Voor eenultrasone debietmeter met klembevestiging en transittijdmetingDe signaalsterkte is een van de meest bruikbare diagnostische parameters. Er bestaat echter een veelvoorkomend misverstand:

Een hoge signaalsterkte betekent niet per se een hoge meetnauwkeurigheid, en een lage signaalsterkte betekent niet per se dat de debietmeter defect is.

De signaalsterkte geeft voornamelijk aan hoe effectief het ultrasone signaal zich door de buis en vloeistof voortplant en hoe goed het door de andere transducer wordt ontvangen.

1. Wat is signaalsterkte?

Simpel gezegd,De signaalsterkte geeft de sterkte aan van het ultrasone signaal dat door de debietmeter wordt ontvangen..

Voor een ultrasone flowmeter met klembevestiging is het akoestische pad ongeveer:

Transducer → Pijpwand → Bekleding → Vloeistof → Bekleding → Pijpwand → Transducer

De zender genereert een ultrasoon signaal dat door de pijpwand en de vloeistof reist voordat het de ontvangende transducer bereikt.

Als de akoestische energie met relatief weinig verlies wordt overgedragen, zal het ontvangen signaal sterker zijn. Als het signaal aanzienlijke verzwakking, reflectie of verstrooiing ondervindt, zal het ontvangen signaal zwakker worden.

2. Welke factoren beïnvloeden de signaalsterkte?

Verschillende factoren kunnen het ontvangen ultrasone signaal aanzienlijk beïnvloeden.

2.1 Pijpmateriaal

Verschillende pijpmaterialen hebben verschillende akoestische eigenschappen.

Veelvoorkomende voorbeelden zijn:

• Koolstofstaal
• Roestvrij staal
• Gietijzer
• PVC
• HDPE
• Cementbeklede buis

Ultrasone energie gedraagt ​​zich anders wanneer deze door verschillende materialen gaat. Daarom kan dezelfde debietmeter verschillende signaalsterktes weergeven wanneer deze op verschillende soorten leidingen is geïnstalleerd.

2.2 Wanddikte van de pijp

De wanddikte van de buis is met name belangrijk voor ultrasone debietmetingen met een klemsysteem.

Over het algemeen geldt: hoe dikker de buiswand, hoe meer materiaal het ultrasone signaal moet passeren, wat de akoestische demping kan verhogen.

Dit kan met name belangrijk worden voor:

Pijpen met een grote diameter en dikke wanden

Daarom is de pijpdiameter alleen niet voldoende voor de selectie van een ultrasone debietmeter.

Bijvoorbeeld, in plaats van alleen het volgende te verstrekken:

Pijpmaat: DN500

Het is veel nuttiger om het volgende te verstrekken:

Pijpmateriaal + Buitendiameter + Wanddikte + Bekledingsmateriaal

2.3 Pijpleidingbekleding

De bekleding van leidingen kan een aanzienlijk effect hebben op de signaalsterkte.

Veelgebruikte bekledingsmaterialen zijn onder andere:

• PTFE
• Rubber
• Cement
• Epoxy
• Plastic

Het ultrasone signaal moet mogelijk door het volgende heen:

Transducer → Pijpwand → Bekleding → Vloeistof

Als de akoestische eigenschappen van de bekleding aanzienlijk verschillen van die van de pijp en de vloeistof, kunnen er extra akoestische verliezen optreden.

Het is dus niet altijd voldoende om te weten dat een buis van "staal" is. Ook het type en de dikte van de binnenbekleding moeten in overweging worden genomen.

3. Waarom verminderen luchtbellen de signaalsterkte?

Luchtbellen zijn een van de meest voorkomende oorzaken van zwakke of instabiele ultrasone signalen.

Omdat gas en vloeistof zeer verschillende akoestische eigenschappen hebben, kunnen bellen ultrasone golven verstrooien en weerkaatsen.

Zonder noemenswaardige luchtbellen:

Ultrasoon signaal → Vloeistof → Ontvangende transducer

Met luchtbellen:

Ultrasoon signaal → Bellen → Verstrooiing/Reflectie → Energieverlies → Zwakker ontvangen signaal

Als gevolg hiervan kunnen overmatige luchtbellen de volgende problemen veroorzaken:

• Verminderde signaalsterkte
• Instabiele debietmetingen
• Intermitterend signaalverlies
• Slechte meetstabiliteit

Daarom moet de technicus, wanneer de signaalsterkte plotseling afneemt, niet alleen de transducers controleren, maar ook onderzoeken of er lucht in de leiding aanwezig is.

4. Transducerkoppeling is ook cruciaal.

Bij een ultrasone debietmeter met klembevestiging komt de transducer niet rechtstreeks in contact met de vloeistof. Het ultrasone signaal moet door de pijpwand heen.

Het koppelingspad kan als volgt worden vereenvoudigd:

Transducer → Koppelmiddel → Pijpwand

Slechte koppeling kan de signaalsterkte aanzienlijk verminderen.

Typische oorzaken zijn onder andere:

• Onvoldoende koppelingsverbinding
• Ongelijkmatige koppeling
• Roest of corrosie op het pijpoppervlak
• Dikke verf of coating
• Ruw pijpoppervlak
• Losse transducers
• Transducers die van hun oorspronkelijke positie zijn verschoven.

Een goede oppervlaktevoorbereiding en een goed mechanisch contact tussen de transducer en de buis zijn daarom essentieel voor een betrouwbare ultrasone transmissie.

5. Betekent een hoge signaalsterkte een hoge nauwkeurigheid?

Niet per se.

Dit is een van de belangrijkste punten om te begrijpen.

De signaalsterkte vertelt ons voornamelijk het volgende:

"Kan de debietmeter een voldoende sterk ultrasoon signaal ontvangen?"

Meetnauwkeurigheid daarentegen vraagt:

"Hoe dicht ligt de gemeten debietwaarde bij de werkelijke debietwaarde?"

Dit zijn twee verschillende dingen.

Bijvoorbeeld:

Geval A

Signaalsterkte: Hoog

Maar de transducers zijn op een ongunstige locatie geïnstalleerd en het stromingsprofiel is aanzienlijk verstoord.

→ Het signaal kan sterk zijn, maar de meting kan nog steeds een fout bevatten.

Geval B

Signaalsterkte: Matig

Maar de transducers zijn correct geïnstalleerd, de leidingomstandigheden zijn geschikt en het signaal is stabiel.

→ De debietmeter kan nog steeds goede meetresultaten behalen.

Daarom:

Hoge signaalsterkte ≠ hoge nauwkeurigheid

6. Hoe laag is te laag?

Er bestaat geen universele signaalsterktewaarde die op elke ultrasone flowmeter van toepassing is.

Verschillende fabrikanten kunnen de signaalsterkte op verschillende manieren definiëren en weergeven, bijvoorbeeld:

• Signaalsterkte %
• Signaalsterkte in dB
• Signaalkwaliteit
• SNR
• Ontvangen signaalniveau

Deze parameters zijn aan elkaar gerelateerd, maar ze zijnNiet per se direct vergelijkbaar tussen verschillende fabrikanten of modellen..

Voor een specifieke debietmeter dient u de handleiding van de fabrikant en de interne specificaties van het instrument als referentie te gebruiken.

7. Signaalsterkte versus SNR

Voor een beter begrip is het ook belangrijk om onderscheid te maken.SignaalsterktevanSNR (Signaal-ruisverhouding).

Signaalsterktebeschrijft hoofdzakelijk:

Hoe sterk het ontvangen ultrasone signaal is.

SNRbeschrijft:

Hoe sterk het nuttige signaal is ten opzichte van de achtergrondruis.

Een debietmeter kan bijvoorbeeld een relatief sterk signaal ontvangen, maar als de elektrische of mechanische ruis ook hoog is, kan de signaal-ruisverhouding (SNR) alsnog slecht zijn.

Daarom, wanneer het instrument parameters levert zoals:

Signaalsterkte + SNR + Signaalkwaliteit

Idealiter zouden ze samen beoordeeld moeten worden.

8. Hoe kan signaalsterkte worden gebruikt bij het oplossen van problemen?

Een praktische aanpak voor het oplossen van problemen is om zowel deniveau en stabiliteitvan het signaal.

Stabiel en relatief sterk signaal

Dit duidt er over het algemeen op dat:

• De transducers zijn goed gekoppeld.
• Het akoestische pad is acceptabel.
• Het ontvangstsignaal is stabiel.

De meetnauwkeurigheid moet echter nog afzonderlijk worden geëvalueerd.

Zeer zwak signaal

Controleer het volgende:

1. Transducerinstallatie
2. koppelingsverbinding
3. Oppervlakteconditie van de pijp
4. Wanddikte van de pijp
5. Pijpleidingbekleding
6. Luchtbellen
7. Of de pijp volledig vol is
8. Transducerafstand
9. Transducerselectie
10. Pijp- en vloeistofparameters die in de debietmeter worden ingevoerd

De signaalsterkte neemt plotseling af.

Besteed bijzondere aandacht aan:

• Luchtbellen die de buis binnenkomen
• Losse transducers
• Verslechterde koppeling
• Wijzigingen in de bedrijfsomstandigheden
• Aanzienlijke veranderingen in de vloeistoftemperatuur
• Pijptrilling

9. Signaalsterkte is meer een indicator voor de akoestische gezondheid.

Uiteindelijk,De signaalsterkte moet worden beschouwd als een akoestische diagnostische indicator, en niet als een directe nauwkeurigheidsindicator..

Het helpt bij het beantwoorden van de vraag:

"Wordt het ultrasone signaal correct door de leiding en vloeistof verzonden en ontvangen?"

Het geeft op zichzelf geen antwoord:

“Is de debietmeting nauwkeurig?”

Bij een goede evaluatie moet rekening worden gehouden met meerdere factoren:

Signaalsterkte + SNR/signaalkwaliteit + transducerinstallatie + leidingconditie + vloeistofconditie + stromingsprofiel + kalibratie

Daarom geldt in praktische technische toepassingen:De signaalsterkte is vooral nuttig voor installatieverificatie, het oplossen van problemen en het bewaken van de akoestische conditie van het meetsysteem – niet als een op zichzelf staande specificatie voor meetnauwkeurigheid.