Miks ultraheli voolumõõturil esineb nullpunkti triiv?

Ultraheli voolumõõturi jaoksnullpunkti triivviitab olukorrale, kus arvesti näitab väikest voolukiirust isegi siis, kui toru peaks olema nullvooluga.

See nähtus on eriti olulineUltraheli läbimisaja voolumõõturid, kuna voolukiirus arvutatakse üles- ja allavoolu ultraheli läbimisaegade erinevuse põhjal. Ideaalses nullvoolu olukorras peaksid need kaks läbimisaega olema sisuliselt võrdsed. Praktikas võivad aga paigaldustingimuste, vedeliku tingimuste, toru vibratsiooni, signaali kvaliteedi ja elektrooniliste mõõtmisvigade tõttu esineda väikeseid erinevusi.

1. Toru ei pruugi tegelikult olla nullvooluga

Esimene asi, mida kontrollida, on see, kas toru on tõesti nullvooluga.

Väike vool võib siiski esineda järgmistel põhjustel:

• Ventiili leke
• Rõhuerinevused süsteemi kahe sektsiooni vahel
• Looduslik ringlus
• Soojaveesüsteemide termiline konvektsioon
• Möödaviikvool
• Pumba poolt esile kutsutud ringlus
• Jääkvool pärast pumba seiskumist

Näiteks võib voolumõõtur kuvada0,05 m/spärast pumba väljalülitamist. See ei tähenda tingimata, et voolumõõturil on nullpunkti probleem. Torus võib siiski liikuda väike kogus vedelikku.

SeetõttuNullpunkti kalibreerimist tuleks teha alles pärast seda, kui on veendunud, et toru on täielikult paigal ja vedelikuga täidetud.

2. Vale muunduri paigaldamine

Kinnitatavate ultraheli voolumõõturite puhul mõjutab muunduri paigaldamine oluliselt mõõtmise stabiilsust.

Probleemid võivad tekkida, kui:

• Muundurid pole korralikult joondatud.
• Anduri vahekaugus on vale.
• Kahel muunduril on erinevad ühendustingimused.
• Andurid on paigaldatud vale nurga all.
• Kinnituspind on saastunud või ebaühtlane.
• Valitud paigaldusviis ei vasta toru tegelikele tingimustele.

Need probleemid võivad põhjustada üles- ja allavoolu akustiliste signaalide erinevat käitumist.

Seetõttu võib voolumõõtur tuvastada väikese näilise läbimisaja erinevuse isegi siis, kui tegelikku voolu ei ole.

3. Toru vibratsioon võib põhjustada näiva voolusignaali

Mehaaniline vibratsioon on veel üks võimalik nullstabiilsuse põhjus.

Kui voolumõõtur on paigaldatud lähedale:

• Pumbad
• Kompressorid
• Suured mootorid
• Ventiilid
• Muud vibreerivad seadmed

Vibratsioon võib mõjutada anduri ja toru seina vahelist sidet.

See võib vastuvõetud ultrahelisignaali sisse lisada ka müra.

Tüüpiline sümptom on see, et kuvatav voolukiirus ei püsi stabiilselt nullil, vaid kõigub nulli ümber, näiteks:

0 → 0,03 → -0,02 → 0,05 → 0 m/s

Sellisel juhul ei pruugi nullpunkti korduv reguleerimine algpõhjust lahendada. Esmalt tuleks uurida paigalduskeskkonda.

4. Õhumullid võivad ultraheli signaali mõjutada

Õhumullid on üks levinumaid ebastabiilsete ultrahelimõõtmiste põhjuseid.

Kuna gaasi ja vedeliku akustilised omadused on väga erinevad, võivad mullid torus liikudes ultrahelisignaali hajutada ja nõrgendada.

See võib kaasa tuua:

• Vähenenud signaali tugevus
• Ebastabiilne signaali kvaliteet
• Vale transiidiaja tuvastamine
• Vahelduva voolu näidud
• Kõikuvad nullpunkti näidud

Seetõttu peaks toru ideaalis olematäielikult vedelikuga täidetudja muundureid ei tohiks paigaldada kohtadesse, kus õhk kipub kogunema.

5. Vedeliku temperatuuri muutused

Temperatuurimuutused võivad mõjutada ka nullpunkti stabiilsust.

Temperatuuri muutused muudavad vedeliku omadusi:

• Heli kiirus
• Tihedus
• Viskoossus

Samal ajal võib soojuspaisumine toru ja akustilise tee mõõtmeid veidi muuta.

Kuigi transiidiaja meetod tugineb suures osas üles- ja allavoolu liikumisaegade erinevusele, mitte absoluutsele helikiirusele, võivad olulised muutused töötingimustes siiski mõjutada signaali kvaliteeti ja mõõtmise stabiilsust.

See on eriti oluline rakendustes, mis hõlmavad kuuma vett, jahutusvett ja muid vedelikke, mille temperatuurikõikumised on suured.

6. Elektroonilised ja signaalitöötlusvead

Ultraheli voolumõõturiga mõõdetud läbimisaja erinevus võib olla äärmiselt väike, eriti madalate voolukiiruste korral.

Seetõttu peab mõõtesüsteem täpselt määrama väga väikesed erinevused ultraheli läbimisajas.

Sellised tegurid nagu:

• Elektrooniline müra
• Kella stabiilsus
• Signaali tuvastamine
• Temperatuuri mõju elektroonilistele komponentidele
• Signaalitöötlusalgoritmid
• Saatja vooluringi stabiilsus

võib mõjutada mõõtmist nullvoolupunkti lähedal.

See on üks põhjus, miks ultraheli voolumõõturi jõudlus sõltub mitte ainult selle muunduritest, vaid ka selle kvaliteedist.signaalitöötlus- ja ajamõõtmissüsteem.

7. Miks nullkalibreerimine pole alati õige lahendus

Levinud viga on kohe nullkalibreerimise tegemine alati, kui voolumõõtur näitab nullvoolu tingimustes väikest vooluhulka.

Oletame, et tegelik vooluhulk on null, aga arvesti kuvab pidevalt:

+0,08 m/s

Nullpunkti kalibreerimine võib kuvatud väärtuse edukalt vähendada ligikaudu nullini.

Kui tegelik põhjus on aga õhumullid, vibratsioon, anduri joondusviga või klapi leke, ei pruugi viga olla püsiv.

Näiteks võib näit muutuda järgmiselt:

+0,08 m/s → -0,03 m/s → +0,05 m/s

Sellisel juhul ei saa nullkalibreerimine algpõhjust kõrvaldada.

Parem tõrkeotsingu järjekord on järgmine:

Kinnitage nullvool → Kontrollige toru seisukorda → Kontrollige muunduri paigaldust → Kontrollige signaali tugevust → Kontrollige õhumullide ja vibratsiooni olemasolu → Kontrollige temperatuuritingimusi → Vajadusel tehke nullkalibreerimine

8. Kuidas eristada erinevat tüüpi nullpunkti probleeme

Ultraheli voolumõõturi nullpunkti triiv onmitte tingimata elektroonilise nullpunkti enda põhjustatud.

Paljudes reaalsetes rakendustes on see, mis näib olevat nullpunkti triiv, tegelikult mitmete tegurite kombinatsiooni tulemus.tegelik madal vooluhulk, anduri paigaldus, toru vibratsioon, õhumullid, temperatuurimuutused, signaali kvaliteet ja elektroonilise mõõtmise stabiilsus.

Seega ei ole õige lähenemine lihtsalt nullpunkti reguleerimine. Insener peaks kõigepealt kindlaks tegema, kas probleem pärinebtoru, vedelik, paigaldis, akustiline signaal või elektroonika.

Klambriga kinnitatavate ultraheli voolumõõturite puhul kontrollitakseSignaali tugevus, signaali stabiilsus, anduri vahekaugus, toru seisukord ja ühenduskvaliteeton eriti oluline enne nullpunkti kalibreerimist.