ZaUltrazvučni mjerač protoka s pričvrsnim stezaljkama, jačina signala je jedan od najkorisnijih dijagnostičkih parametara. Međutim, postoji često pogrešno shvatanje:

Visoka jačina signala ne mora nužno značiti visoku tačnost mjerenja, a niska jačina signala ne mora nužno značiti da je mjerač protoka neispravan.

Jačina signala nam uglavnom govori koliko efikasno ultrazvučni signal putuje kroz cijev i tekućinu i koliko ga dobro prima suprotni pretvarač.

1. Šta je jačina signala?

Jednostavno rečeno,Jačina signala označava jačinu ultrazvučnog signala koji prima mjerač protoka.

Za ultrazvučni mjerač protoka sa stezaljkama, akustični put je približno:

Pretvarač → Zid cijevi → Obloga → Tečnost → Obloga → Zid cijevi → Pretvarač

Predajnik generira ultrazvučni signal koji putuje kroz zid cijevi i tekućinu prije nego što stigne do prijemnog pretvarača.

Ako se akustična energija prenosi s relativno malim gubitkom, primljeni signal će biti jači. Ako signal doživi značajno slabljenje, refleksiju ili raspršenje, primljeni signal će postati slabiji.

2. Koji faktori utiču na jačinu signala?

Nekoliko faktora može značajno uticati na primljeni ultrazvučni signal.

2.1 Materijal cijevi

Različiti materijali cijevi imaju različita akustična svojstva.

Uobičajeni primjeri uključuju:

• Ugljični čelik
• Nehrđajući čelik
• Lijevano željezo
• PVC
• HDPE
• Cijev obložena cementom

Ultrazvučna energija se ponaša različito pri prolasku kroz različite materijale. Stoga, isti mjerač protoka može pokazivati ​​različite jačine signala kada je instaliran na različitim vrstama cijevi.

2.2 Debljina stijenke cijevi

Debljina stijenke cijevi je posebno važna za ultrazvučno mjerenje protoka pomoću stezaljki.

Općenito, što je deblji zid cijevi, to je veća količina materijala kroz koji ultrazvučni signal mora proći, što može povećati akustičnu atenuaciju.

Ovo može postati posebno važno za:

Cijevi velikog promjera i debelih zidova

Stoga, sama veličina cijevi nije dovoljna za odabir ultrazvučnog mjerača protoka.

Na primjer, umjesto da se navede samo:

Veličina cijevi: DN500

Mnogo je korisnije obezbijediti:

Materijal cijevi + Vanjski promjer + Debljina stijenke + Materijal obloge

2.3 Oblaganje cijevi

Obloga cijevi može imati značajan utjecaj na jačinu signala.

Uobičajeni materijali za oblaganje uključuju:

• PTFE
• Guma
• Cement
• Epoksid
• Plastika

Ultrazvučni signal može morati proći kroz:

Pretvarač → Zid cijevi → Obloga → Tečnost

Ako se akustična svojstva obloge značajno razlikuju od svojstava cijevi i tekućine, mogu se pojaviti dodatni akustični gubici.

Stoga, nije uvijek dovoljno znati da je cijev "čelična". Treba uzeti u obzir i vrstu i debljinu unutrašnje obloge.

3. Zašto mjehurići zraka smanjuju jačinu signala?

Mjehurići zraka su jedan od najčešćih uzroka slabih ili nestabilnih ultrazvučnih signala.

Budući da plin i tekućina imaju vrlo različita akustična svojstva, mjehurići mogu raspršivati ​​i reflektirati ultrazvučne valove.

Bez značajnih mjehurića zraka:

Ultrazvučni signal → Tečnost → Prijemni pretvarač

Sa mjehurićima zraka:

Ultrazvučni signal → Mjehurići → Raspršenje/Refleksija → Gubitak energije → Slabiji primljeni signal

Kao rezultat toga, prekomjerni mjehurići zraka mogu uzrokovati:

• Smanjena jačina signala
• Nestabilna očitanja protoka
• Povremeni gubitak signala
• Slaba stabilnost mjerenja

Stoga, kada jačina signala naglo opadne, inženjer ne bi trebao samo provjeriti pretvarače, već i istražiti da li je u cijevi prisutan zrak.

4. Spajanje pretvarača je također ključno

Kod ultrazvučnog mjerača protoka koji se pričvršćuje stezaljkama, pretvarač ne dolazi u direktan kontakt s tekućinom. Ultrazvučni signal mora proći kroz stijenku cijevi.

Put spajanja može se pojednostaviti kao:

Pretvarač → Spojnica → Zid cijevi

Loše spajanje može značajno smanjiti jačinu signala.

Tipični uzroci uključuju:

• Nedovoljno spojnog sredstva
• Neravnomjerno spajanje
• Rđa ili korozija na površini cijevi
• Debela boja ili premaz
• Gruba površina cijevi
• Labavi pretvarači
• Pretvarači koji su pomjereni sa svog prvobitnog položaja

Stoga su pravilna priprema površine i dobar mehanički kontakt između pretvarača i cijevi neophodni za pouzdan ultrazvučni prijenos.

5. Da li visoka jačina signala znači visoku tačnost?

Ne nužno.

Ovo je jedna od najvažnijih tačaka koje treba razumjeti.

Jačina signala nam uglavnom govori:

"Može li mjerač protoka primiti dovoljno jak ultrazvučni signal?"

S druge strane, tačnost mjerenja zahtijeva:

"Koliko je izmjereni protok blizak stvarnom protoku?"

To su dvije različite stvari.

Na primjer:

Slučaj A

Jačina signala: Visoka

Ali pretvarači su instalirani na lošoj lokaciji i profil protoka je značajno iskrivljen.

→ Signal može biti jak, ali mjerenje i dalje može imati grešku.

Slučaj B

Jačina signala: Umjerena

Ali pretvarači su ispravno instalirani, uslovi cijevi su odgovarajući i signal je stabilan.

→ Mjerač protoka i dalje može postići dobre mjerne performanse.

Stoga:

Visoka jačina signala ≠ Visoka tačnost

6. Koliko nisko je prenisko?

Ne postoji univerzalna vrijednost jačine signala koja se može primijeniti na svaki ultrazvučni mjerač protoka.

Različiti proizvođači mogu različito definirati i prikazivati ​​jačinu signala, na primjer:

• Jačina signala %
• Jačina signala u dB
• Kvalitet signala
• SNR (signal šum)
• Nivo primljenog signala

Ovi parametri su povezani, ali sunije nužno direktno uporedivo između različitih proizvođača ili modela.

Za određeni mjerač protoka, kao referencu treba koristiti priručnik proizvođača i internu definiciju instrumenta.

7. Jačina signala u odnosu na SNR

Za detaljnije razumijevanje, važno je također razlikovatiJačina signalaodSNR (odnos signala i šuma).

Jačina signalauglavnom opisuje:

Koliko je jak primljeni ultrazvučni signal.

SNR (signal šum)opisuje:

Koliko je koristan signal jak u odnosu na pozadinsku buku.

Na primjer, mjerač protoka može primiti relativno jak signal, ali ako je električni ili mehanički šum također visok, SNR i dalje može biti loš.

Stoga, kada instrument pruža parametre kao što su:

Jačina signala + SNR + Kvalitet signala

Idealno bi ih bilo procijeniti zajedno.

8. Kako se jačina signala može koristiti za rješavanje problema?

Praktičan pristup rješavanju problema je posmatranje obanivo i stabilnostsignala.

Stabilan i relativno jak signal

Ovo generalno ukazuje na to da:

• Pretvarači su dobro povezani
• Akustični put je prihvatljiv
• Prijemni signal je stabilan

Međutim, tačnost mjerenja i dalje treba zasebno procijeniti.

Veoma slab signal

Provjerite sljedeće:

1. Instalacija pretvarača
2. Spojno sredstvo
3. Stanje površine cijevi
4. Debljina zida cijevi
5. Oblaganje cijevi
6. Mjehurići zraka
7. Da li je cijev potpuno puna
8. Razmak između pretvarača
9. Izbor pretvarača
10. Parametri cijevi i fluida uneseni u mjerač protoka

Jačina signala naglo opada

Obratite posebnu pažnju na:

• Mjehurići zraka ulaze u cijev
• Labavi pretvarači
• Pogoršana spojnica
• Promjene u radnim uslovima
• Značajne promjene temperature fluida
• Vibracije cijevi

9. Jačina signala je više akustični indikator zdravlja

U konačnici,Jačinu signala treba smatrati akustičnim dijagnostičkim indikatorom, a ne direktnim indikatorom tačnosti..

Pomaže u odgovoru na pitanje:

"Da li ultrazvučni signal putuje kroz cijev i tekućinu i da li se ispravno prima?"

Samo po sebi ne odgovara na:

"Je li mjerenje protoka tačno?"

Pravilna procjena treba uzeti u obzir više faktora:

Jačina signala + SNR/Kvalitet signala + Instalacija pretvarača + Stanje cijevi + Stanje fluida + Profil protoka + Kalibracija

Stoga, u praktičnim inženjerskim primjenama,Jačina signala je prvenstveno korisna za verifikaciju instalacije, rješavanje problema i praćenje akustičkog stanja mjernog sistema, a ne kao samostalna specifikacija za tačnost mjerenja.