Заултразвуков разходомер с пристягащо устройство за измерване на времето за преминаванеСилата на сигнала е един от най-полезните диагностични параметри. Съществува обаче едно често срещано недоразумение:

Високата сила на сигнала не означава непременно висока точност на измерване, а ниската сила на сигнала не означава непременно, че разходомерът е дефектен.

Силата на сигнала ни показва главно колко ефективно ултразвуковият сигнал преминава през тръбата и течността и колко добре се приема от противоположния преобразувател.

1. Какво е силата на сигнала?

Казано по-просто,Силата на сигнала показва силата на ултразвуковия сигнал, приеман от разходомера.

За ултразвуков разходомер с клещи, акустичният път е приблизително:

Преобразувател → Стена на тръбата → Облицовка → Течност → Облицовка → Стена на тръбата → Преобразувател

Предавателят генерира ултразвуков сигнал, който преминава през стената на тръбата и течността, преди да достигне приемащия преобразувател.

Ако акустичната енергия се предава с относително малки загуби, приеманият сигнал ще бъде по-силен. Ако сигналът претърпи значително затихване, отражение или разсейване, приеманият сигнал ще отслабне.

2. Какви фактори влияят върху силата на сигнала?

Няколко фактора могат значително да повлияят на получения ултразвуков сигнал.

2.1 Материал на тръбата

Различните материали за тръби имат различни акустични свойства.

Често срещани примери включват:

• Въглеродна стомана
• Неръждаема стомана
• Чугун
• ПВЦ
• HDPE
• Тръба с циментова облицовка

Ултразвуковата енергия се държи различно при преминаване през различни материали. Следователно, един и същ разходомер може да показва различна сила на сигнала, когато е инсталиран на различни видове тръби.

2.2 Дебелина на стената на тръбата

Дебелината на стената на тръбата е особено важна за измерване на потока с ултразвукови скоби.

Като цяло, колкото по-дебела е стената на тръбата, толкова по-голямо количество материал трябва да премине през ултразвуковия сигнал, което може да увеличи акустичното затихване.

Това може да стане особено важно за:

Тръби с голям диаметър и дебели стени

Следователно, само размерът на тръбата не е достатъчен за избор на ултразвуков разходомер.

Например, вместо да предоставяте само:

Размер на тръбата: DN500

Много по-полезно е да се осигури:

Материал на тръбата + Външен диаметър + Дебелина на стената + Материал на облицовката

2.3 Облицовка на тръбите

Облицовката на тръбите може да окаже значително влияние върху силата на сигнала.

Често срещаните материали за облицовка включват:

• ПТФЕ
• Каучук
• Цимент
• Епоксидна смола
• Пластмаса

Ултразвуковият сигнал може да се нуждае от преминаване през:

Преобразувател → Стена на тръбата → Облицовка → Течност

Ако акустичните свойства на облицовката се различават значително от тези на тръбата и течността, могат да възникнат допълнителни акустични загуби.

Следователно, знанието, че една тръба е „стоманена“, не винаги е достатъчно. Трябва да се вземат предвид и видът и дебелината на вътрешната облицовка.

3. Защо въздушните мехурчета намаляват силата на сигнала?

Въздушните мехурчета са една от най-честите причини за слаби или нестабилни ултразвукови сигнали.

Тъй като газът и течността имат много различни акустични свойства, мехурчетата могат да разсейват и отразяват ултразвуковите вълни.

Без значителни въздушни мехурчета:

Ултразвуков сигнал → Течност → Приемащ преобразувател

С въздушни мехурчета:

Ултразвуков сигнал → Мехурчета → Разсейване/Отражение → Загуба на енергия → По-слаб приет сигнал

В резултат на това, прекомерните въздушни мехурчета могат да причинят:

• Намалена сила на сигнала
• Нестабилни показания на потока
• Периодична загуба на сигнал
• Лоша стабилност на измерването

Следователно, когато силата на сигнала внезапно намалее, инженерът трябва не само да провери преобразувателите, но и да проучи дали в тръбата има въздух.

4. Свързването на преобразувателя също е критично

При ултразвуков разходомер с клещи, преобразувателят не е в директен контакт с течността. Ултразвуковият сигнал трябва да премине през стената на тръбата.

Пътят на свързване може да бъде опростен като:

Преобразувател → Свързващо съединение → Стена на тръбата

Лошото свързване може значително да намали силата на сигнала.

Типичните причини включват:

• Недостатъчно свързващо съединение
• Неравномерно свързване
• Ръжда или корозия по повърхността на тръбата
• Дебела боя или покритие
• Груба повърхност на тръбата
• Разхлабени преобразуватели
• Преобразуватели, които са се изместили от първоначалното си положение

Следователно правилната подготовка на повърхността и добрият механичен контакт между преобразувателя и тръбата са от съществено значение за надеждното ултразвуково предаване.

5. Високата сила на сигнала означава ли висока точност?

Не е задължително.

Това е един от най-важните моменти, които трябва да се разберат.

Силата на сигнала ни казва главно:

„Може ли разходомерът да приема достатъчно силен ултразвуков сигнал?“

Точността на измерването, от друга страна, изисква:

„Колко близо е измереният дебит до действителния дебит?“

Това са две различни неща.

Например:

Случай А

Сила на сигнала: Висока

Но преобразувателите са инсталирани на неподходящо място и профилът на потока е значително изкривен.

→ Сигналът може да е силен, но измерването все пак може да има грешка.

Случай Б

Сила на сигнала: Умерена

Но преобразувателите са правилно инсталирани, условията на тръбата са подходящи и сигналът е стабилен.

→ Разходомерът може все още да постига добри измервателни показатели.

Следователно:

Висока сила на сигнала ≠ Висока точност

6. Колко ниско е твърде ниско?

Няма универсална стойност за силата на сигнала, която може да се приложи към всеки ултразвуков разходомер.

Различните производители могат да дефинират и показват силата на сигнала по различен начин, например:

• Сила на сигнала %
• Сила на сигнала в dB
• Качество на сигнала
• Сигнал/шум (SNR)
• Ниво на получения сигнал

Тези параметри са свързани, но те сане е задължително директно да се сравняват между различните производители или модели.

За конкретен разходомер, ръководството на производителя и вътрешното определение на уреда трябва да се използват като отправна точка.

7. Сила на сигнала спрямо SNR

За по-задълбочено разбиране е важно също да се прави разликаСила на сигналаотСъотношение сигнал/шум (SNR).

Сила на сигналаописва главно:

Колко силен е полученият ултразвуков сигнал.

Сигнал/шум (SNR)описва:

Колко силен е полезният сигнал спрямо фоновия шум.

Например, разходомерът може да получава относително силен сигнал, но ако електрическият или механичният шум също е висок, съотношението сигнал/шум (SNR) може все още да е лошо.

Следователно, когато инструментът предоставя параметри като:

Сила на сигнала + SNR + Качество на сигнала

В идеалния случай те трябва да бъдат оценявани заедно.

8. Как може да се използва силата на сигнала за отстраняване на неизправности?

Практическият подход за отстраняване на неизправности е да се наблюдават и дветениво и стабилностна сигнала.

Стабилен и сравнително силен сигнал

Това обикновено показва, че:

• Преобразувателите са добре свързани
• Акустичният път е приемлив
• Приеманият сигнал е стабилен

Въпреки това, точността на измерването все още трябва да се оцени отделно.

Много слаб сигнал

Проверете следното:

1. Монтаж на преобразувател
2. Свързващо съединение
3. Състояние на повърхността на тръбата
4. Дебелина на стената на тръбата
5. Облицовка на тръби
6. Въздушни мехурчета
7. Дали тръбата е напълно пълна
8. Разстояние между преобразувателите
9. Избор на преобразувател
10. Параметри на тръбите и флуидите, въведени в разходомера

Силата на сигнала внезапно намалява

Обърнете специално внимание на:

• Въздушни мехурчета, влизащи в тръбата
• Разхлабени преобразуватели
• Влошено съединяване
• Промени в условията на работа
• Значителни промени в температурата на флуида
• Вибрации на тръбите

9. Силата на сигнала е по-скоро акустичен индикатор за състоянието му.

В крайна сметка,Силата на сигнала трябва да се разглежда като акустичен диагностичен индикатор, а не като директен индикатор за точност.

Помага да се отговори на въпроса:

„Ултразвуковият сигнал преминава ли през тръбата и течността и приема ли се правилно?“

Само по себе си не дава отговор:

„Точно ли е измерването на потока?“

Правилната оценка трябва да вземе предвид множество фактори:

Сила на сигнала + SNR/Качество на сигнала + Монтаж на преобразувателя + Състояние на тръбата + Състояние на флуида + Профил на потока + Калибриране

Следователно, в практическите инженерни приложения,Силата на сигнала е полезна предимно за проверка на инсталацията, отстраняване на неизправности и наблюдение на акустичното състояние на измервателната система, а не като самостоятелна спецификация за точност на измерването.