يتكون المشبك المحمول -في مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية بشكل أساسي من مضيف مقياس التدفق المحمول، والمشبك-المثبت على محولات الطاقة، ومكونات التثبيت، ووحدة معالجة الإشارات (كمبيوتر التدفق). مبدأ عمله هو كما يلي: يقوم محول الطاقة بتحويل الطاقة الكهربائية إلى موجات صوتية وينقلها إلى السائل الذي يتم قياسه؛ يلتقط جهاز الاستقبال إشارة الموجة الصوتية المنعكسة، والتي يتم تضخيمها بعد ذلك بواسطة الدوائر الإلكترونية وتحويلها إلى إشارة كهربائية تتوافق مع معدل التدفق. يتم بعد ذلك نقل هذه الإشارة إلى أداة العرض والتكامل لعرض البيانات والحساب التراكمي، وبالتالي استكمال اكتشاف التدفق وقياسه. عوامل مثل بيئة التثبيت في الموقع-، ومواد الأنابيب ومواد البطانة، ومعلمات الأنابيب، وتركيب محول الطاقة وتحديد موضعه، والتداخل الخارجي، يمكن أن تؤثر جميعها على دقة القياس لمقياس التدفق هذا.
تأثير بيئة التثبيت على المشبك المحمول-في أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية
1.1 أقسام الأنابيب المستقيمة العلوية والسفلية
أثناء التثبيت والاستخدام على-الموقع، غالبًا ما يتأثر القياس بعدم القدرة على العثور على موقع يلبي المتطلبات. بأخذ الأنابيب الفولاذية DN300 كمثال، إذا كان طول قسم الأنبوب المستقيم القياسي 10 أضعاف قطر الأنبوب (أعلى) و5 أضعاف قطر الأنبوب (أسفل)، تتم مقارنة المشبك - الموجود على مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية بمقياس التدفق الكهرومغناطيسي المثبت في الموقع القياسي في مواضع مختلفة.
أظهرت النتائج أن عدم كفاية المقاطع المستقيمة للأنابيب يؤدي إلى أخطاء كبيرة في القياس. عندما يكون قسم الأنبوب المستقيم العلوي غير كافٍ، كما هو الحال عند التثبيت بعد الكوع أو الصمام، فإنه عادةً ما يُظهر خطأ إيجابيًا، وتكون قيمة الخطأ كبيرة نسبيًا.
المشبك المحمول-في مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية هو مقياس تدفق من النوع -السرعة. كلما زاد استقرار السائل، كلما اقترب متوسط سرعة التدفق المقاسة من القيمة الحقيقية. لذلك، إذا سمحت الظروف بذلك، يجب أن تكون أقسام الأنابيب المستقيمة العلوية والسفلية أطول ما يمكن.
1.2 سرعة تدفق السوائل
تعد سرعة تدفق السائل في الأنبوب عاملاً رئيسياً يؤثر على دقة القياس. أظهرت التجارب أنه عندما يزيد رقم رينولدز في الأنبوب عن 2320، يكون السائل في حالة مضطربة؛ أقل من 2320، هو التدفق الصفحي. تستخدم صناعة القياس عادةً 0.3 م/ث كنقطة فاصلة بين سرعات التدفق العالية والمنخفضة. يوصى بأن يعمل مقياس التدفق بسرعات تدفق أعلى من 0.3 م/ث؛ أقل من هذه القيمة، لا يمكن ضمان دقة مقياس التدفق.
2. تأثير معلمات الأنابيب على المشبك المحمول - على أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية
2.1 إعدادات المعلمة
في ظل ظروف الأنابيب الثابتة، قم بضبط معلمات قطر أنبوب الإدخال. يتناسب خطأ إدخال قطر الأنبوب بشكل مباشر مع خطأ نتيجة القياس. عندما يكون سمك جدار الأنبوب الفعلي 12 مم، فإن تغيير معلمة الإدخال لسمك جدار الأنبوب يوضح أن خطأ الإدخال لسمك جدار الأنبوب يتناسب أيضًا بشكل مباشر مع خطأ نتيجة القياس.
2.2 مادة الأنابيب والبطانة
إذا تم إدخال مادة الأنبوب أو معلمات البطانة بشكل غير صحيح، فسيؤدي ذلك إلى انحرافات في حساب مسافة تركيب محول الطاقة، مما يؤدي بدوره إلى حدوث أخطاء في زاوية حدوث الموجة الصوتية، مما يقلل من دقة القياس، وفي الحالات الشديدة، حتى منع استقبال الإشارة. تظهر التجارب أن التأثير الرئيسي لبطانة الأنابيب على القياس هو التغير في قطر التدفق الفعلي. يؤدي وجود البطانة إلى تقليل مساحة المقطع العرضي الفعال - للأنبوب، مما يؤدي إلى انخفاض مماثل في قيمة معدل التدفق المحسوبة من سرعة التدفق. لذلك، يجب مراعاة سمك البطانة أثناء القياس. ينبع تأثير مادة الأنابيب والبطانة على القياس من الاختلاف في سرعة انتشار الموجات الصوتية في الوسائط المختلفة. إذا كانت سرعة الصوت الفعلية للمادة أكبر من سرعة الصوت المحددة، فستكون نتيجة القياس أصغر؛ على العكس من ذلك، سيكون أكبر.
تأثير تركيب محول الطاقة وتحديد موضعه على المشبك المحمول -في مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية
وفقًا لطرق تركيب محولات الطاقة المختلفة، يمكن تقسيمها إلى طريقة Z- وطريقة V-. وتبين الممارسة أنه، دون التأثير على استقبال الإشارة، فإن دقة القياس للطريقة V- تتفوق على الطريقة Z-. وذلك لأن طريقة التثبيت V- تسهل تحديد موضع محول الطاقة بدقة، وبالتالي فإن خطأ القياس يأتي بشكل أساسي من خصائص السوائل ومعلمات الأنابيب. على الرغم من أن طريقة Z- تحتوي على إشارة موجة صوتية أقوى، إلا أن تحديد موضع محول الطاقة يكون أكثر صعوبة. عندما يكون توزيع السائل غير متساوٍ ويكون قسم الأنبوب المستقيم في الطرف الأمامي للجهاز قصيرًا، يمكن استخدام مقياس التدفق فوق الصوتي متعدد-القنوات لإجراء اختبار متعدد-نقاط للتغلب على الأخطاء الناتجة عن عدم استقرار السائل.
3.1 مسافة التثبيت
يؤثر خطأ تركيب محول مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية بشكل كبير على نتائج القياس ويجب تثبيته بدقة وفقًا للأبعاد المحددة. على سبيل المثال، باستخدام طريقة V- لتثبيت محولات الطاقة على خط أنابيب DN300mm، تم اختبار العلاقة بين انحراف التباعد وخطأ القياس عن طريق تغيير مسافة تثبيت محول الطاقة.
ولذلك، فإن الانحراف في مسافة تركيب محول الطاقة له تأثير كبير على خطأ القياس، لذلك يجب التحكم في الانحراف ضمن أصغر نطاق ممكن.
