Waarom treedt er nulpuntdrift op bij een ultrasone flowmeter?

Voor een ultrasone debietmeter,nulpuntsdriftDit verwijst naar een situatie waarbij de meter een lage debiet aangeeft, zelfs wanneer de leiding een debiet van nul zou moeten hebben.

Dit fenomeen is met name belangrijk voortransittijd ultrasone debietmetersDit komt doordat het debiet wordt berekend aan de hand van het verschil tussen de ultrasone transittijden stroomopwaarts en stroomafwaarts. In een ideale situatie zonder debiet zouden de twee transittijden nagenoeg gelijk moeten zijn. In de praktijk kunnen er echter kleine verschillen optreden als gevolg van installatieomstandigheden, vloeistofcondities, pijptrillingen, signaalkwaliteit en elektronische meetfouten.

1. De leiding hoeft niet daadwerkelijk een nulstroom te hebben.

Het eerste wat je moet controleren, is of de leiding daadwerkelijk geen doorstroming meer heeft.

Er kan nog steeds een kleine waterstroom aanwezig zijn vanwege:

• Kleplekkage
• Drukverschillen tussen twee delen van het systeem
• Natuurlijke circulatie
• Thermische convectie in warmwatersystemen
• Omleidingsstroom
• Pompgeïnduceerde circulatie
• Reststroom nadat de pomp is gestopt

Een debietmeter kan bijvoorbeeld het volgende weergeven:0,05 m/sNadat de pomp is uitgeschakeld, betekent dit niet per se dat de debietmeter een nulpuntprobleem heeft. Er kan nog steeds een kleine hoeveelheid vloeistof door de leiding stromen.

Daarom,Nulpuntkalibratie mag alleen worden uitgevoerd nadat is bevestigd dat de buis volledig stilstaat en volledig met vloeistof is gevuld.

2. Onjuiste installatie van de transducer

Bij ultrasone debietmeters met klembevestiging heeft de installatie van de transducer een aanzienlijke invloed op de meetstabiliteit.

Er kunnen problemen ontstaan ​​als:

• De transducers zijn niet goed uitgelijnd.
• De afstand tussen de transducers is onjuist.
• De twee transducers hebben verschillende koppelingsvoorwaarden.
• De transducers zijn onder een verkeerde hoek gemonteerd.
• Het montageoppervlak is vervuild of oneffen.
• De geselecteerde installatiemodus komt niet overeen met de werkelijke leidingomstandigheden.

Deze problemen kunnen ertoe leiden dat de akoestische signalen stroomopwaarts en stroomafwaarts zich verschillend gedragen.

Hierdoor kan de debietmeter een klein schijnbaar verschil in doorlooptijd detecteren, zelfs wanneer er in werkelijkheid geen doorstroming is.

3. Pijptrillingen kunnen een schijnbaar stroomsignaal veroorzaken.

Mechanische trillingen zijn een andere mogelijke oorzaak van nul-instabiliteit.

Als de debietmeter in de buurt van het volgende is geïnstalleerd:

• Pompen
• Compressoren
• Grote motoren
• Kleppen
• Overige trilapparatuur

De trilling kan de koppeling tussen de transducer en de pijpwand beïnvloeden.

Het kan ook ruis introduceren in het ontvangen ultrasone signaal.

Het typische symptoom is dat de weergegeven stroomsnelheid niet stabiel op nul blijft, maar in plaats daarvan rond nul schommelt, bijvoorbeeld:

0 → 0,03 → -0,02 → 0,05 → 0 m/s

In deze situatie lost het herhaaldelijk aanpassen van het nulpunt het onderliggende probleem mogelijk niet op. De installatieomgeving moet eerst worden onderzocht.

4. Luchtbellen kunnen het ultrasone signaal beïnvloeden

Luchtbellen zijn een van de meest voorkomende oorzaken van instabiele ultrasone metingen.

Omdat de akoestische eigenschappen van gas en vloeistof sterk verschillen, kunnen bellen het ultrasone signaal verstrooien en verzwakken terwijl het door de buis reist.

Dit kan leiden tot:

• Verminderde signaalsterkte
• Instabiele signaalkwaliteit
• Onjuiste detectie van de transittijd
• Intermitterende debietmetingen
• Schommelende nulpuntsmetingen

Daarom zou de buis idealiter moeten zijnvolledig gevuld met vloeistofEn de transducers mogen niet worden geïnstalleerd op plaatsen waar zich lucht kan ophopen.

5. Veranderingen in de vloeistoftemperatuur

Temperatuurschommelingen kunnen ook de nulpuntsstabiliteit beïnvloeden.

Temperatuurveranderingen beïnvloeden de eigenschappen van de vloeistof:

• snelheid van het geluid
• Dikte
• Viscositeit

Tegelijkertijd kan thermische uitzetting de afmetingen van de buis en het akoestische pad enigszins veranderen.

Hoewel de transittijdmethode grotendeels gebaseerd is op het verschil tussen de reistijden stroomopwaarts en stroomafwaarts in plaats van de absolute geluidssnelheid, kunnen aanzienlijke veranderingen in de bedrijfsomstandigheden toch de signaalkwaliteit en de meetstabiliteit beïnvloeden.

Dit is met name relevant bij toepassingen met heet water, koelwater en andere vloeistoffen met grote temperatuurschommelingen.

6. Elektronische en signaalverwerkingsfouten

Het verschil in transittijd dat gemeten wordt met een ultrasone flowmeter kan extreem klein zijn, vooral bij lage stroomsnelheden.

Het meetsysteem moet daarom zeer kleine verschillen in ultrasone transittijd nauwkeurig kunnen bepalen.

Factoren zoals:

• Elektronische ruis
• Klokstabiliteit
• Signaaldetectie
• Temperatuureffecten op elektronische componenten
• Signaalverwerkingsalgoritmen
• Stabiliteit van het zendercircuit

kan de meting in de buurt van het nulpunt van de doorstroming beïnvloeden.

Dit is een van de redenen waarom de prestaties van een ultrasone flowmeter niet alleen afhangen van de transducers, maar ook van de kwaliteit van designaalverwerking en tijdmeetsysteem.

7. Waarom nulkalibratie niet altijd de juiste oplossing is

Een veelgemaakte fout is om direct een nulkalibratie uit te voeren wanneer de debietmeter een kleine debietwaarde aangeeft bij een debiet van nul.

Stel dat de werkelijke doorstroming nul is, maar de meter geeft steeds het volgende weer:

+0,08 m/s

Een nulkalibratie kan de weergegeven waarde met succes tot ongeveer nul reduceren.

Als de werkelijke oorzaak echter luchtbellen, trillingen, een verkeerde uitlijning van de transducer of een lekkage in de klep is, is de fout mogelijk niet constant.

De leeswijze kan bijvoorbeeld veranderen van:

+0,08 m/s → -0,03 m/s → +0,05 m/s

In dit geval kan nulkalibratie het onderliggende probleem niet verhelpen.

Een betere volgorde voor probleemoplossing is:

Controleer of er geen doorstroming is → Controleer de toestand van de leidingen → Controleer de installatie van de transducer → Controleer de signaalsterkte → Controleer op luchtbellen en trillingen → Controleer de temperatuur → Voer indien nodig een nulkalibratie uit

8. Hoe onderscheid je verschillende soorten nulpuntproblemen?

Nulpuntdrift in een ultrasone debietmeter isniet noodzakelijkerwijs veroorzaakt door het elektronische nulpunt zelf.

In veel praktijktoepassingen is wat lijkt op nulpuntsdrift in werkelijkheid het resultaat van een combinatie vanwerkelijke lage doorstroming, installatie van de transducer, pijptrillingen, luchtbellen, temperatuurschommelingen, signaalkwaliteit en stabiliteit van de elektronische meting.

De juiste aanpak is daarom niet simpelweg het nulpunt aanpassen. De ingenieur moet eerst vaststellen of het probleem ergens anders vandaan komt.pijp, vloeistof, installatie, akoestisch signaal of elektronica.

Bij ultrasone flowmeters met klembevestiging, controlerenSignaalsterkte, signaalstabiliteit, afstand tussen transducers, toestand van de leidingen en koppelingskwaliteitDit is met name belangrijk vóór het uitvoeren van de nulkalibratie.