Zaultrazvučni mjerač protoka s pričvrsnim stezaljkama, jačina signala jedan je od najkorisnijih dijagnostičkih parametara. Međutim, postoji česta zabluda:

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

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

1. Što je jačina signala?

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

Za ultrazvučni mjerač protoka s pričvrsnim stezaljkama, akustični put je približno:

Pretvornik → Zid cijevi → Obloga → Tekućina → Obloga → Zid cijevi → Pretvornik

Odašiljač generira ultrazvučni signal koji putuje kroz stijenku cijevi i tekućinu prije nego što dođe do prijemnog pretvarača.

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

2. Koji čimbenici utječu na jačinu signala?

Nekoliko čimbenika može značajno utjecati 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 ponaša se 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 posebno je važna za ultrazvučno mjerenje protoka pomoću stezaljki.

Općenito, što je deblja stijenka cijevi, to je veća količina materijala kroz koju ultrazvučni signal mora proći, što može povećati akustičko prigušenje.

To može postati posebno važno za:

Cijevi velikog promjera i debelih stijenki

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

Na primjer, umjesto da se navede samo:

Veličina cijevi: DN500

Mnogo je korisnije osigurati:

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 možda treba proći kroz:

Pretvornik → Zid cijevi → Obloga → Tekućina

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 unutarnje obloge.

3. Zašto mjehurići zraka smanjuju jačinu signala?

Mjehurići zraka jedan su 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 → Tekućina → Prijemni pretvarač

S 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 padne, inženjer ne bi trebao samo provjeriti pretvarače, već i istražiti ima li zraka u cijevi.

4. Spajanje pretvarača je također ključno

Kod ultrazvučnog mjerača protoka s pričvrsnom stezaljkom, pretvornik ne dolazi u izravan kontakt s tekućinom. Ultrazvučni signal mora proći kroz stijenku cijevi.

Put spajanja može se pojednostaviti kao:

Pretvornik → Spojna masa → Stijenka cijevi

Loše spajanje može značajno smanjiti jačinu signala.

Tipični uzroci uključuju:

• Nedovoljno spoja za spajanje
• Neravnomjerno spajanje
• Hrđa ili korozija na površini cijevi
• Debela boja ili premaz
• Gruba površina cijevi
• Labavi pretvarači
• Pretvarači koji su se pomaknuli iz svog izvornog položaja

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

5. Znači li visoka jačina signala visoku točnost?

Ne nužno.

Ovo je jedna od najvažnijih točaka koje treba razumjeti.

Jačina signala nam uglavnom govori:

„Može li mjerač protoka primiti dovoljno jak ultrazvučni signal?“

S druge strane, točnost mjerenja zahtijeva:

„Koliko je izmjereni protok blizak stvarnom protoku?“

To su dvije različite stvari.

Na primjer:

Slučaj A

Jačina signala: Visoka

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

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

Slučaj B

Jačina signala: Umjerena

Ali pretvarači su ispravno instalirani, uvjeti u cijevima su prikladni i signal je stabilan.

→ Mjerač protoka i dalje može postići dobre mjerne performanse.

Stoga:

Visoka jačina signala ≠ Visoka točnost

6. Koliko je nisko 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
• Kvaliteta signala
• SNR
• Razina primljenog signala

Ovi parametri su povezani, ali sunije nužno izravno usporedivo 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 dublje razumijevanje, važno je također razlikovatiJačina signalaizSNR (omjer signala i šuma).

Jačina signalauglavnom opisuje:

Koliko je jak primljeni ultrazvučni signal.

SNRopisuje:

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, omjer signal-šum (SNR) i dalje može biti loš.

Stoga, kada instrument pruža parametre kao što su:

Jačina signala + SNR + Kvaliteta signala

idealno bi ih trebalo ocjenjivati ​​zajedno.

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

Praktičan pristup rješavanju problema je promatranje obarazina i stabilnostsignala.

Stabilan i relativno jak signal

To općenito ukazuje na to da:

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

Međutim, točnost mjerenja i dalje treba zasebno procijeniti.

Vrlo slab signal

Provjerite sljedeće:

1. Ugradnja pretvarača
2. Spojna masa
3. Stanje površine cijevi
4. Debljina stijenke cijevi
5. Oblaganje cijevi
6. Mjehurići zraka
7. Je li cijev potpuno puna
8. Razmak pretvarača
9. Odabir pretvarača
10. Parametri cijevi i fluida uneseni u mjerač protoka

Jačina signala naglo opada

Obratite posebnu pozornost na:

• Mjehurići zraka ulaze u cijev
• Labavi pretvarači
• Pogoršana spojka
• Promjene u radnim uvjetima
• Značajne promjene temperature tekućine
• Vibracije cijevi

9. Jačina signala je više akustički pokazatelj zdravlja

U konačnici,Jačinu signala treba smatrati akustičnim dijagnostičkim pokazateljem, a ne izravnim pokazateljem točnosti..

Pomaže u odgovoru na pitanje:

„Putuje li ultrazvučni signal kroz cijev i tekućinu i prima li se ispravno?“

Samo po sebi ne odgovara:

"Je li mjerenje protoka točno?"

Pravilna procjena treba uzeti u obzir više čimbenika:

Jačina signala + SNR/Kvaliteta signala + Ugradnja pretvornika + Stanje cijevi + Stanje fluida + Profil protoka + Kalibracija

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