De draagbare klem-op een ultrasone flowmeter bestaat hoofdzakelijk uit een draagbare flowmeterhost, een klem-op transducers, montagecomponenten en een signaalverwerkingseenheid (flowcomputer). Het werkingsprincipe is als volgt: de transducer zet elektrische energie om in geluidsgolven en brengt deze over naar de te meten vloeistof; de ontvanger vangt het gereflecteerde geluidsgolfsignaal op, dat vervolgens wordt versterkt door elektronische circuits en omgezet in een elektrisch signaal dat overeenkomt met de stroomsnelheid. Dit signaal wordt vervolgens verzonden naar het weergave- en integratie-instrument voor gegevensweergave en cumulatieve berekening, waardoor de stroomdetectie en -meting wordt voltooid. Factoren zoals de -installatieomgeving ter plaatse, leidingmateriaal en bekledingsmateriaal, leidingparameters, installatie en positionering van de transducer en externe interferentie kunnen allemaal van invloed zijn op de meetnauwkeurigheid van deze debietmeter.
Invloed van de installatieomgeving op handbediende stroomtangen-op ultrasone flowmeters
1.1 Rechte pijpsecties stroomopwaarts en stroomafwaarts
Tijdens de installatie en het gebruik op locatie- worden de metingen vaak beïnvloed doordat er geen locatie kan worden gevonden die aan de vereisten voldoet. Als we bijvoorbeeld een stalen buis van DN300 nemen en de standaardlengte van het rechte buisgedeelte 10 keer de buisdiameter (stroomopwaarts) en 5 keer de buisdiameter (stroomafwaarts) is, wordt de klem-op de ultrasone stroommeter vergeleken met een elektromagnetische stroommeter die op de standaardlocatie op verschillende posities is geïnstalleerd.
Uit de resultaten blijkt dat onvoldoende rechte leidingsecties tot aanzienlijke meetfouten leiden. Wanneer het stroomopwaartse rechte pijpgedeelte onvoldoende is, zoals bij installatie na een elleboogstuk of klep, vertoont dit gewoonlijk een positieve fout en is de foutwaarde relatief groot.
De draagbare klem-op de ultrasone flowmeter is een snelheids-flowmeter. Hoe hoger de vloeistofstabiliteit, hoe dichter de gemeten gemiddelde stroomsnelheid bij de werkelijke waarde ligt. Daarom moeten, als de omstandigheden het toelaten, de stroomopwaartse en stroomafwaartse rechte pijpsecties zo lang mogelijk zijn.
1.2 Vloeistofstroomsnelheid
De stroomsnelheid van de vloeistof in de leiding is een sleutelfactor die de meetnauwkeurigheid beïnvloedt. Experimenten tonen aan dat wanneer het Reynoldsgetal van de pijp 2320 overschrijdt, de vloeistof zich in een turbulente toestand bevindt; beneden 2320 is er sprake van laminaire stroming. De meetindustrie hanteert doorgaans 0,3 m/s als scheidingspunt tussen hoge en lage stroomsnelheden. Het wordt aanbevolen dat de debietmeter werkt bij stroomsnelheden boven 0,3 m/s; onder deze waarde kan de nauwkeurigheid van de flowmeter niet worden gegarandeerd.
2. Invloed van leidingparameters op handbediende klem-op ultrasone flowmeters
2.1 Parameterinstellingen
Pas onder vaste leidingomstandigheden de parameters voor de diameter van de invoerleiding aan. De invoerfout van de buisdiameter is recht evenredig met de meetresultaatfout. Wanneer de werkelijke buiswanddikte 12 mm is, blijkt uit het wijzigen van de invoerparameter van de buiswanddikte dat de invoerfout van de buiswanddikte ook direct evenredig is aan de fout in het meetresultaat.
2.2 Buismateriaal en voering
Als de buismateriaal- of bekledingsparameters onjuist worden ingevoerd, zal dit leiden tot afwijkingen in de berekening van de installatieafstand van de transducer, wat op zijn beurt fouten veroorzaakt in de invalshoek van de geluidsgolf, waardoor de meetnauwkeurigheid afneemt en in ernstige gevallen zelfs de signaalontvangst wordt verhinderd. Uit experimenten blijkt dat de belangrijkste invloed van de leidingvoering op de meting de verandering in de werkelijke stroomdiameter is. De aanwezigheid van de bekleding verkleint het effectieve dwarsdoorsnedeoppervlak van de buis, wat resulteert in een overeenkomstige afname van de stroomsnelheidswaarde berekend op basis van de stroomsnelheid. Daarom moet tijdens de meting rekening worden gehouden met de dikte van de voering. De invloed van buismateriaal en bekleding op de meting komt voort uit het verschil in de voortplantingssnelheid van geluidsgolven in verschillende media. Als de werkelijke geluidssnelheid van het materiaal groter is dan de ingestelde geluidssnelheid, zal het meetresultaat kleiner zijn; omgekeerd zal het groter zijn.
Invloed van transducerinstallatie en positionering op handbediende klem-op ultrasone flowmeters
Afhankelijk van de verschillende transducerinstallatiemethoden kunnen deze worden onderverdeeld in Z--methode en V--methode. De praktijk leert dat, zonder de signaalontvangst te beïnvloeden, de meetnauwkeurigheid van de V--methode superieur is aan die van de Z--methode. Dit komt omdat de installatie van de V--methode een nauwkeurige positionering van de transducer mogelijk maakt, waardoor de meetfout voornamelijk voortkomt uit de vloeistofkarakteristieken en leidingparameters. Hoewel de Z-methode een sterker geluidsgolfsignaal heeft, is de positionering van de transducer moeilijker. Wanneer de vloeistofverdeling ongelijkmatig is en het rechte pijpgedeelte aan de voorkant van het instrument kort is, kan een meer-kanaals ultrasone flowmeter worden gebruikt voor meer-tests om de fouten veroorzaakt door vloeistofinstabiliteit te ondervangen.
3.1 Installatieafstand
De installatiefout van de ultrasone flowmeter-transducer heeft een aanzienlijke invloed op de meetresultaten en moet strikt volgens de gespecificeerde afmetingen worden geïnstalleerd. Door bijvoorbeeld de V--methode te gebruiken om transducers te installeren op een pijpleiding van DN300 mm, werd de relatie tussen de afstandsafwijking en de meetfout getest door de installatieafstand van de transducer te wijzigen.
Daarom heeft de afwijking in de installatieafstand van de transducer een aanzienlijke invloed op de meetfout, dus de afwijking moet binnen het kleinst mogelijke bereik worden gecontroleerd.
