Ja kādu laiku esat pavadījis gāzes mērīšanas iekārtās-vai pat vienkārši šķirstījis tehniskos katalogus-, iespējams, esat nejauši saskāries ar terminu "daudzceļu ultraskaņas plūsmas mērītājs." Izklausās smalki. Un, godīgi sakot, tā arī ir.
Bet šī ir lieta: pamatkoncepcija nav tik sarežģīta, ja jūs noņemat žargonu.
Galvenā ideja (bez mācību grāmatas muļķībām)
Daudzceļu ultraskaņas plūsmas mērītājs mēra gāzes ātrumu, raidot ultraskaņas signālus pa cauruli pa vairākiem ceļiem{0}}vai "kanāliem", kā inženieri tos mīl dēvēt. Katrs kanāls nodrošina ātruma nolasījumu citā caurules šķērsgriezuma-hordā. Jūs šos rādījumus vidēji nosverat kopā, attiecīgi nosverat un uzplaukāt: jūs iegūstat pienācīgu aprēķinu par to, cik ātri gāze faktiski pārvietojas pa šo cauruli.
Ir arī viena kanāla{0}}skaitītāji. Tie ir lētāki. Tie ir vienkāršāki. Taču viņi skatās arī tikai uz vienu plūsmas profila daļu, kas var būt maldinoša, ja plūsma nav pilnīgi vienmērīga. Un ļaujiet man pateikt,{5}}plūsma gandrīz nekad nav ideāli viendabīga.
Gan viena, gan vairāku ceļu versijas ir balstītas uz kaut ko, ko sauc par -laika-lidojuma metodi. Tas darbojas šādi: jums ir divi devēji pretējās caurules pusēs. Viens sūta ultraskaņas impulsu lejup pa straumi (ar plūsmu), otrs sūta vienu augšup (pret plūsmu). Pakārtotais impulss pienāk ātrāk, jo tas vada gāzes strāvu. Augšup straume aizņem ilgāku laiku, jo tā cīnās ar to.
Jūs izmērāt abus brauciena laikus, aprēķiniet starpību un no šīs starpības varat iegūt ātrumu. Matemātika nav triviāla, taču tā ir labi-noteikta. Cilvēki to ir darījuši gadu desmitiem.
Kāpēc vairāki kanāli?
Lūk, kur tas kļūst interesanti{0}}un man ir daži viedokļi.
Daudzceļu mērītājā V apzīmē virsmas vidējo ātrumu, kas izmērīts katrā kanālā. Jūs būtībā ņemat ātruma profila paraugus dažādos augstumos visā caurules diametrā. Formula izskatās apmēram šādi: tilpuma vidējais ātrums ir vienāds ar katra kanāla ātruma summu, kas reizināta ar tā svēršanas koeficientu. Izrakstīts: v=ΣwᵢVᵢ, kur W ir svēruma koeficients, kas ir atkarīgs no tā, kuru integrācijas algoritmu ražotājs nolēmis izmantot.
No tā jūs varat aprēķināt faktisko plūsmas ātrumu: q=A × Σ(WᵢVᵢ), kur A ir caurules šķērsgriezuma laukums.
Dažādas integrācijas shēmas dažādiem akordiem piešķir dažādus svarus. Gausa kvadratūra ir populāra. Tāpat arī Čebiševa metode. Katram no tiem ir kompromisi-. Bet godīgi sakot, ja vien jūs pats neveicat inženiertehnisko projektu, jums, iespējams, nav jāuztraucas par to, kurš no tiem ir "labākais". Viņi visi strādā samērā labi.
Jautājums par sešiem{0}}kanāliem
Pašlaik visizplatītākie{0}}augstākās klases produkti no ārvalstu ražotājiem darbojas līdz sešiem kanāliem. Varētu domāt, ka vairāk kanālu nozīmē lielāku precizitāti. Teorētiski jā
Taču praktiskā pieredze stāsta citu stāstu.
Kad esat sasniedzis četrus kanālus, precizitātes pieaugums, pievienojot vairāk ceļu, kļūst nenozīmīgs. Tikmēr ražošanas izmaksas pieaug. Katram papildu devēju pārim ir nepieciešama precīza izlīdzināšana. Katrs no tiem pievieno iespējamos neveiksmes punktus. Katrs no tiem sarežģī uzstādīšanu un apkopi.
Tātad, vai sešu{0}}kanālu skaitītājs ir tā vērts nekā četru-kanālu mērītājs? Dažkārt. Aizgādības tiesību nodošanas pieteikumiem, kur, iespējams, ir nozīme procenta daļām. Vairumam rūpniecisko lietojumu? Laikam nē.
Uzstādīšana ir svarīgāka, nekā jūs domājat
Esmu redzējis skaistus sešus{0}}ceļa mērītājus, kas uzstādīti šausmīgās vietās-tūlīt lejpus līkumiem, ar virpuļojošu plūsmu un asimetriskiem ātruma profiliem, kas visus šos papildu kanālus padarīja gandrīz nederīgus. Skaitītājs mērīja atkritumus, un, nosakot vidējo atkritumu daudzumu sešos dažādos veidos, jūs iegūstat... labi-vidējo atkritumu daudzumu.
Vispārīgie norādījumi saka, ka no jebkādiem plūsmas traucējumiem vēlaties vismaz astoņus caurules diametrus taisni augšpus un divus diametrus lejup pa straumi. Bet tā ir vadlīnija, nevis garantija. Cikloniskie plūsmas modeļi, slīpuma plūsma, temperatūras noslāņošanās{2}}tas viss var traucēt jūsu rādījumus tādā veidā, ka vairāk kanālu nevar pilnībā kompensēt.
Dažās skaitītāja konfigurācijās tiek izmantoti krustoti ceļi (X-rakstu izkārtojumi), lai novērstu noteiktus plūsmas traucējumus. Gudrs, bet ne maģisks.
Reāli-pasaules apsvērumi
Reinoldsa skaitlim ir jābūt virs 4000 turbulentai plūsmai{1}}, kas rūpnieciskajos gāzes cauruļvados parasti nav problēma. Laminārā plūsma ir reta. Skaņas ātrums gāzē ietekmē signāla pārvietošanās laiku, bet mūsdienu skaitītāji to apstrādā automātiski, izmantojot temperatūras kompensāciju.
Pārveidotājus parasti uzstāda 45 grādu vai lielākā leņķī attiecībā pret plūsmas virzienu, lai gan optimālais leņķis ir atkarīgs no caurules diametra, gāzes ātruma un temperatūras. Standarta instalācijām maksimālā darba temperatūra parasti nepārsniedz 650 ° F. Kriogēnās lietojumprogrammas ir pavisam cits zvērs.
Bottom Line
Daudzceļu ultraskaņas plūsmas mērītāji ir laba tehnoloģija. Tie nav-uzbāzīgi, tiem nav kustīgu detaļu, tie iztur plašu plūsmas ātrumu un var sasniegt iespaidīgu precizitāti, ja tie ir pareizi uzstādīti un kalibrēti.
Bet tie nav muļķīgi. Vairāk ceļu automātiski nenozīmē labākus rezultātus. Labi-uzstādīts četru-kanālu mērītājs labos plūsmas apstākļos pārspēj sešu-kanālu skaitītāju, kas uzstādīts problemātiskā vietā katru reizi.
Izpratne par-laika{1}}-lidojuma mērīšanas, ātruma integrācijas, svēršanas koeficientu-nozīmēm palīdz pieņemt labākus lēmumus par to, kad šiem skaitītājiem ir jēga un kā no tiem gūt maksimālu labumu.
