Oblaganje cijevi je važan faktor koji treba uzeti u obzir prilikom instalacijeultrazvučni mjerač protoka sa stezaljkomIako su pretvarači montirani na vanjskoj strani cijevi, ultrazvučni signal mora proći kroz zid cijevi, a u mnogim slučajevima i kroz unutrašnju oblogu prije nego što dođe do tekućine.

Stoga, vrsta i debljina obloge cijevi mogu imati značajan utjecaj najačina signala, akustični prijenos, razmak pretvarača i stabilnost mjerenja.

1. Kako ultrazvučni signal putuje kroz obloženu cijev?

Za tipičan ultrazvučni mjerač protoka koji se pričvršćuje stezaljkama, ultrazvučni signal slijedi putanju sličnu:

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

Za razliku od umetnutog mjerača protoka, pretvarači ne dolaze u direktan kontakt s tekućinom.

Ultrazvučni signal mora proći kroz nekoliko različitih materijala prije nego što dođe do tekućine. Svaki materijal ima različita akustična svojstva, tako da signal može doživjeti refleksiju, refrakciju i slabljenje na granicama između materijala.

Zbog toga je potrebno uzeti u obzir oblogu cijevi tokom instalacije ultrazvučnog mjerača protoka.

2. Zašto je materijal obloge važan?

Različiti materijali za oblaganje imaju različiteakustična impedancija i brzina zvuka.

Uobičajeni materijali za oblaganje cijevi uključuju:

• PTFE
• Guma
• Tvrda guma
• Cementni malter
• Epoksid
• Plastika
• Ostali zaštitni premazi

Kada ultrazvučni val prelazi iz jednog materijala u drugi, dio njegove energije može se reflektirati na graničnoj površini.

Na primjer:

Zid cijevi → Obloga → Tečnost

Na svakoj granici, razlika u akustičnim svojstvima može utjecati na količinu ultrazvučne energije koja ulazi u sljedeći materijal.

Ako je akustična neusklađenost značajna, više energije se može reflektirati, a manje energije može doći do prijemnog pretvarača.

To može rezultirati:

Niža jačina signala i teže akustično mjerenje.

3. Zašto je debljina obloge bitna?

Debljina obloge je takođe važna.

Tanka obloga može imati relativno ograničen učinak, dok debela obloga može značajno povećati dužinu akustičnog puta kroz materijal obloge.

Kako ultrazvučni signal putuje kroz oblogu, dio njegove energije može biti oslabljen.

Stoga, na uslove mjerenja utiču:

Materijal obloge + Debljina obloge + Akustična svojstva

Zbog toga se dvije cijevi istog nominalnog promjera i istog vanjskog materijala mogu ponašati različito ako su im unutrašnje obloge različite.

Na primjer:

Cijev od ugljičnog čelika bez obloge

i

Cijev od ugljičnog čelika s debelom gumenom oblogom

mogu imati značajno različite karakteristike ultrazvučnog prenosa.

4. Zašto gumene i plastične obloge mogu biti izazovne?

Neki mekani materijali za obloge ili materijali za obloge s niskom brzinom zvuka mogu otežati ultrazvučno mjerenje stezaljkama.

Primjeri uključuju određene:

• Gumene obloge
• PTFE obloge
• Plastične obloge

Ultrazvučni talas može doživjeti veće slabljenje ili refleksiju pri prolasku kroz ove materijale.

Ovo može dovesti do:

• Smanjena jačina signala
• Povećane poteškoće u detekciji signala
• Uži raspon odgovarajućeg razmaka između pretvarača
• Veća osjetljivost na uslove instalacije

To ne znači da se obložene cijevi ne mogu mjeriti.

Umjesto toga, mjerač protoka treba biti pravilno odabran i konfiguriran prema stvarnim uvjetima cijevi i obloge.

5. Kako obloga cijevi utiče na razmak između pretvarača?

Kod ultrazvučnih mjerača protoka koji se pričvršćuju stezaljkama, razmak između pretvarača se obično izračunava na osnovu nekoliko parametara, uključujući:

• Prečnik cijevi
• Debljina zida cijevi
• Materijal cijevi
• Materijal za podstavu
• Debljina obloge
• Vrsta tekućine
• Temperatura tekućine
• Brzina ultrazvuka kroz različite materijale

Stoga, ako su informacije o oblogama unesene u mjerač protoka netačne, izračunati razmak pretvarača također može biti netačan.

Na primjer, ako stvarna cijev ima gumenu oblogu od 5 mm, ali je instrument konfiguriran kao neobložena čelična cijev, izračunata akustika možda neće točno odgovarati stvarnoj strukturi cijevi.

Ovo može otežati akviziciju signala i može utjecati na performanse mjerenja.

6. Može li mjerač protoka imati jak signal na obloženoj cijevi?

Da.

Obložena cijev ne znači automatski da će ultrazvučni signal biti slab.

Stvarna jačina signala zavisi od kombinovanog efekta:

Materijal cijevi + Debljina stijenke + Obloga + Tečnost + Pretvarač + Instalacija

Dobro osmišljena instalacija na obloženoj cijevi i dalje može osigurati stabilan i jak ultrazvučni signal.

Stoga, prisustvo obloge ne treba tretirati kao automatski pokazatelj da ultrazvučno mjerenje stezaljkama nije prikladno.

7. Kako mjehurići zraka mogu pogoršati problem?

Obložene cijevi mogu predstavljati još jedan potencijalni problem: nakupljanje zraka.

Ako cijev nije potpuno napunjena ili ako su u tekućini prisutni mjehurići zraka, ultrazvučni signal može biti značajno oslabljen ili raspršen.

Kombinovano stanje:

Debela obloga + Mjehurići zraka + Loše spajanje

može posebno otežati prenos ultrazvučnog signala.

Stoga bi idealno bilo odabrati lokaciju za instalaciju napotpuno ispunjen dio cijevi, dalje od mjesta gdje se može nakupljati zrak.

8. Kako bi inženjeri trebali procijeniti obloženu cijev?

Prije ugradnje ultrazvučnog mjerača protoka sa stezaljkama, preporučuje se prikupljanje sljedećih informacija:

1. Vanjski promjer cijevi
2. Debljina zida cijevi
3. Materijal cijevi
4. Materijal za podstavu
5. Debljina obloge
6. Vrsta tekućine
7. Temperatura tekućine
8. Očekivana brzina protoka
9. Stanje cijevi
10. Dostupna dužina ravne cijevi

Ove informacije omogućavaju mjeraču protoka da odredi prikladniju akustičnu konfiguraciju i razmak između pretvarača.

Za teške primjene, stvarno testiranje na licu mjesta može biti korisno i prije konačne instalacije.

9. Koji su tipični simptomi problema vezanog za oblogu?

Akustični problem povezan s oblogom može se pojaviti kao:

• Niska jačina signala
• Nestabilna jačina signala
• Teškoće u primanju ultrazvučnog signala
• Netačna ili nestabilna očitanja protoka
• Često gubljenje signala
• Jaka osjetljivost na položaj pretvarača

Međutim, ovi simptomi ne znače nužno da je sama sluznica jedini uzrok.

Slični simptomi mogu biti posljedica i:

• Loše spajanje pretvarača
• Nepravilan razmak pretvarača
• Prekomjerna debljina stijenke cijevi
• Mjehurići zraka
• Netačni parametri cijevi
• Korozija površine cijevi
• Vibracije cijevi

Stoga, prilikom rješavanja problema treba uzeti u obzir cijeli akustični put, a ne fokusirati se samo na oblogu.

Obloga cijevi utiče na ultrazvučno mjerenje protoka stezaljkama jer ultrazvučni signal mora proći krozzid cijevi i obloga prije ulaska u tekućinu.

Materijal i debljina obloge mogu utjecati na prijenos zvuka, slabljenje signala, refleksiju i potreban razmak između pretvarača.

Ključni faktori se mogu sažeti kao:

Materijal cijevi + Debljina stijenke + Materijal obloge + Debljina obloge + Svojstva tekućine → Prijenos zvuka → Kvalitet signala → Stabilnost mjerenja

Stoga, prilikom odabira i ugradnje ultrazvučnog mjerača protoka sa stezaljkama, oblogu cijevi uvijek treba tretirati kao važan dio akustičkog mjernog puta.

Obložena cijev ne mora nužno spriječiti ultrazvučno mjerenje, aliMaterijal i debljina obloge moraju se pravilno uzeti u obzir prilikom odabira mjerača protoka, konfiguracije parametara i instalacije pretvarača.