Ultrazvučni mjerač protoka u odnosu na elektromagnetski mjerač protoka

Zašto većina inženjera griješi od prvog dana

Prije nego što počnemo, dopustite mi da podijelim priču kupca: Voditelj nabave iz kemijske tvornice obratio nam se jer je njihova novoinstaliranaelektromagnetski mjerač protokanastavio "skakati na sve strane". Kad smo se pojavili na-licu mjesta, otkrili smo da pokušavaju izmjeriti deioniziranu vodu. Vodljivost nije bila ni blizu dovoljna-elektromagnetski mjerač protokajednostavno nije mogao funkcionirati. Ova pogreška koštala ih je 80.000 dolara i dva dana zastoja.

Mnogi kupci još uvijek biraju mjerač protoka na temelju nepotpunih informacija, a to im na kraju pogađa krajnju crtu.Ultrazvučni mjerači protokaielektromagnetski mjerači protokačini se da oba "mjere protok", ali rade na potpuno različitim principima i odgovaraju potpuno različitim scenarijima. Pitanje nije koji je bolji-nego koji zapravo odgovara vašim uvjetima procesa.

Kako te tehnologije zapravo rade?

Elektromagnetski mjerači protokarade na Faradayevom zakonu elektromagnetske indukcije. Kada vodljiva tekućina teče kroz magnetsko polje, stvara se napon proporcionalan brzini protoka. Elektrode postavljene na tijelo mjerača hvataju ovaj naponski signal i izračunavaju protok.

Ovo je strogi zahtjev: vodljivost tekućine mora premašiti 5 mikrosiemena po centimetru. Čista voda, ugljikovodici, alkoholi, svi plinovi-ništa od toga neće raditi.

Ultrazvučni mjerači protokadolaze u dvije vrste.Mjerači-tranzitnog vremenaposlati zvučne valove dijagonalno preko cijevi-uzvodno i nizvodno vrijeme putovanja razlikuje se, a vremenska razlika izračunava brzinu. Doppler mjerači odbijaju zvuk od čestica ili mjehurića u tekućini, mjereći pomake frekvencije kako bi odredili brzinu.

Obje ultrazvučne tehnologije mogu mjeriti ne{0}}vodljive tekućine kojeelektromagnetski mjerači protokane mogu podnijeti. Ali oni su izbirljivi u pogledu uvjeta instalacije.

Usporedba zahtjeva za ravne cijevi

(D=promjer cijevi)

Primijetit ćete da stezaljke-na ultrazvuku zahtijevaju dvostruko više ravnog elektromagnetizma. Ovo nije problem proizvođača-bilo kakav poremećaj protoka čini zvučni signal nepouzdanim. Vidio sam kupce koji instaliraju ultrazvučne mjerače 3 promjera nizvodno od ventila, a pogreška očitanja dosegnula je 15%.

Svojstva tekućine su odlučujući faktor

Vodljivost je prva kapija. Ispod 5 µS/cm,elektromagnetski mjerači protokasu mrtvi u vodi. Između 5-20 µS/cm jedva da rade - signal je slab i podložan smetnjama. Iznad 20 µS/cm ste u zoni komforaelektromagnetski mjerači protoka.

Sadržaj krutih tvari mijenja skriptu. Utjecaj postrojenja za otpadne vode može sadržavati 8% suspendiranih krutih tvari-elektromagnetski mjerači protokanije briga, rukovanje do 15% krutih tvari po volumenu. Ultrazvuk-tranzitnog vremena počinje se boriti s česticama iznad 1% jer se zvučni valovi raspršuju i apsorbiraju, drastično smanjujući snagu signala.

Doppler ultrazvuk zapravo treba čestice-najmanje 25 ppm suspendirane tvari da reflektiraju zvučni val. Ova tehnologija povremeno radi za transport gnojnice, ali točnost je nedostižnaelektromagnetski mjerači protoka.

Raspon temperature i tlaka

Elektromagnetski mjerači protoka:

Standard Manje od ili jednako 180 stupnjeva (356 stupnjeva F)

Visoka-temperatura Manje od ili jednako 200 stupnjeva (390 stupnjeva F)

Tlak manji ili jednak 10,2 MPa (1480 psi)

Ultrazvučni mjerači protoka:

Stezaljka-na Manje od ili jednako 200 stupnjeva (temperatura vanjske stijenke cijevi)

InlineManje od ili jednako 150 stupnjeva (ograničenje sonde)

Tlak manji ili jednak 16 MPa (2320 psi)

(Podaci prikupljeni iz specifikacija proizvoda Endress+Hauser, Krohne, Emerson)

Ograničenja temperature izgledaju slično, ali 180 stupnjeva za elektromagnetiku odnosi se na temperaturu procesa, dok je 200 stupnjeva za ultrazvuk vanjska površina cijevi. Ako mjerite toplu vodu od 180 stupnjeva, stezaljka-na ultrazvučnim sondama možda neće preživjeti-temperatura vanjske stijenke cijevi mogla bi premašiti njihovu toleranciju.

Viskoznost jedva utječeelektromagnetski mjerači protoka. 10,000 centipoisea sirova nafta mjeri jednako točno kao voda. Ultrazvuk radi dobro do 2000 centipoisea, ali iznad toga zvučni valovi ozbiljno slabe i putanja snopa se savija.

Što se zapravo događa tijekom instalacije

Elektromagnetski mjerači protokazahtijevaju rezanje i zavarivanje cijevi. Instalacija mjerača od 4-inča-uključujući gašenje, rezanje, zavarivanje prirubnice, ispitivanje tlaka, pokretanje - traje najmanje 6-8 sati. U rafinerijama ili kemijskim postrojenjima, jedan sat zastoja može koštati 50.000 dolara.

Ponekad se pravim izborom izbjegavaju ogromni gubici. Kad smo izvršili rekonstrukciju farmaceutske tvornice, imali su liniju pročišćene vode za koju je trebao mjerač protoka, ali proizvodnja se nije mogla zaustaviti. Išli smo sa stezaljkom-na ultrazvučnu-2-satnu instalaciju. Očistite vanjštinu cijevi, nanesite spojnu tvar, stegnite sonde, ožičite, konfigurirajte - nikad nisam dirao cijevi, nema utjecaja na proizvodnju.

Troškovi stalnog pada tlaka

Elektromagnetski mjerači protokakoristite -dizajn punog provrta, s padom tlaka obično 0,5-1,5 psi (0,03-0,1 bar). Zvuči minimalno, ali pogledajmo brojke za liniju od 4 inča pri 300 GPM (68 m³/h) s padom od 1 psi:

Gubitak snage crpke ≈ 0,4 kW

Po 0,10 USD/kWh, 8000 sati godišnje

Godišnji trošak energije=320 USD

Za deset godina to je 3200 dolara. Nije baš sitniš.

Stezaljka-na ultrazvuku stvara nulti pad tlaka.Inline ultrazvučni mjerači protokaimaju malu opstrukciju, oko 0,1-0,5 psi-troškovi energije su jedna-trećina do jedna petinaelektromagnetski mjerači protoka.

Ako ste proučili obje tehnologije, vidjet ćete da je ultrazvučno održavanje mnogo jednostavnije, s ukupnim troškovima održavanja koji su 40% niži od elektromagnetskog. Ali u scenarijima gnojnice i otpadnih voda,elektromagnetski mjerači protokazapravo košta 25% manje jer kvaliteta ultrazvučnog signala prebrzo opada, što zahtijeva često održavanje ili zamjenu.

Gdje svaka tehnologija dominira

Elektromagnetski mjerač protokaTeritorija

Krutine koje ulaze u postrojenja za otpadne vode variraju od 0,1% do 8%-elektromagnetski mjerači protokane treptaj. Srednje{1}}postrojenje za otpadne vode obično radi 40-60elektromagnetski mjerači protoka15 godina bez problema. Ultrazvuk počinje gubiti signal iznad 2% čvrstih tvari.

Rudarski mulj-željezne rude, bakra, zlata-sadrži 30% krutine po volumenu. Obložen-poliuretanomelektromagnetski mjerači protokarukovati njime; verzije obložene keramikom- mogu primiti 50% krutine. Ultrazvuk je potpuno nepraktičan u ovim uvjetima.

Radovi s hranom i pićem cijene sanitarni dizajn . 3A-certificiranelektromagnetski mjerači protokas elektropoliranim nehrđajućim oblogama granulacije 150- integriraju se izravno u CIP krugove. Mjerenje mlijeka, sokova, piva, vina - zadovoljava zahtjeve FDA s odgovarajućom točnošću.

Ultrazvučni mjerač protokaTeritorija

Prijenos skrbništva nad prirodnim plinom koristi više-stazuultrazvučni mjerači protoka plina-4 do 8 akustičnih putanja križa se-mjereći kako bi se postigla točnost od ±0,15%. Cjevovod koji prenosi desetke milijuna ili stotine milijuna godišnje vrijednosti plina čini ovu investiciju isplativom. Plus nula pada tlaka i nema curenja. OIML i AGA-9 certificirani mjerači su namjenski izrađeni za to.

Veliki sustavi rashladnih tornjeva trebaju desetke mjernih točaka. Instalacija 30elektromagnetski mjerači protokaznači stotine tisuća samo u nabavi, plus masivne izmjene cjevovoda. Prebacite se na stezaljku-na ultrazvuku i troškovi padaju na-trećinu. Nije potrebno gašenje-za rad elektrana ili kemijskih postrojenja, prozori za gašenje jednostavno ne postoje.

Korozivni mediji ili ultra{0}}čiste tekućine zahtijevaju elektrode od hastelloya, platine ili titana uelektromagnetski mjerači protoka-metar od 4 inča može koštati 8000-15000 USD.Ultrazvučni mjerači protokas mokrim dijelovima od PTFE ili PFA koštaju 40-60% manje uz istu točnost.

Integracija sa sustavima upravljanja

Obamjerač protokavrste nude 4-20mA izlaz s HART protokolom, kompatibilan s većinom PLC-ova i DCS sustava. Trebate totalizaciju? Koristite pulsni izlaz. Modbus RTU i Profibus sada su standardni - nema integracijskih prepreka.

Brzina odziva je različita.Elektromagnetski mjerači protokaažuriraj 10-50 puta u sekundi; ultrazvuk upravlja s 1-5 ažuriranja. Ako koristite mjerač protoka za kontrolu zatvorene petlje koja zahtijeva brzu reakciju, elektromagnetizam je prikladniji. Skrbnički prijenos vrijednosti stabilnosti - sporije ultrazvučno ažuriranje zapravo pomaže smanjenjem fluktuacije.

Elektromagnetski mjerači protokanadzire impedanciju elektrode, alarmira stanje prazne cijevi, a neki modeli prate degradaciju košuljice. Ultrazvuk prikazuje snagu zvučnog vala i vrijednosti pojačanja-naglo povećanje pojačanja znači da je vrijeme za čišćenje sondi. Očitavanja brzine zvuka mogu povratno-izračunati vrstu tekućine, potvrđujući da stvarno mjerite ono što mislite da mjerite.

Odabir mjerača protoka: Praktični pristup

Počnite s vodljivošću. Ispod 5 µS/cm, zaboraviteelektromagnetski mjerači protoka. Između 5-20, elektromagnetizam radi, ali nepouzdano - igrajte na sigurno s ultrazvukom. Iznad 20 µS/cm,elektromagnetski mjerači protokaspremni su za polazak.

Sadržaj krutih tvari je ulaz dva. Iznad 1% suspendiranih krutih tvari, elektromagnetizam pobjeđuje. Ispod 0,1%, bilo koje radi. Između ovih brojeva, testirajte obje tehnologije na svojoj stvarnoj tekućini prije nego što se posvetite implementaciji flote. I uzmite u obzir troškove gašenja pri odabiru.

Novogradnja gdje su modifikacije cjevovoda jeftine? Odaberite isključivo prema tehničkim zahtjevima. Radni objekti u kojima obustava košta 10 USD, 000+ po satu? Nemojte rezati cijev osim ako je to apsolutno neophodno.

Na kraju, izračunajte ukupni trošak vlasništva. Koristite svoje stvarne stope rada, troškove energije, očekivani vijek trajanja. Pronađite studije slučaja koje odgovaraju vašim aplikacijama-s pet-i više godina stvarnih operativnih podataka.

Elektromagnetski mjerači protokapružaju mjerenje punog{0}}provrta, nizak pad tlaka i izvrsne performanse u zahtjevnim tekućinama. Ultrazvuk izbjegava prodiranje cijevi, stvara nulti pad tlaka i mjeri širi raspon tekućine. Niti jedno nije univerzalno bolje-ključ je u usklađivanju principa mjerenja s vašim stvarnim zahtjevima.

Kamo tehnologija ide

Glavni tehnološki trendovi u posljednjih nekoliko godina su jasni: dosljednost proizvodnje + digitalno modeliranje + dijagnostičke mogućnosti koje napreduju paralelno.Elektromagnetski mjerači protokasve više prihvaćaju pristupe "kompenzacije suhog kalibriranja/modeliranja"-strože geometrijske tolerancije i modeliranje magnetskog polja/protočnog polja poboljšavaju konzistentnost tvornice, smanjujući oslanjanje na pojedinačne mokrekalibriranjeuz zadržavanje točnosti na inženjerskoj-standardnoj razini od ±0,5% i smanjenje ukupnih troškova. Ultrazvuk se nastavlja razvijati prema više puteva-4-put do 8/12-nadogradnje putanja isporučuju vrijednost ne samo u točnosti, već iu robusnosti u odnosu na ne-idealne profile protoka i redundantnu dijagnostiku putanje, identificirajući anomalije putanje, onečišćenje ili smetnje s mjehurićima za dramatično poboljšanje pouzdanosti polja. Najbolji-modeli približavaju se ±0,1% očitanja u uvjetima laboratorijske kalibracije. U međuvremenu, ultra-arhitektura niske potrošnje energije i sazrijevanje tehnologije baterija omogućuju ultrazvučnim uređajima s baterijskim napajanjem da se približe životnom vijeku od 10 godina, čineći privremena istraživanja protoka, daljinsko praćenje cjevovoda i implementaciju bez žice istinski praktičnima.