Flowmåleinstrument til ikke-fuld rør

De fleste traditionelle flowmålere (såsom elektromagnetiske, vortex- og turbineflowmålere) kræver, at røret er helt fyldt med væske. I forhold uden-fuld rør (eller åben kanal/delvist fyldt rør) findes der gas (normalt luft) over væsken, hvilket i alvorlig grad påvirker målenøjagtigheden og endda kan beskadige instrumentet.

Måleprincip:

Instrumentet er installeret i toppen af ​​røret og måler væskeniveauet ved at udsende ultralydsimpulser. Mikroprocessoren inde i instrumentet beregner automatisk væskens tværsnitsareal baseret på de forudindstillede rørdimensioner (cirkulære, rektangulære osv.) og væskeniveau. Kombineret med en forudindstillet strømningshastighed (for faste overløb/trug) eller ved at måle den faktiske strømningshastighed gennem multi-kanalmåling, beregnes den øjeblikkelige strømningshastighed og kumulative strømningshastighed endelig.

Fordele:

Ikke-kontaktmåling: Sensoren kommer ikke i kontakt med væsken, er upåvirket af væskekorrosion, slid og kontaminering og kræver minimal vedligeholdelse.

Bred anvendelighed: Velegnet til rør i forskellige former (cirkulære, firkantede, trapezformede) og åbne kanaler.

Nem installation: Ingen grund til at skære røret over; den kan installeres ved at bore et hul i toppen af ​​røret eller direkte over kanalen.

Høj målenøjagtighed.

Ulemper:

Betydeligt påvirket af damp, skum, suspenderede faste stoffer eller kalkopbygning inde i røret.

Præcis kalibrering er påkrævet for uregelmæssigt formede rør.

Typiske anvendelser: Kommunalt afløb, rensningsanlæg, industrispildevandsudledning, regnvandsledningsnet mv.

Bemærk: Almindelige elektromagnetiske flowmålere må ikke bruges under ikke-fulde rørforhold, da dette vil føre til unøjagtige målinger og kan beskadige elektroderne. Der er dog elektromagnetiske flowmålere, der er specielt designet til ikke-fulde rørmålinger tilgængelige på markedet.

Måleprincip:

Princippet er det samme som for almindelige elektromagnetiske flowmålere (Faradays lov om elektromagnetisk induktion), men det anvender en speciel elektrodestruktur og signalbehandlingsteknologi. For eksempel, ved at bruge et design med tre-elektroder eller fire-elektroder, selv med ændringer i væskeniveauet, er der altid en elektrode i kontakt med væsken, hvorved der opnås en stabil måling.

Fordele:

Meget høj nøjagtighed og god repeterbarhed.

Upåvirket af væskedensitet, viskositet, temperatur og tryk.

Kan måle ætsende væsker og slam indeholdende faste stoffer.

Ulemper:

Højere omkostninger, meget højere end ultralyds integrerede flowmålere.

Installation kræver rørafbrydelse, hvilket gør konstruktionen kompleks.

Kræver, at væsken har en vis ledningsevne.

Typiske anvendelser: Industriel processtyring og spildevandsrensning, hvor der kræves ekstrem høj præcision.

Måleprincip:

En specifik-formet spjældanordning (Parshall-rende eller trekantet overløb) er installeret i en kanal eller et rør. Når væske passerer gennem denne enhed, opstår der et droslingsfænomen, og væskeniveauet stiger på et bestemt punkt i kanalen (opstrøms for svælget). Der er en fast matematisk sammenhæng mellem denne stigning i væskeniveauet og strømningshastigheden. Ved at måle dette væskeniveau kan flowhastigheden beregnes nøjagtigt. Niveaumålere er typisk ultralyds- eller tryktype-.

Fordele:

Enkel struktur, robust og holdbar, lav vedligeholdelse.

Ikke tilbøjelig til tilstopning for væsker, der indeholder en stor mængde suspenderede stoffer (såsom gylle).

Bredt måleområde.

Ulemper:

Kræver stor installationsplads og strenge krav til de lige rørsektioner før og efter.

Pådrager sig noget hovedtab.

Nøjagtigheden afhænger af rendens fremstillingspræcision og nøjagtigheden af ​​væskeniveaumålingen.

Typiske anvendelser: Landbrugsvanding, kontrol af oversvømmelser i byer og måling af strømningshastigheder for tilløb og spildevand i rensningsanlæg.

Selvom det primært bruges til hele rør, kan det også bruges i visse ikke-fuld rør-situationer.

Måleprincip:

Ved at bruge Doppler-frekvensforskydningseffekten forårsaget af ultralydsbølger, der støder på partikler eller bobler i en væske, måles hastigheden af ​​suspenderede partikler eller bobler i væsken, hvorved væskehastigheden beregnes. Denne metode kan dog ikke direkte opnå tværsnitsarealet- og skal bruges sammen med en niveaumåler for at beregne strømningshastigheden.

Gældende situationer: Når røret ikke er helt fyldt, men væsken indeholder en tilstrækkelig mængde reflekterende materiale (såsom bobler eller faste partikler), kan en Doppler ultralydsflowmåler bruges. Da Doppler-metoden virker ved at udnytte de lydsignaler, der reflekteres af bobler og mikropartikler, vil den ikke virke, hvis væsken ikke indeholder bobler og mikropartikler. Den er velegnet til væsker, der indeholder mindst 30 % suspenderede partikler.

Fordele:

Kan måle komplekse medier såsom faste-flydende blandinger, opslæmninger og olie-vandblandinger.

Ingen nul-punktsdrift. Der sker ikke noget Doppler-frekvensskift, når væsken er stationær. Derfor vil controllerens displayenhed ikke opleve nul-punktsdrift.

Ulemper:

Målenøjagtigheden er stærkt påvirket af antallet og fordelingen af ​​reflekterende genstande i væsken, og dens stabilitet er ikke så god som andre metoder.

Kræver en stabil strømningstilstand i en lige rørsektion (opstrøms lige rørlængde skal være mindst 15d, og nedstrømslængde skal være mindst 5d), og installationsstedet stiller høje krav.

Første valg: Ultralydsniveau/flowmåler. Det giver de bedste overordnede fordele med hensyn til omkostninger, nem installation og anvendelighed, hvilket gør det til det mest almindelige valg til ikke-fuld-rørstrømsmåling.

Hvis der kræves ekstremt høj nøjagtighed, og budgettet er tilstrækkeligt: ​​Overvej at bruge en dedikeret ikke-fuld-elektromagnetisk flowmåler.

Hvis det er i en stor åben kanal eller kanal med et højt tørstofindhold i væsken: En Parshall-kanal er et meget pålideligt og økonomisk valg.

Undgå at bruge: Flowmålere designet til fuld-rørdrift, såsom turbine-, hvirvel-, åbnings- og V-kegleflowmålere. De vil ikke fungere korrekt under ikke-fulde-rørforhold.