoacă reflexie și împrăștiere puternice, ducând la o scădere bruscă a puterii semnalului recepționat sau chiar la o întrerupere completă, un fenomen cunoscut sub numele de „pierderea pulsului”. Acest lucru împiedică convertorul electronic să măsoare cu precizie diferența de timp de propagare între fluxurile din amonte și din aval, ducând direct la erori de măsurare.

Distorsiunea câmpului de viteză: un număr mare de bule poate modifica proprietățile fizice ale fluidului din țeavă, creând slugging sau flux stratificat, care distorsionează grav profilul de viteză. Contoarele de apă cu ultrasunete, în special modelele cu o singură cale, trebuie să presupună că conducta este complet umplută și modelul de curgere este uniform. Această distorsiune a profilului de viteză invalidează factorul de corecție încorporat, ducând la erori sistematice.

Incertitudine de măsurare: pentru contoarele de timp de tranzit, natura aleatorie a bulelor introduce zgomot și incertitudine suplimentară, manifestându-se ca fluctuații mari în citirile instantanee ale debitului și, potențial, chiar creând iluzia de „return”.

Alegerea locului de instalare: Strategia fundamentală pentru evitarea acumulării de bule

Cel mai eficient mod de a evita interferența cu bule este de a preveni acumularea de gaz în conducta de măsurare la sursă. Acest lucru necesită respectarea strictă a specificațiilor profesionale de instalare pentru mecanica fluidelor și măsurarea cu ultrasunete.

1. Acordați prioritate conductelor de nivel scăzut sau cu curgere ascendentă

Într-un sistem de rețea de conducte, bulele tind să se miște în sus din cauza flotabilității și să se acumuleze în punctele înalte ale conductei.

Evitați instalarea în punctul înalt: Contoarele de apă cu ultrasunete nu trebuie instalate niciodată în cel mai înalt punct al unei conducte. Punctele înalte sunt acolo unde este cel mai probabil să se formeze pungi de aer, unde bulele pot persista perioade lungi de timp, creând o cavitate care se întinde pe secțiunea transversală a țevii și afectează grav măsurarea.

Se recomandă țeavă cu debit total în sus: Locația ideală de instalare este un punct scăzut sau o secțiune verticală a țevii care curge în sus. În secțiunile cu curgere verticală în sus, apa curge prin conducta plină, permițând bulelor să fie deplasate rapid în sus cu curentul și mai puțin probabil să se acumuleze în apropierea traductorului.

2. Cerințe de rulare a conductei drepte și configurația redresorului

În timp ce țevile drepte sunt utilizate în principal pentru a asigura o distribuție uniformă a vitezei de curgere, ele au, de asemenea, un efect pozitiv asupra dispersării bulelor.

Lungimi suficiente de conducte drepte: Trebuie menținute lungimi suficiente de conducte drepte în amonte și în aval de apometrul cu ultrasunete (în general, se recomandă îndeplinirea cerințelor „10D” și „5D”, unde D reprezintă diametrul conductei). Acest lucru ajută la stabilizarea modelului de curgere și la reducerea vârtejurilor, ceea ce poate determina extragerea sau trasarea bulelor în apă.

Aparat de condiționare a debitului în amonte: în configurațiile complexe de conducte, luați în considerare instalarea unui conditionator de debit specializat în amonte de contorul de apă cu ultrasunete. În timp ce un dispozitiv de condiționare a debitului elimină în primul rând distorsiunea vitezei curgerii, unele modele pot ajuta, de asemenea, la spargerea bulelor mari, făcându-le să treacă prin zona de măsurare în mai mici, mai ușor transportate de fluxul de apă.

Suport de sistem și măsuri de optimizare a proiectării

Pe lângă selecția locației, proiectarea la nivel de sistem și echipamentele de sprijin sunt, de asemenea, cheia pentru a asigura funcționarea contorului de apă cu ultrasunete fără bule.

1. Instalați o supapă de aerisire

O supapă de aerisire automată fiabilă trebuie instalată într-un punct înalt al conductei în amonte sau în apropierea contorului de apă cu ultrasunete.

Funcție: Supapa de aerisire elimină în mod continuu și eficient aerul liber din rețeaua de conducte. Acest lucru este valabil mai ales în timpul umplerii cu apă, închiderii și refluxării apei sau fluctuațiilor de presiune. Cantități mari de aer prins pot fi îndepărtate rapid numai prin supapa de aerisire, asigurându-se că conducta din fața debitmetrului rămâne plină.

2. Proceduri de umplere și aerisire

Procedurile stricte de umplere și aerisire sunt cruciale în timpul instalării și punerii în funcțiune a contoarelor de apă cu ultrasunete.

Umplere lentă: Când rețeaua de conducte este restabilită la alimentarea cu apă, apa trebuie umplută lent pentru a evita curgerea rapidă a apei care ar putea antrena cantități mari de aer, formând pungi de aer și prevenind loviturile de berbec.

Aerisire completă: Înainte de punere în funcțiune, conducta trebuie să fie complet aerisită prin deschiderea supapei de aerisire sau a supapei de la capătul conductei până când scurgerea este stabilă și fără bule.

3. Diferențele de aplicabilitate între metodele de tranzit-timp și metodele Doppler

Diferite tehnologii cu ultrasunete au sensibilități diferite la bule.

Timp de tranzit: Această metodă este extrem de sensibilă la bule și are ca scop măsurarea lichidelor curate. Orice bule sunt considerate zgomote sau interferențe și trebuie evitate cu strictețe folosind metodele de mai sus.

Măsurarea debitului Doppler se bazează pe semnalul reflectat de la particule sau bule din fluid pentru a măsura viteza de curgere. Prin urmare, o cantitate moderată de bule este esențială pentru funcționarea sa, dar și concentrațiile excesive sau insuficiente de bule pot provoca erori. În industria de contorizare a apei, metoda timpului de tranzit este utilizată în mod obișnuit pentru măsurarea apei curate datorită preciziei sale ridicate.