З кожним днем в газову промисловість все сильніше впроваджуються ресурсозберігаючі технології, що змушує застосовувати жорсткі вимоги до систем обліку газу. Це автоматично викликає посилення вимог і до способів вимірювання витрати. Якісні витратоміри повинні відповідати ряду вимог - надійність і точність вимірів, доступна ціна, високі метрологічні характеристики.
Переваги та недоліки ультразвукового вимірювання
Ультразвукові датчики витрати газу набули широкого поширення як в нашій країні, так і за її межами. Основними перевагами ультразвукового способу вимірювання витрати фахівці вважають:
- Максимально високу точність вимірювань.
- Розширений динамічний діапазон вимірювань.
- Можливість роботи без створення перепаду тисків.
Найчастіше витратоміри ультразвукового типу використовуються на середніх і великих трубопроводах. Пристрої практично бездоганні, а конкуренцію їм може скласти тільки технологія змінного перепаду тиску на пристрої звуження потоку. Цей метод недосконалий по ряду причин:
- Недостатньо широкий динамічний діапазон.
- Істотне опір потоку робочого середовища.
- Тривалий і трудомісткий демонтаж приладів для проведення регулярної повірки, що змушує зупиняти технологічний процес.
Особливості ультразвукового вимірювання
Принцип роботи заснований на тому, що імпульс ультразвуку при напрямку вздовж потоку газу поширюється набагато швидше, ніж аналогічний імпульс в зворотному напрямку. Різниця між часом проходження імпульсу знаходиться в прямій залежності від середньої швидкості газового середовища на протязі акустичного шляху.
Середню швидкість потоку, а відповідно, і витрата газового середовища вимірюють шляхом визначення часу проходження імпульсу в обох напрямках. Якщо необхідно визначити швидкість з максимальною точністю, можна скористатися відразу декількома акустичними каналами, з двома перетворювачами для кожного.
Незважаючи на зовнішню простоту і ефективність ультразвукова технологія вимірів не позбавлена недоліків. Основний - незручне розташування датчиків, які потрібно встановлювати під певним кутом до трубопроводу. В результаті цього доводиться передбачати кишені для установки перетворювачів. Це викликає потрапляння на чутливу область приладу забруднюючих частинок, що не тільки знижує точність вимірів, але і з часом призводить до проблем із виробом.
Інноваційні методики при проектуванні ультразвукових витратомірів
Як стверджують фахівці компанії « Ізмеркон », що зробили консультацію при підготовці даного матеріалу, деякі виробники вдосконалили ультразвукову методику вимірювання витрати газу, що дозволяє знівелювати недоліки існуючих раніше технологій. Ось кілька значущих відмінностей нового методу:
- Ультразвукові датчики тепер розміщуються не під кутом, а перпендикулярно поверхні трубопроводу, що дозволяє відмовитися від облаштування кишенею під перетворювачі.
- Зовнішня випромінює поверхня вдало поєднується з внутрішньою поверхнею вимірювальної ділянки.
- При роботі двох перетворювачів можна обробляти відразу кілька каналів вимірювань.
- Система детектування імпульсу здатна забезпечити максимально точне визначення часу проходження сигналу в прямому і зворотному напрямку.
Нова методика заснована на імпульсному методі визначення витрати газу. За порушення і прийом імпульсів відповідають п'єзоелектричні датчики, які встановлюються перпендикулярно поверхні вимірюваного трубопроводу. При русі газу по трубі зсувається ультразвукова хвиля, що впливає на час поширення сигналу між датчиками.
