Ultrazvukový prietokomer vs elektromagnetický prietokomer

Prečo sa väčšina inžinierov mýli od prvého dňa

Skôr ako sa ponoríme, dovoľte mi podeliť sa o príbeh zákazníka: Manažér nákupu z chemickej továrne nás oslovil, pretože boli nedávno nainštalovanéelektromagnetický prietokomerneustále „skákal po celom mieste“. Keď sme sa objavili na-stránke, zistili sme, že sa pokúšajú merať deionizovanú vodu. Vodivosť nebola ani zďaleka dostatočná-elektromagnetický prietokomerjednoducho nemohol fungovať. Táto chyba ich stála 80 000 dolárov a dva dni výpadku.

Mnoho kupujúcich si stále vyberá prietokomery na základe neúplných informácií a nakoniec to zasiahne ich konečný výsledok.Ultrazvukové prietokomeryaelektromagnetické prietokomeryzdá sa, že obe „merajú tok“, ale fungujú na úplne odlišných princípoch a vyhovujú veľmi odlišným scenárom. Otázkou nie je, ktorý z nich je lepší,-ide o to, ktorý v skutočnosti vyhovuje vašim procesným podmienkam.

Ako tieto technológie v skutočnosti fungujú?

Elektromagnetické prietokomeryfunguje podľa Faradayovho zákona elektromagnetickej indukcie. Keď vodivá kvapalina prúdi magnetickým poľom, generuje napätie úmerné rýchlosti prúdenia. Elektródy namontované na tele merača zachytávajú tento napäťový signál a vypočítavajú prietok.

Tu je tvrdá požiadavka: vodivosť kvapaliny musí presiahnuť 5 mikrosiemenov na centimeter. Čistá voda, uhľovodíky, alkoholy, všetky plyny-nič z toho nebude fungovať.

Ultrazvukové prietokomeryprichádzajú v dvoch typoch.Časomery-prepravyposielať zvukové vlny diagonálne cez potrubie-cestovné časy proti prúdu a po prúde sa líšia a rýchlosť vypočítava časový rozdiel. Dopplerove metre odrážajú zvuk od častíc alebo bublín v tekutine a merajú frekvenčné posuny na určenie rýchlosti.

Obe ultrazvukové technológie dokážu merať nevodivé{0}}kvapaliny, ktoréelektromagnetické prietokomerynezvládne. Ale sú hákliví na podmienky inštalácie.

Porovnanie požiadaviek na priame potrubie

(D priemer potrubia =)

Všimnete si, že svorka-na ultrazvuku vyžaduje dvojnásobný priamy chod ako elektromagnetické. To nie je pre výrobcov náročné-akékoľvek rušenie prietoku spôsobuje, že akustický signál je nespoľahlivý. Videl som zákazníkov, ktorí inštalovali ultrazvukové merače 3 priemery za ventilom a chyba odčítania dosiahla 15 %.

Rozhodujúcim faktorom sú vlastnosti tekutín

Vodivosť je prvou bránou. menej ako 5 µS/cm,elektromagnetické prietokomerysú mŕtvi vo vode. Medzi 5-20 µS/cm sotva fungujú – signál je slabý a náchylný na rušenie. Nad 20 µS/cm ste v komfortnej zóneelektromagnetické prietokomery.

Obsah pevných látok prevráti skript. Prítok odpadovej vody môže prenášať 8 % nerozpustených látok-elektromagnetické prietokomeryje to jedno, manipuluje s až 15 % pevných látok z objemu. Ultrazvuk s časom prechodu-začína mať problémy s obsahom častíc nad 1 %, pretože zvukové vlny sa rozptyľujú a pohlcujú, čím sa výrazne znižuje intenzita signálu.

Dopplerovský ultrazvuk skutočne potrebuje častice-suspendovanej látky s veľkosťou najmenej 25 ppm na odraz zvukovej vlny. Táto technológia príležitostne funguje na prepravu kalu, ale presnosť sa jej nemôže rovnaťelektromagnetické prietokomery.

Rozsah teploty a tlaku

Elektromagnetické prietokomery:

Štandard Menší alebo rovný 180 stupňov (356 stupňov F)

Vysoká-teplota Menšia alebo rovná 200 stupňom (390 stupňov F)

Tlak menší alebo rovný 10,2 MPa (1 480 psi)

Ultrazvukové prietokomery:

Svorka-zapnutá Menší alebo rovný 200 stupňom (teplota vonkajšej steny potrubia)

InlineMenší alebo rovný 150 stupňom (obmedzenie prevodníka)

Tlak menší alebo rovný 16 MPa (2 320 psi)

(Údaje zostavené zo špecifikácií produktov Endress+Hauser, Krohne, Emerson)

Teplotné limity vyzerajú podobne, ale 180 stupňov pre elektromagnetické zariadenia sa vzťahuje na procesnú teplotu, zatiaľ čo 200 stupňov pre ultrazvukové je vonkajší povrch potrubia. Ak meriate 180 stupňov teplú vodu, svorka-na ultrazvukových snímačoch nemusí prežiť{5}}teplota vonkajšej steny potrubia by mohla prekročiť ich toleranciu.

Viskozita sotva ovplyvňujeelektromagnetické prietokomery. 10 000 centipoise surová ropa meria rovnako presne ako voda. Ultrazvuk funguje dobre až do 2 000 centipoise, ale nad rámec toho sa zvukové vlny výrazne tlmia a dráha lúča sa ohýba.

Čo sa skutočne stane počas inštalácie

Elektromagnetické prietokomeryvyžadujú rezanie a zváranie potrubia. Inštalácia 4-metra- vrátane vypnutia, rezania, zvárania príruby, tlakovej skúšky a spustenia trvá najmenej 6-8 hodín. V rafinériách alebo chemických závodoch môže jedna hodina odstávky stáť 50 000 dolárov.

Niekedy správna voľba zabráni obrovským stratám. Keď sme robili rekonštrukciu vo farmaceutickom závode, mali vyčistenú vodu, ktorá potrebovala prietokomer, ale výroba sa nedala zastaviť. Išli sme so svorkou-na ultrazvukovú-2-hodinovú inštaláciu. Vyčistite vonkajšok potrubia, nasaďte spojku, pripevnite prevodníky, zapojte ich, konfigurujte – nikdy sa nedotýkajte potrubia, nulový vplyv na výrobu.

Náklady na trvalý pokles tlaku

Elektromagnetické prietokomerypoužite dizajn s úplným{0}}vývrtom, s poklesom tlaku zvyčajne 0,5 – 1,5 psi (0,03 – 0,1 baru). Znie to minimálne, ale povedzme si čísla pre 4-palcovú linku pri 300 GPM (68 m³/h) s poklesom o 1 psi:

Strata výkonu čerpadla ≈ 0,4 kW

Za 0,10 USD/kWh, 8 000 hodín/rok

Ročné náklady na energiu=320 USD

Za desať rokov je to 3 200 dolárov. Nie presne vreckové.

Svorka-na ultrazvuku vytvára nulový pokles tlaku.Inline ultrazvukové prietokomerymajú miernu prekážku, približne 0,1-0,5 psi-náklady na energiu predstavujú jednu-tretinu až jednu pätinuelektromagnetické prietokomery.

Ak ste sa pozreli na obe technológie, zistíte, že ultrazvuková údržba je oveľa jednoduchšia a celkové náklady na údržbu sú o 40 % nižšie ako v prípade elektromagnetických zariadení. Ale v scenároch s kalom a odpadovou vodou,elektromagnetické prietokomeryv skutočnosti stojí o 25 % menej, pretože kvalita ultrazvukového signálu sa príliš rýchlo zhoršuje, čo si vyžaduje častú údržbu alebo výmenu.

Kde každá technológia dominuje

Elektromagnetický prietokomerÚzemie

Prítok pevných látok do čistiarne odpadových vôd kolíše od 0,1 % do 8 %-elektromagnetické prietokomerynežmurkaj. Stredne-veľké zariadenie na odpadovú vodu má zvyčajne 40-60elektromagnetické prietokomery15 rokov bez problémov. Ultrazvuk začne strácať signál nad 2 % pevných látok.

Ťažobné kaly-železnej rudy, medi, zlata-zasiahli 30 % objemu pevných látok. Polyuretánová-podšívkaelektromagnetické prietokomeryzvládnuť to; Verzie s keramickou-podšívkou môžu obsahovať 50 % pevných látok. Ultrazvuk je v týchto podmienkach úplne nepraktický.

Potravinárske a nápojové prevádzky majú certifikáciu sanitárneho dizajnu. 3A-elektromagnetické prietokomeryso 150-zrnitosťou elektrolyticky leštených nerezových vložiek sa integrujú priamo do obvodov CIP. Meranie mlieka, džúsu, piva, vína spĺňa požiadavky FDA s primeranou presnosťou.

Ultrazvukový prietokomerÚzemie

Prevod na úschovu zemného plynu využíva viaceré-cestyultrazvukové prietokomery na plyn-Pri meraní sa kríži 4 až 8 akustických dráh- na dosiahnutie presnosti ±0,15 %. Vďaka plynovodu, ktorý má ročne hodnotu plynu v hodnote desiatok miliónov alebo stoviek miliónov, sa táto investícia oplatí. Navyše nulový pokles tlaku a žiadne miesta úniku. Na tento účel sú určené meradlá s certifikátom OIML a AGA-9.

Veľké systémy chladiacich veží potrebujú desiatky meracích bodov. Inštalácia 30elektromagnetické prietokomeryznamená státisíce len v obstarávaní plus masívne úpravy potrubí. Prejdite na-ultrazvuk a náklady klesnú na jednu-tretinu. Nie je potrebné žiadne vypnutie-pre prevádzku elektrární alebo chemických zariadení, okná na vypnutie jednoducho neexistujú.

Korozívne médiá alebo ultra{0}}čisté kvapaliny vyžadujú elektródy Hastelloy, platinové alebo titánovéelektromagnetické prietokomery-4-palcový meter môže stáť 8 000 – 15 000 USD.Ultrazvukové prietokomeryso zmáčanými dielmi z PTFE alebo PFA stoja pri rovnakej presnosti o 40 – 60 % menej.

Integrácia s riadiacimi systémami

Obajaprietokomertypy ponúkajú 4-20mA výstup s protokolom HART, kompatibilný s väčšinou PLC a DCS systémov. Potrebujete sčítať? Použite impulzný výstup. Modbus RTU a Profibus sú teraz štandardné bez integračných bariér.

Rýchlosť odozvy sa líši.Elektromagnetické prietokomeryaktualizovať 10-50-krát za sekundu; ultrazvuk zvládne 1-5 aktualizácií. Ak používate prietokomer na reguláciu v uzavretej slučke vyžadujúcu rýchlu odozvu, elektromagnetické sú vhodnejšie. Stabilita prenosových hodnôt – pomalšie ultrazvukové aktualizácie skutočne pomáhajú tým, že znižujú kolísanie.

Elektromagnetické prietokomerymonitorovať impedanciu elektród, alarm pri stave prázdneho potrubia a niektoré modely sledujú degradáciu vložky. Ultrazvuk zobrazuje silu zvukových vĺn a hodnoty zisku-náhle zvýšenie zisku znamená, že je čas vyčistiť prevodníky. Údaje o rýchlosti zvuku môžu spätne-vypočítať typ tekutiny a overiť, či skutočne meriate to, čo si myslíte, že meriate.

Výber prietokomeru: Praktický prístup

Začnite s vodivosťou. Pod 5 µS/cm zabudniteelektromagnetické prietokomery. Medzi 5-20 elektromagnetické žiarenie funguje, ale nespoľahlivo – s ultrazvukom je to bezpečné. Nad 20 µS/cm,elektromagnetické prietokomeryje dobré ísť.

Obsah pevných látok je druhá brána. Nad 1 % nerozpustených látok vyhráva elektromagnetické pole. Pod 0,1 % funguje buď. Medzi týmito číslami otestujte obe technológie na vašej skutočnej kvapaline predtým, ako sa zaviažete k nasadeniu vozového parku. A pri výbere zohľadnite aj náklady na odstavenie.

Nová stavba, kde sú úpravy potrubí lacné? Vyberajte čisto podľa technických požiadaviek. Prevádzkujete zariadenia, kde odstávka trvá 10 $,000+ za hodinu? Nerežte potrubie, pokiaľ to nie je absolútne nevyhnutné.

Nakoniec vypočítajte celkové náklady na vlastníctvo. Použite svoje skutočné ceny práce, náklady na energiu, očakávanú životnosť. Nájdite prípadové štúdie zodpovedajúce vašej aplikácii-s piatimi-a viac rokmi skutočnými prevádzkovými údajmi.

Elektromagnetické prietokomeryposkytujú plné{0}}meranie otvoru, nízky pokles tlaku a vynikajúci výkon v náročných kvapalinách. Ultrazvuk zabraňuje prenikaniu potrubia, vytvára nulový pokles tlaku a meria širší rozsah tekutín. Ani jedno nie je všeobecne lepšie-kľúčom je prispôsobiť princíp merania vašim skutočným požiadavkám.

Kam smeruje technológia

Hlavné technologické trendy za posledných pár rokov sú jasné: konzistentnosť výroby + digitálne modelovanie + súbežné napredovanie diagnostických schopností.Elektromagnetické prietokomeryčoraz viac prijímajú prístupy „suchej kalibrácie/kompenzácie modelovania“-prísnejšie geometrické tolerancie a modelovanie magnetického/prietočného poľa zlepšujú konzistenciu továrne, čím sa znižuje závislosť od jednotlivých mokrýchkalibráciapri zachovaní presnosti na technickej{0}}štandardnej úrovni ±0,5 % a znížení celkových nákladov. Ultrazvuk sa neustále vyvíja smerom k ďalším -4-inováciám cesty k 8/12-cestám, ktoré prinášajú hodnotu nielen z hľadiska presnosti, ale aj odolnosti voči-neideálnym profilom prietoku a redundantnej diagnostike cesty, identifikujúc anomálie cesty, zanášanie alebo rušenie bublín, čím sa výrazne zvyšuje spoľahlivosť poľa. Modely najvyššej{13}}koncovej úrovne sa pri laboratórnych kalibračných podmienkach približujú k ±0,1 % hodnoty. Medzitým architektúra s ultra{15}}nízkou spotrebou energie a vyspelosť technológie batérie umožňujú batériovým ultrazvukovým zariadeniam dosiahnuť životnosť 10 rokov, vďaka čomu sú dočasné prieskumy toku, vzdialené monitorovanie potrubia a bezdrôtové nasadenie skutočne praktické.