Rørforing er en viktig faktor å vurdere når man installerer enklemme-på ultralydstrømningsmålerSelv om transduserne er montert på utsiden av røret, må ultralydsignalet passere gjennom rørveggen og i mange tilfeller den indre foringen før det når væsken.

Derfor kan typen og tykkelsen på rørforingen ha en betydelig innflytelse påsignalstyrke, akustisk transmisjon, transduseravstand og målestabilitet.

1. Hvordan beveger ultralydsignalet seg gjennom et foret rør?

For en typisk ultralydstrømningsmåler med klemme følger ultralydsignalet en bane som ligner på:

Transduser → Rørvegg → Rørforing → Væske → Rørforing → Rørvegg → Transduser

I motsetning til en innstikksstrømningsmåler, er ikke transduserne i direkte kontakt med væsken.

Ultralydsignalet må bevege seg gjennom flere forskjellige materialer før det når væsken. Hvert materiale har forskjellige akustiske egenskaper, så signalet kan oppleve refleksjon, refraksjon og demping ved grensesnittene mellom materialene.

Derfor må rørforing vurderes under installasjon av ultralydstrømningsmåler.

2. Hvorfor er fôrmaterialet viktig?

Ulike fôrmaterialer har forskjelligeakustisk impedans og lydhastighet.

Vanlige rørfôringsmaterialer inkluderer:

• PTFE-
• Gummi
• Hard gummi
• Sementmørtel
• Epoxy
• Plast
• Andre beskyttende belegg

Når en ultralydbølge beveger seg fra ett materiale til et annet, kan deler av energien reflekteres ved grensesnittet.

For eksempel:

Rørvegg → Foring → Væske

Ved hvert grensesnitt kan forskjellen i akustiske egenskaper påvirke hvor mye ultralydenergi som kommer inn i det neste materialet.

Hvis den akustiske avviket er betydelig, kan mer energi reflekteres og mindre energi kan nå mottakertransduseren.

Dette kan resultere i:

Lavere signalstyrke og en vanskeligere akustisk måling.

3. Hvorfor spiller fôrtykkelsen en rolle?

Tykkelsen på foringen er også viktig.

En tynn foring kan ha en relativt begrenset effekt, mens en tykk foring kan øke den akustiske signalveien gjennom foringsmaterialet betydelig.

Når ultralydsignalet beveger seg gjennom slimhinnen, kan deler av energien dempes.

Derfor påvirkes målebetingelsen av:

Foringsmateriale + Foringstykkelse + Akustiske egenskaper

Av denne grunn kan to rør med samme nominelle diameter og samme utvendige materiale oppføre seg forskjellig dersom de indre foringene er forskjellige.

For eksempel:

Karbonstålrør uten foring

og

Karbonstålrør med tykk gummiforing

kan ha betydelig forskjellige ultralydoverføringsegenskaper.

4. Hvorfor kan gummi- og plastforinger være utfordrende?

Noen myke eller lavakustiske fôringsmaterialer kan gjøre ultralydmåling med klemme vanskeligere.

Eksempler inkluderer visse:

• Gummiforinger
• PTFE-foringer
• Plastforinger

Ultralydbølgen kan oppleve større demping eller refleksjon når den passerer gjennom disse materialene.

Dette kan føre til:

• Redusert signalstyrke
• Økt vanskelighetsgrad med signaldeteksjon
• Et smalere område for passende transduseravstand
• Mer følsomhet for installasjonsforhold

Dette betyr ikke at forede rør ikke kan måles.

I stedet må strømningsmåleren velges og konfigureres riktig i henhold til de faktiske rør- og foringsforholdene.

5. Hvordan påvirker rørforing avstanden mellom transduserne?

For ultralydstrømningsmålere med klemme beregnes transduseravstanden vanligvis basert på flere parametere, inkludert:

• Rørdiameter
• Rørveggtykkelse
• Rørmateriale
• Fôrmateriale
• Fôrtykkelse
• Flytende type
• Væsketemperatur
• Ultralydhastighet gjennom de forskjellige materialene

Derfor, hvis informasjonen om foringen som er lagt inn i strømningsmåleren er feil, kan den beregnede transduseravstanden også være feil.

Hvis for eksempel det faktiske røret har en 5 mm gummiforing, men instrumentet er konfigurert som et ufôret stålrør, kan det hende at den beregnede akustiske banen ikke samsvarer nøyaktig med den faktiske rørstrukturen.

Dette kan gjøre signalopptak vanskeligere og kan påvirke måleytelsen.

6. Kan en strømningsmåler ha et sterkt signal på et foret rør?

Ja.

Et foret rør betyr ikke automatisk at ultralydsignalet vil være svakt.

Den faktiske signalstyrken avhenger av den kombinerte effekten av:

Rørmateriale + Veggtykkelse + Foring + Væske + Transduser + Installasjon

En godt designet installasjon på et foret rør kan fortsatt gi et stabilt og sterkt ultralydsignal.

Derfor bør ikke tilstedeværelsen av en foring behandles som en automatisk indikasjon på at ultralydmåling med klemme er uegnet.

7. Hvordan kan luftbobler forverre problemet?

Forede rør kan også utgjøre et annet potensielt problem: luftansamling.

Hvis røret ikke er helt fylt, eller hvis det er luftbobler i væsken, kan ultralydsignalet bli betydelig dempet eller spredt.

Den kombinerte tilstanden til:

Tykk foring + luftbobler + dårlig kobling

kan gjøre overføring av ultralydsignaler spesielt vanskelig.

Derfor bør installasjonsstedet ideelt sett velges ut fra enfullstendig fylt rørseksjon, vekk fra steder der luft kan samle seg.

8. Hvordan bør ingeniører vurdere et foret rør?

Før du installerer en ultralydstrømningsmåler med klemme, anbefales det å samle inn følgende informasjon:

1. Rørets ytre diameter
2. Rørveggtykkelse
3. Rørmateriale
4. Fôrmateriale
5. Fôrtykkelse
6. Flytende type
7. Væsketemperatur
8. Forventet strømningshastighet
9. Rørtilstand
10. Tilgjengelig rett rørlengde

Denne informasjonen gjør det mulig for strømningsmåleren å bestemme en mer passende akustisk konfigurasjon og transduseravstand.

For vanskelige applikasjoner kan faktisk testing på stedet også være nyttig før endelig installasjon.

9. Hva er de typiske symptomene på et slimhinnerelatert problem?

Et akustisk problem relatert til foringen kan se ut som:

• Lav signalstyrke
• Ustabil signalstyrke
• Vanskeligheter med å motta ultralydsignalet
• Feil eller ustabile strømningsavlesninger
• Hyppig signaltap
• Sterk følsomhet for transduserposisjon

Disse symptomene betyr imidlertid ikke nødvendigvis at selve slimhinnen er den eneste årsaken.

Lignende symptomer kan også skyldes:

• Dårlig transduserkobling
• Feil avstand mellom transdusere
• For stor rørveggtykkelse
• Luftbobler
• Feil rørparametere
• Korrosjon på røroverflaten
• Rørvibrasjon

Derfor bør feilsøking vurdere hele den akustiske banen i stedet for å fokusere bare på kledningen.

Rørforingen påvirker ultralydmåling med klemme fordi ultralydsignalet må passere gjennomrørvegg og -foring før de kommer inn i væsken.

Fôrmaterialet og tykkelsen kan påvirke akustisk overføring, signaldemping, refleksjon og nødvendig transduseravstand.

De viktigste faktorene kan oppsummeres som:

Rørmateriale + Veggtykkelse + Foringsmateriale + Foringstykkelse + Væskeegenskaper → Akustisk transmisjon → Signalkvalitet → Målestabilitet

Derfor bør rørforingen alltid behandles som en viktig del av den akustiske målebanen når du velger og installerer en clamp-on ultralydstrømningsmåler.

Et foret rør hindrer ikke nødvendigvis ultralydmåling, menForingsmaterialet og tykkelsen må tas hensyn til under valg av strømningsmåler, parameterkonfigurasjon og montering av transduser..