Un misuratore di portata a ultrasuoni montato a parete- utilizza un trasmettitore fissato a parete o staffa e duemorsetto-sui trasduttori a ultrasuonilegato all'esterno del tubo. Installato correttamente, misura il flusso del liquido senza tagliare il tubo, fermare la produzione o toccare il fluido. L'ultima frase -installato correttamente- è il luogo in cui la maggior parte dei progetti riesce o fallisce.
Ottenere un numero sul display è facile. Ottenere un numero di cui ti puoi fidare non lo è. Un'installazione affidabile dipende da quattro cose: una sezione di tubo completa e idraulicamente stabile; dati accurati del tubo inseriti nel menu; corretta spaziatura e allineamento dei trasduttori; e qualità del segnale verificata durante la messa in servizio. Salta uno qualsiasi di essi e il misuratore mostrerà ancora il flusso - semplicemente non sarà corretto.
Questa guida illustra l'intero processo come una sequenza di lavoro: verifica dell'idoneità, selezione del sito, metodo di montaggio, installazione del trasmettitore e del trasduttore, cablaggio, impostazione dei parametri, messa in servizio, risoluzione dei problemi, note applicative e manutenzione.
Elenco di controllo rapido dell'idoneità prima di iniziare
Prima di praticare un singolo foro, decidi se questo tubo è anche un buon candidato per amisuratore di portata a ultrasuoni per montaggio a parete-. La misurazione del-time clamp-on necessita di un percorso acustico pulito attraverso il liquido, quindi una valutazione onesta di cinque-minuti consente di risparmiare ore di ricerca di un segnale debole in un secondo momento.
| Controllo | Buono da installare | Installare con cura | Non consigliato senza test |
|---|---|---|---|
| Superficie del tubo | Metallo o plastica puliti, lisci e sani | Vernice, ruggine leggera, rivestimento sottile | Forte corrosione, scaglie spesse, rivestimento sfaldato |
| Riempimento del tubo | Costantemente pieno | Sacche d'aria occasionali | Linea parzialmente riempita o a gravità |
| Fluido | Acqua pulita o liquido trasparente | Alcune bolle o solidi leggeri | Bolle pesanti, liquame, alto contenuto di gas |
| Posizione | Lungo rettilineo | Vicino ad un gomito o ad un riduttore | Immediatamente dopo una pompa o una valvola di strozzamento |
Se la maggior parte delle tue risposte si trova nella colonna di destra-, un misuratore a pinza-può comunque funzionare, ma pianifica un tempo di messa in servizio extra o prendi in considerazione un dispositivo in linea come unmisuratore di portata elettromagneticoper liquidi conduttivi con solidi pesanti. In caso di dubbi, rivedere ilcondizioni necessarie per una misurazione ultrasonica accurataprima di impegnarsi in una posizione.
Passaggio 1: confermare l'applicazione e registrare i dati accurati del tubo
I misuratori-a pinza temporale- di transito sono comunemente utilizzati su acqua pulita, acqua refrigerata, acqua calda, acque reflue trattate, molti liquidi chimici e acqua di processo in generale - qualsiasi liquido che trasporta un segnale ultrasonico chiaro. Brillano sui retrofit e sulle linee che non possono essere fermate.
Perché il tubo deve essere pieno
Il fascio ultrasonico deve attraversare una colonna continua di liquido. In un tubo parzialmente riempito il raggio non raggiunge il trasduttore ricevente o raccoglie i riflessi dal traferro, motivo per cui le letture su una linea mezza-intera saltano o leggono zero. Sui tubi orizzontali, tenere i trasduttori lontani dalla parte superiore, dove si raccoglie l'aria, e molto lontani dal fondo, dove si deposita il fango - il lato del tubo è solitamente il punto ottimale. Sui percorsi verticali, favorire il flusso verso l'alto, perché il flusso verso l'alto tende a mantenere il tubo pieno e spinge fuori l'aria trascinata anziché intrappolarla.
Dati di tubazioni e fluidi da registrare (non indovinarli)
Dati errati sui tubi sono la causa più comune di un misuratore montato correttamente che legge in modo errato. Misurare o confermare, anziché stimare: diametro esterno del tubo, spessore della parete, materiale del tubo, materiale del rivestimento e spessore del rivestimento (se presente), tipo di fluido, temperatura approssimativa del fluido, intervallo di flusso previsto, modello del trasduttore e lunghezza del cavo. Un piccolo errore nel diametro esterno o nello spessore della parete si inserisce direttamente nel percorso sonoro calcolato e sposta la lettura.
Nota sul campo:Sui tubi più vecchi, lo spessore delle pareti raramente corrisponde a quello indicato nel programma originale. Se puoi, esegui una lettura ad ultrasuoni dello spessore della parete-piuttosto che fidarti di una targhetta identificativa. - la corrosione e il calcare possono aggiungere o rimuovere millimetri che modificano la spaziatura calcolata.
Conoscere i limiti della tecnologia
La misurazione del tempo di transito-si indebolisce quando il segnale viene disperso o assorbito. Troppe bolle, solidi sospesi pesanti, incrostazioni interne spesse, un rivestimento morbido o delaminante o un tubo parzialmente riempito possono ridurre la potenza del segnale o destabilizzare la temporizzazione. Questi non sono sempre dei problemi-, ma sono motivi onesti per provare prima sul posto. Se un tubo è vecchio, rivestito, rivestito o trasporta liquido sporco, pianifica del tempo extra - e documentaticome selezionare il giusto misuratore di portata ad ultrasuoniper il fluido prima di ordinare l'hardware. Lo standard internazionale in vigore,ISO 12242, è scritto specificatamente per liquidi omogenei mono-fase, il che è un utile promemoria di dove il metodo è più efficace.
2: Scegli la migliore posizione di installazione
La posizione determina la qualità del segnale più di qualsiasi altra decisione singola, poiché controlla il profilo di flusso che il misuratore deve interpretare.
Perché il tubo dritto è importante
Gomiti, raccordi a T, pompe, valvole e riduttori distorcono il profilo di velocità e aggiungono vortice e turbolenza. Il contatore assume un profilo ragionevolmente sviluppato e simmetrico; quando non ne ottiene uno, la lettura si sposta o fluttua anche se il segnale sembra a posto. La ricerca sul flusso del NIST mostra una distorsione del profilo misurabile a valle dei gomiti su misuratori a percorso multi-, che è esattamente il motivo per cui la lunghezza di assestamento è importante - vedere la panoramica del NIST sucome la geometria del tubo influisce sui misuratori di portata.
Come regola di lavoro, monta su un percorso rettilineo con generositàlunghezza del tubo diritto a monte e a valle, e seguire prima le figure specifiche nel manuale del contatore - la lunghezza richiesta varia in base al raccordo a monte. Se lo spazio è limitato, orientare il misuratore verso una maggiore lunghezza a monte è il miglior compromesso-e aiuta a capirecome piegamenti e gomiti degradano la misurazioneprima di scendere a compromessi.
Dove non montare i trasduttori
Evitare un punto immediatamente dopo una pompa o una valvola a farfalla, vicino a un gomito o a T, nel punto più alto del tubo (aria), nel punto più basso (sedimenti), su una superficie corrosa o ruvida, su una sezione con forti vibrazioni o proprio accanto a inverter e motori che irradiano rumore elettrico. Una posizione comoda, a livello degli occhi-non ha alcun valore se il flusso è disturbato. Scegliete innanzitutto la stabilità idraulica e poi l'accessibilità.
Passaggio 3: selezionare il metodo di montaggio del trasduttore (V, Z o W)
I misuratori a pinza- supportano due o tre metodi di montaggio. Quello giusto dipende dalle dimensioni del tubo, dallo spessore della parete, dal rivestimento e dal segnale in tempo reale - e il menu del trasmettitore calcolerà la spaziatura esatta una volta indicato il metodo. Confermare l'intervallo di diametri consigliato nel manuale, poiché varia in base al modello di trasduttore.
| Metodo | Disposizione del trasduttore | Tipicamente utilizzato per | Note |
|---|---|---|---|
| Metodo V- | Entrambi i trasduttori sullo stesso lato; il raggio si riflette una volta sulla parete più lontana | Tubazioni comuni piccole e medie in buone condizioni | Più facile da allineare; di solito il primo metodo da provare |
| Metodo Z- | Trasduttori su lati opposti; il raggio lo attraversa direttamente | Tubazioni di grandi dimensioni, pareti spesse, tubazioni rivestite o situazioni di segnale-debole | Segnale più forte per incrocio; necessita di accesso su entrambi i lati |
| W-metodo | Il raggio si riflette più volte; percorso più lungo | Tubi-di piccolo diametronecessitano di un percorso di misura più lungo | Meno comune; più difficile da allineare su tubi piccoli |
Una regola pratica: iniziare con il metodo V- su tubi puliti di piccole e medie dimensioni; passa al metodo Z-quando il tubo è grande, il muro è spesso o il metodo V-non mantiene un segnale stabile.
Passaggio 4: montare il trasmettitore a parete-montato
Posizionare il trasmettitore vicino ai trasduttori ma dove una persona possa effettivamente leggerlo e ripararlo. Scegli un punto facile da vedere e da utilizzare, abbastanza vicino per i cavi dei sensori, protetto da pioggia diretta, sole forte, superfici ad alta-temperatura e vibrazioni e comodo per il passaggio dei cavi. Non montarlo mai in punti in cui l'acqua può entrare nell'involucro o in cui un operatore deve arrampicarsi per raggiungere il display.
Segna i fori, fora e fissa la custodia in modo stabile e livellato. Lasciare spazio per aprire comodamente il coperchio e far passare i cavi e per raggiungere i terminali per future manutenzioni.
Passaggio 5: preparare la superficie e installare i trasduttori
Questo è il passaggio fisico più importante. Tutto a monte è preparazione; tutto a valle dipende da questo.
Pulisci l'area di contatto
Rimuovere polvere, ruggine, vernice sfusa, olio e incrostazioni fino ad ottenere un metallo o una plastica liscia e sana. Una superficie ruvida o scagliosa disperde il segnale e produce esattamente il segnale debole e divagante che le persone che leggono attribuiscono all'elettronica. Per indicazioni generali sulla preparazione del tubo e dei sensori di posizionamento, questa procedura dettagliata dimorsetto-sulle note di installazione del sensorevale la pena leggerlo.
Applicare correttamente il gel di accoppiamento
Il gel di accoppiamento riempie il microscopico traferro tra la superficie del trasduttore e il tubo. Applicare un cordone continuo su tutta la superficie del sensore - all'incirca dello spessore di una moneta, senza punti asciutti e senza bolle d'aria intrappolate - quindi premere saldamente il trasduttore in modo che il gel si distribuisca in uno strato sottile e uniforme senza spazi vuoti sui bordi. Troppo poco gel, uno strato-secco o un sensore non appiattito sono i motivi più comuni per cui una buona posizione fornisce comunque un segnale scadente. Non sostituire grasso o adesivo casuale a meno che il produttore non lo approvi; ILl'agente di accoppiamento ha un effetto diretto sulla precisione della misurazione.
Impostare la spaziatura e l'allineamento del trasduttore
Dopo aver immesso i parametri del tubo e del fluido, il trasmettitore calcola la spaziatura richiesta. Misurarlo attentamente e segnare il tubo. Un dettaglio che fa inciampare le persone: conferma se il tuo misuratore definisce la spaziatura come bordo-a-bordo o centro-a-centro e segui esattamente la definizione del menu - un centimetro di ambiguità qui può spostare la lettura. Durante il montaggio, mantenere entrambi i trasduttori sull'asse del tubo (non a spirale attorno ad esso), mantenere le facce in pieno contatto, evitare piegature brusche del cavo e non spingere i sensori dopo il serraggio a meno che non si stia deliberatamente ottimizzando il segnale.
Fissare i morsetti
Fissare i trasduttori con la guida, la catena o le cinghie in dotazione. Stringere abbastanza saldamente in modo che un tocco leggero non li sposti, ma non così forte da rompere l'alloggiamento o scavare il tubo.
Passaggio 6: cablaggio di alimentazione, cavi di segnale e uscite
Isolare l'alimentazione prima del cablaggio e seguire le norme elettriche del sito.
Energia
Conferma che l'alimentazione corrisponda al contatore - alcuni trasmettitori sono CA, altri CC. Mettere sotto tensione, neutro e terra secondo lo schema, quindi controllare le viti e i pressacavi dei terminali; un conduttore allentato si manifesta successivamente come guasto o guasto intermittente.
Cavi del trasduttore
Collegare a monte e a valle ai terminali corretti e non scambiarli a meno che il manuale non consenta una correzione della direzione del software. Disporre i cavi dei sensori ben lontano da linee ad alta-tensione, motori e inverter e utilizzare una protezione adeguata all'esterno.
Uscite
Se il misuratore alimenta un PLC, SCADA, BMS o un registratore, collegare e adattare l'uscita per il lavoro: 4–20 mA per la portata, impulso per il volume totalizzato, relè per allarmi o RS485/Modbus per dati digitali. Controllare la polarità, l'assegnazione dei terminali e la scalatura prima della messa in servizio di - su RS485, la polarità A/B, l'indirizzo e la velocità di trasmissione devono tutti corrispondere all'host.
Passaggio 7: configurare i parametri del flussometro
Accendi e accedi al menu. Immettere innanzitutto i dati del tubo: diametro esterno, spessore della parete, materiale, tipo e spessore del rivestimento, tipo di trasduttore e metodo di montaggio. Il misuratore li trasforma in un percorso sonoro e in un calcolo della velocità, quindi la precisione in questo caso non è facoltativa.
Quindi impostare il tipo di fluido, l'intervallo di temperatura, l'unità di flusso e l'unità del totalizzatore. I lavori nel settore idrico-sono generalmente semplici; per i liquidi chimici, verificare l'idoneità-della trasmissione del suono con il fornitore. Infine, imposta l'intervallo di uscita, il valore dell'impulso, l'indirizzo di comunicazione, la velocità di trasmissione e qualsiasi punto di allarme -, ad esempio, adatta l'intervallo di 4–20 mA al flusso minimo e massimo reale in modo che il sistema di controllo legga correttamente.
Passaggio 8: mettere in servizio il misuratore e verificare la qualità del segnale
La messa in servizio è il momento in cui scopri se l'installazione è affidabile - e non solo se è apparso un numero.
Leggi la diagnostica, non solo il flusso
Controlla i valori diagnostici del trasmettitore: potenza del segnale, qualità del segnale, guadagno, rapporto del tempo di transito-, stabilità del flusso, velocità del suono misurata ed eventuali codici di errore o allarme. Ciò che conta come "accettabile" varia in base al modello, quindi utilizza la soglia dichiarata dal produttore come standard di accettazione e registra il valore visualizzato nel foglio di messa in servizio. Una velocità del suono misurata vicina al valore noto per il fluido (per l'acqua, vicino a 1480 m/s a temperatura ambiente) è un rapido controllo di integrità che i dati del tubo siano corretti.
Sequenza di ottimizzazione del segnale
Se il segnale è debole o instabile, elaboralo in questo ordine invece di spostare le parti in modo casuale - e per i casi più ostinati, questo riferimento sumigliorare la precisione del misuratore di portata ad ultrasuoniva più in profondità:
- Ricontrolla i parametri del tubo inseriti (prima il diametro e lo spessore della parete).
- Aggiungi o riapplica il gel di accoppiamento e ri-posiziona il trasduttore.
- Spostare leggermente i trasduttori lungo la linea di spaziatura contrassegnata.
- Verificare che entrambi i trasduttori siano allineati sull'asse del tubo.
- Prova un altro metodo di montaggio (ad esempio, da V a Z).
- Spostati in una sezione di tubo-diritta migliore.
- Se il problema persiste, contattare il produttore con i dati del tubo e le letture diagnostiche.
Controllare la direzione, lo zero e un riferimento
Confermare la direzione del flusso; una lettura negativa solitamente significa che i trasduttori a monte e a valle sono invertiti o che l'impostazione della direzione è errata. Quando riesci a creare un vero e proprio-tubo completo, senza-condizione di flusso, controlla lo zero. Quindi confrontalo con qualcosa di noto - un contatore esistente, una curva di pompa o una variazione misurata del livello del serbatoio nel tempo ti offre un reale controllo incrociato-. del NISTGruppo Metrologia dei Fluidimantiene gli standard di flusso nazionali dietro questo tipo di confronto tracciabile, che vale la pena sapere se la lettura deve resistere ad un esame accurato.
Salvare un record di messa in servizio di base
Una volta che è stabile, registralo in modo che la futura risoluzione dei problemi abbia un punto di riferimento: data e posizione di installazione, parametri del tubo, metodo di montaggio, spaziatura dei trasduttori, intensità e qualità del segnale, velocità del suono, lettura del flusso, impostazioni di uscita, risultati dello zero e di riferimento e alcune foto dell'installazione finita.
Risoluzione dei problemi comuni di installazione
| Problema | Probabile causa | Cosa controllare |
|---|---|---|
| Segnale debole o assente | Accoppiamento scadente, spaziatura errata, superficie ruvida, dati del tubo errati, metodo non adatto | Pulisci e ri-accoppia, ricontrolla la spaziatura e i parametri, prova il metodo Z- |
| Lettura instabile | Disturbi del flusso, bolle, vibrazioni, sensore allentato | Spostarsi su un percorso rettilineo migliore, serrare i sensori, allontanarsi da pompe e valvole |
| Lettura troppo alta o troppo bassa | Diametro, spessore della parete, dati di rivestimento o ridimensionamento dell'output errati | Ri-verifica ogni parametro e l'intervallo di output |
| Flusso negativo | Trasduttori invertiti o impostazione della direzione errata | Scambia upstream/downstream o correggi il menu di direzione |
| Il display non si accende | Alimentazione errata, cablaggio allentato, fusibile | Controllare tensione, terminali, messa a terra, protezione |
| Errore di comunicazione | Cablaggio RS485, indirizzo, velocità di trasmissione o polarità errati | Verificare la polarità A/B e le impostazioni di comunicazione rispetto all'host |
| Totalizzatore sbagliato | Valore dell'impulso o unità errati | Ricontrollare l'unità del totalizzatore e la scala degli impulsi |
Per un elenco più ampio di modalità di errore e correzioni, consultare questa guidarisoluzione dei problemi comuni del misuratore di portata a ultrasuoni.
Note applicative: cosa cambia in base al lavoro
Il metodo principale è lo stesso, ma il punto in cui concentri la tua attenzione cambia con l'applicazione.
HVAC acqua calda e refrigerata
Le linee sono spesso piene e pulite, il che è l'ideale, ma sono spesso montate dopo le pompe in locali tecnici ristretti. Fornire al contatore la massima lunghezza a monte consentita dalla stanza e, se si sta effettuando la misurazione dell'energia, associare la lettura del flusso con i sensori di temperatura accoppiati - vederemisurazione dell'acqua refrigerata-e dell'energia BTU.
Trattamento e distribuzione dell'acqua
Le condutture-di grande diametro e l'acqua trattata sono ideali per le misurazioni-on clamp; la solita sfida è trovare una sezione veramente intera, lontana dalle strutture di controllo. Questa panoramica dimisurazione della portata nel trattamento e distribuzione dell'acquacopre i layout tipici.
Linee chimiche e di dosaggio
Verificare che il liquido trasmetta il suono e che il materiale del tubo e l'eventuale rivestimento siano compatibili. Piccole linee di dosaggio potrebbero spingerti verso il metodo W-per un percorso più lungo.
Tubo d'acciaio vecchio, verniciato o di grandi dimensioni
Rimuovi vernice e ruggine fino al metallo sano nella zona di contatto, verifica lo spessore reale della parete e aspettati di appoggiarti al metodo Z- man mano che il diametro e lo spessore della parete aumentano.
Manutenzione dopo l'installazione
Poiché i trasduttori-a pinza non toccano mai il fluido, la manutenzione ordinaria è leggera e si concentra sul montaggio e sul segnale piuttosto che sull'usura interna. Ispezionare periodicamente le cinghie e i morsetti, verificare che l'accoppiamento non si sia seccato o spostato, verificare la diagnostica rispetto alla linea di base, ispezionare cavi e pressacavi e verificare che l'output ricevuto dal sistema di controllo corrisponda al display. All'esterno, controllare più spesso l'impermeabilizzazione, la protezione dei cavi e la sigillatura dell'involucro.
Errori comuni da evitare
- Montaggio su un tubo parzialmente riempito o troppo vicino a una pompa, una valvola, un gomito o un riduttore.
- Immettendo dati di tubo stimati o ignorando il rivestimento e lo spessore reale della parete.
- Installazione su una superficie sporca o arrugginita o utilizzo di una quantità insufficiente di gel di accoppiamento.
- Scelta del metodo di montaggio sbagliato in base alle dimensioni e alle condizioni del tubo.
- Saltare il controllo diagnostico e assumere qualsiasi numero di flusso significa successo.
- Non salvare un record di base per la manutenzione futura.
Domande frequenti
D: È possibile installare un misuratore di portata a ultrasuoni-montato a parete senza tagliare il tubo?
R: Sì. I trasduttori si fissano all'esterno del tubo, quindi non si verificano né tagli né arresti - ed è per questo che questi misuratori sono adatti per retrofit e processi difficili-da-arrestare.
D: Di quanto tubo dritto ho bisogno?
R: Seguire il manuale del contatore, poiché la cifra dipende dal raccordo a monte. Come aspettativa generale, pianificare un percorso rettilineo con una lunghezza notevolmente maggiore a monte che a valle e aggiungere lunghezza dopo gravi disturbi come una pompa o una valvola parzialmente chiusa.
D: Dove dovrebbero essere posizionati i trasduttori su un tubo orizzontale?
R: Di solito il lato. Evitare la parte superiore, dove si accumula l'aria, e la parte inferiore, dove si depositano i sedimenti.
D: Qual è la differenza tra il metodo V- e il metodo Z-?
R: Nel metodo V- entrambi i trasduttori si trovano sullo stesso lato e il raggio si riflette all'interno del tubo; nel metodo Z-si siedono sui lati opposti e la trave si incrocia direttamente. Il metodo Z-viene spesso scelto per tubi di grandi dimensioni, pareti spesse o condizioni di segnale-debole.
D: I misuratori di portata ad ultrasuoni possono funzionare su tubi vecchi o arrugginiti?
R: Spesso, se si pulisce l'area di contatto fino al materiale sano e si verifica il reale spessore della parete. Il rischio maggiore è rappresentato da un forte ridimensionamento interno o da un rivestimento delaminato, poiché disperde il segnale - test sul sito prima del commit.
D: Perché il mio contatore mostra zero o un flusso errante?
R: Le cause più comuni sono una tubazione non-piena, un accoppiamento debole, una spaziatura errata o dati della tubazione errati. Eseguire la sequenza di ottimizzazione del segnale descritta sopra prima di presumere un guasto hardware.
D: Può essere installato all'aperto?
R: Sì, prestando attenzione alla classificazione dell'involucro, alla protezione dalla pioggia e dal sole, ai pressacavi sigillati e al passaggio protetto dei cavi. Controlla la sigillatura più frequentemente di quanto faresti in ambienti chiusi.
D: Cosa succede se non esiste un contatore di riferimento con cui effettuare il confronto?
R: Utilizza la curva della pompa, la variazione misurata del livello del serbatoio in un periodo di tempo noto o il controllo del secchio-e-del cronometro su una piccola linea. La velocità del suono misurata mostrata dal misuratore è anche un rapido controllo di plausibilità dei dati del tubo.
Conclusione
Installare un misuratore di portata a ultrasuoni-montato a parete non è difficile, ma aaffidabilel'installazione è intenzionale. Scegli una sezione di tubo-diritta completa e stabile; registrare dati reali sui tubi invece di indovinarli; abbinare il metodo di montaggio al tubo; preparare la superficie ed accoppiare opportunamente i trasduttori; e dimostrare il risultato con la diagnostica, un controllo dello zero e una lettura di riferimento. Salva il record di messa in servizio come riferimento -: trasformerà ogni futura chiamata per la risoluzione dei problemi in un confronto anziché in un mistero.
Prima di ordinare, verificare le dimensioni del tubo, il fluido, la temperatura, il segnale di uscita e le condizioni del sito in modo che il modello e il tipo di trasduttore siano effettivamente adatti al lavoro. Se desideri una seconda opinione su una linea specifica,condividi i dettagli della tua pipa e del fluidoe ricevi un consiglio prima dell'installazione - la scelta giusta in anticipo è il primo passo verso una lettura su cui puoi fare affidamento.
Revisionato da un team di strumentazione con esperienza di messa in servizio sul campo in applicazioni idriche, HVAC e di processo. Laddove i valori variano in base al prodotto - lunghezza del tubo diritta-, soglie del segnale, definizioni di spaziatura - fare sempre riferimento al manuale del misuratore specifico.
