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

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

1. Kako ultrazvučni signal putuje kroz obloženu cijev?

Za tipični ultrazvučni mjerač protoka s pričvrsnom stezaljkom, ultrazvučni signal slijedi putanju sličnu:

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

Za razliku od umetnutog mjerača protoka, pretvornici ne dolaze u izravan 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, lom i slabljenje na granicama između materijala.

Zato je potrebno uzeti u obzir oblogu cijevi tijekom ugradnje 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 mort
• Epoksid
• Plastika
• Ostali zaštitni premazi

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

Na primjer:

Zid cijevi → Obloga → Tekućina

Na svakoj granici, razlika u akustičnim svojstvima može utjecati na to koliko ultrazvučne energije 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 važna?

Debljina obloge je također važna.

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

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

Stoga na uvjete mjerenja utječu:

Materijal obloge + Debljina obloge + Akustična svojstva

Zbog toga se dvije cijevi istog nazivnog promjera i istog vanjskog materijala mogu ponašati različito ako su im unutarnje 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 prijenosa.

4. Zašto gumene i plastične obloge mogu biti izazovne?

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

Primjeri uključuju određene:

• Gumene obloge
• PTFE obloge
• Plastične obloge

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

To može dovesti do:

• Smanjena jačina signala
• Povećane poteškoće u detekciji signala
• Uži raspon prikladnog razmaka pretvarača
• Veća osjetljivost na uvjete 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 utječe na razmak između pretvarača?

Za ultrazvučne mjerače protoka s pričvrsnim stezaljkama, razmak pretvornika obično se izračunava na temelju nekoliko parametara, uključujući:

• Promjer cijevi
• Debljina stijenke cijevi
• Materijal cijevi
• Materijal za podstavu
• Debljina obloge
• Vrsta tekućine
• Temperatura tekućine
• Brzina ultrazvuka kroz različite materijale

Stoga, ako su podaci o oblogama uneseni u mjerač protoka netočni, izračunati razmak pretvornika također može biti netočan.

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

To može otežati akviziciju signala i 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 ovisi o kombiniranom učinku:

Materijal cijevi + Debljina stijenke + Obloga + Tekućina + Pretvornik + Ugradnja

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

Stoga se prisutnost obloge ne smije tretirati kao automatski pokazatelj da ultrazvučno mjerenje stezaljkama nije prikladno.

7. Kako mjehurići zraka mogu pogoršati problem?

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

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

Kombinirano stanje:

Debela podstava + Mjehurići zraka + Loše spajanje

može posebno otežati prijenos ultrazvučnog signala.

Stoga bi idealno bilo odabrati mjesto ugradnje 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 s pričvrsnim stezaljkama, preporučuje se prikupljanje sljedećih informacija:

1. Vanjski promjer cijevi
2. Debljina stijenke 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 duljina ravne cijevi

Ove informacije omogućuju mjeraču protoka da odredi prikladniju akustičnu konfiguraciju i razmak između pretvornika.

Za složene primjene, stvarno testiranje na licu mjesta također može biti korisno prije konačne ugradnje.

9. Koji su tipični simptomi problema vezanog uz oblogu?

Akustični problem povezan s oblogom može se pojaviti kao:

• Niska jačina signala
• Nestabilna jačina signala
• Poteškoće u primanju ultrazvučnog signala
• Netočna ili nestabilna očitanja protoka
• Česti gubitak 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
• Netočni parametri cijevi
• Korozija površine cijevi
• Vibracije cijevi

Stoga bi rješavanje problema trebalo uzeti u obzir cijeli akustični put, a ne samo oblogu.

Obloga cijevi utječe na ultrazvučno mjerenje protoka stezaljkama jer ultrazvučni signal mora proći krozstijenka 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 mogu se sažeti kao:

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

Stoga, prilikom odabira i ugradnje ultrazvučnog mjerača protoka s pričvrsnom stezaljkom, 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 ispravno uzeti u obzir prilikom odabira mjerača protoka, konfiguracije parametara i ugradnje pretvarača.