Flödesmätningsinstrument för icke-helt rör

De flesta traditionella flödesmätare (som elektromagnetiska, vortex- och turbinflödesmätare) kräver att röret är helt fyllt med vätska. I icke-fulla rör (eller öppna kanaler/delvis fyllda rör) finns gas (vanligtvis luft) ovanför vätskan, vilket allvarligt påverkar mätnoggrannheten och till och med kan skada instrumentet.

Mätprincip:

Instrumentet är installerat på toppen av röret och mäter vätskenivån genom att avge ultraljudspulser. Mikroprocessorn inuti instrumentet beräknar automatiskt vätskans-tvärsnittsarea baserat på de förinställda rördimensionerna (cirkulära, rektangulära, etc.) och vätskenivån. I kombination med en förinställd flödeshastighet (för fasta fördämningar/tråg) eller genom att mäta den faktiska flödeshastigheten genom fler-kanalsmätning, beräknas slutligen den momentana flödeshastigheten och den kumulativa flödeshastigheten.

Fördelar:

Mätning utan-kontakt: Sensorn kommer inte i kontakt med vätskan, är opåverkad av vätskekorrosion, slitage och kontaminering och kräver minimalt underhåll.

Bred användbarhet: Lämplig för rör av olika former (cirkulära, kvadratiska, trapetsformade) och öppna kanaler.

Enkel installation: Inget behov av att skära av röret; den kan installeras genom att borra ett hål i toppen av röret eller direkt ovanför kanalen.

Hög mätnoggrannhet.

Nackdelar:

Påverkad avsevärt av ånga, skum, suspenderade ämnen eller avlagringar inuti röret.

Exakt kalibrering krävs för oregelbundet formade rör.

Typiska applikationer: Kommunal dränering, reningsverk, industriavloppsvattenutsläpp, regnvattenledningsnät mm.

Obs: Vanliga elektromagnetiska flödesmätare får inte användas under icke-fulla rörförhållanden, eftersom detta kommer att leda till felaktiga mätningar och kan skada elektroderna. Det finns dock elektromagnetiska flödesmätare speciellt utformade för icke-fullständiga rörmätningar tillgängliga på marknaden.

Mätprincip:

Principen är densamma som för vanliga elektromagnetiska flödesmätare (Faradays lag om elektromagnetisk induktion), men den använder en speciell elektrodstruktur och signalbehandlingsteknik. Om du till exempel använder en tre-elektrods- eller fyra-elektrodkonstruktion, även med förändringar i vätskenivån, finns det alltid en elektrod i kontakt med vätskan, vilket ger en stabil mätning.

Fördelar:

Mycket hög noggrannhet och bra repeterbarhet.

Opåverkad av vätskedensitet, viskositet, temperatur och tryck.

Kan mäta frätande vätskor och slam som innehåller fasta ämnen.

Nackdelar:

Högre kostnad, mycket högre än ultraljudsintegrerade flödesmätare.

Installation kräver frånkoppling av rör, vilket gör konstruktionen komplicerad.

Kräver att vätskan har en viss konduktivitet.

Typiska applikationer: Industriell processkontroll och avloppsvattenrening, där extremt hög precision krävs.

Mätprincip:

En specifik-formad strypanordning (Parshall-rännor eller triangulär överdämning) är installerad i en kanal eller ett rör. När vätska passerar genom denna enhet uppstår ett strypningsfenomen och vätskenivån stiger vid en specifik punkt i kanalen (uppströms halsen). Det finns ett fast matematiskt samband mellan denna ökning av vätskenivån och flödeshastigheten. Genom att mäta denna vätskenivå kan flödeshastigheten beräknas exakt. Nivåmätare är vanligtvis ultraljuds- eller tryck-typ.

Fördelar:

Enkel struktur, robust och hållbar, lågt underhåll.

Ej benägen att täppas igen för vätskor som innehåller en stor mängd suspenderade fasta ämnen (som slam).

Brett mätområde.

Nackdelar:

Kräver stort installationsutrymme och stränga krav på de raka rörsektionerna före och efter det.

Ådrar sig viss huvudförlust.

Noggrannheten beror på rännans tillverkningsprecision och noggrannheten i vätskenivåmätningen.

Typiska applikationer: Jordbruksbevattning, översvämningskontroll i städer och mätning av inlopps- och avloppsflöden i avloppsreningsverk.

Även om den huvudsakligen används för hela rör, kan den också användas i vissa situationer som inte-hela rör.

Mätprincip:

Genom att använda dopplerfrekvensförskjutningseffekten orsakad av ultraljudsvågor som möter partiklar eller bubblor i en vätska, mäts hastigheten för suspenderade partiklar eller bubblor i vätskan, varigenom vätskehastigheten beräknas. Den här metoden kan dock inte direkt erhålla tvärsnittsarean och måste användas tillsammans med en nivåmätare för att beräkna flödeshastigheten.

Tillämpliga situationer: När röret inte är helt fullt, men vätskan innehåller en tillräcklig mängd reflekterande material (som bubblor eller fasta partiklar), kan en Doppler-ultraljudsflödesmätare användas. Eftersom Dopplermetoden fungerar genom att utnyttja ljudsignalerna som reflekteras av bubblor och mikropartiklar, kommer den inte att fungera om vätskan inte innehåller bubblor och mikropartiklar. Den är lämplig för vätskor som innehåller minst 30 % suspenderade partiklar.

Fördelar:

Kan mäta komplexa medier som fasta-vätskeblandningar, uppslamningar och olje--vattenblandningar.

Ingen noll-punktsdrift. Ingen dopplerfrekvensförskjutning inträffar när vätskan är stationär. Därför kommer kontrollenhetens displayenhet inte att uppleva nollpunktsdrift.-

Nackdelar:

Mätnoggrannheten påverkas i hög grad av antalet och fördelningen av reflekterande föremål i vätskan, och dess stabilitet är inte lika bra som andra metoder.

Kräver ett stabilt flödestillstånd i en rak rörsektion (den raka rörlängden uppströms måste vara minst 15d, och nedströmslängden måste vara minst 5d), och installationsplatsen ställer höga krav.

Första val: Ultraljudsnivå/flödesmätare. Det ger de bästa övergripande fördelarna när det gäller kostnad, enkel installation och användbarhet, vilket gör det till det vanligaste valet för icke-full-rörflödesmätning.

Om extremt hög noggrannhet krävs och budgeten är tillräcklig: Överväg att använda en dedikerad elektromagnetisk flödesmätare utan-full-rörledning.

Om du befinner dig i en stor öppen kanal eller kanal med hög torrhalt i vätskan: En Parshall-ränna är ett mycket pålitligt och ekonomiskt val.

Undvik att använda: Flödesmätare utformade för full-rördrift, såsom turbin-, virvel-, mynnings- och V-konflödesmätare. De kommer inte att fungera korrekt under icke-fullständiga-rörförhållanden.