Desenvolvimento de medidor de vazão de água não invasivo
O medidor de vazão de água não invasivo está usando tecnologia de medição de vazão ultrassônica; os transdutores do medidor de vazão geralmente são fixados em tipos sem intrusão nas tubulações de água, geralmente vemos medidores de vazão ultrassônicos portáteis, medidores de vazão ultrassônicos portáteis ou medidores de vazão de água montados na parede com sensor de vazão não invasivo para fazer medições de vazão de água.
A tecnologia do medidor de vazão ultrassônico surgiu no mercado desde 1970. No início, era baseada principalmente no medidor de vazão Doppler. No entanto, no estágio inicial, a tecnologia não invasiva do medidor de vazão de água foi aplicada em muitas aplicações inadequadas, resultando em resultados de medição ruins. Anos mais tarde, algumas aplicações mais bem-sucedidas foram promovidas e a medição ultrassônica do fluxo de água com tecnologia não invasiva foi gradualmente reconhecida pelos usuários. Ao mesmo tempo, a capacidade da unidade de processamento eletrônico de medidores de vazão ultrassônicos foi aprimorada nas últimas décadas com a melhoria do nível técnico da indústria eletrônica. Com o desenvolvimento contínuo, essas melhorias não apenas expandem o campo de aplicação dos medidores de vazão Doppler, mas também tornam o medidor de vazão ultrassônico de trânsito de tempo aplicado a uma variedade de aplicações e podem obter maior precisão, tornando assim a tecnologia do medidor de vazão ultrassônico não invasivo mais usada.
Desde 1990, muitas empresas de petróleo e gás e estações de calibração de fluxo acumularam uma grande quantidade de dados práticos, completando assim o primeiro relatório de pesquisa sobre a medição de gás natural por medidores de vazão ultrassônicos em 1996, que é a parte importante do relatório AGA 9 de 1998 . Desde então, os medidores de vazão ultrassônicos foram amplamente desenvolvidos no campo da medição de gás natural. Em 2005, também com base em um grande número de dados práticos, o padrão API 5.8 para medição de hidrocarbonetos líquidos por medidor de vazão ultrassônico líquido foi oficialmente promulgado, o que efetivamente promoveu a aplicação do medidor de vazão ultrassônico líquido em petróleo e seus produtos.
Atualmente, o número de medidores de vazão ultrassônicos é aplicado globalmente a uma taxa de mais de 10% ao ano. A China é o país que mais cresce, e a indústria de petróleo e gás é a maior indústria de aplicações.
Princípio do medidor de fluxo de água não invasivo
Existem duas tecnologias comuns de medidores de vazão ultrassônicos no mercado atualmente: o medidor de vazão de tempo de trânsito e o medidor de vazão Doppler. Embora os medidores de vazão não intrusivos com método de tempo de trânsito tenham sido inventados posteriormente, eles são amplamente utilizados e podem alcançar maior precisão na medição de água. Embora a aplicação da tecnologia Doppler tenha muitas limitações, ela também tem sua aplicação exclusiva para medição de águas residuais ou águas sujas.
Medidor de fluxo de tempo de trânsito com sensor de fluxo de água não invasivo
O método do medidor de fluxo de tempo de trânsito refere-se à técnica de determinar a velocidade da água na tubulação medindo o tempo entre os dois transdutores quando o pulso ultrassônico está fluindo para frente e para trás. Cada transdutor atua como um transmissor e depois como um receptor. Os medidores de fluxo de tempo de trânsito são principalmente para água limpa, água da torneira, água subterrânea, água de combate a incêndios, etc., não são adequados para água suja, esgoto ou efluentes.
Sob a condição de que a água encha o tubo e esteja estacionária, o tempo do pulso ultrassônico de e para o transdutor é teoricamente o mesmo. Porque em um fluido estático, a velocidade do som ultrassônico que se propaga em diferentes direções é constante. Se a água flui através de um cano, os pulsos ultrassônicos viajam mais rápido a jusante do que a montante, e a diferença de tempo entre os dois é proporcional à velocidade da água no cano. Os medidores de vazão ultrassônicos mono e multicanal podem ser usados para medir as taxas de fluxo de água, mas os medidores de vazão ultrassônicos multicanal medem com mais precisão porque obtêm informações de taxa de fluxo de diferentes locais no perfil da água, portanto, mais próximos da situação real da taxa de fluxo. A velocidade do fluxo é calculada a partir do tempo de viagem em uma distância fixa e não é afetada por fatores como temperatura da água, pressão e composição do fluido.
Os medidores ultrassônicos de vazão de água têm uma precisão muito alta em uma faixa de vazão muito ampla, sem perda de pressão na tubulação. Como não há partes móveis, os medidores de vazão ultrassônicos têm um desempenho muito estável como medidores de vazão não intrusivos. Em geral, os medidores de vazão de água não invasivos têm as seguintes vantagens principais sobre outros tipos de medidores de vazão: medidores de vazão sem peças móveis, medidores de vazão sem contato , sem perda de pressão; ampla taxa de abertura; medição bidirecional; sem necessidade de manutenção periódica; trabalho de encanamento simples necessário para instalação; vida estável e longa.
Braçadeira no medidor de fluxo de água ultrassônico
Os medidores de vazão ultrassônicos do método Doppler e do método de transmissão de tempo possuem instalação clamp-on; pode ser fixado em medidores de vazão de água. Os medidores de vazão não invasivos não penetram na parede do tubo e suas sondas não entram em contato com a água. Este medidor de vazão não intrusivo tem vantagens na medição de fluidos corrosivos, mas sua precisão é baixa e não pode atender aos requisitos de alta precisão. O medidor de vazão clamp-on precisa cumprir rigorosamente as seguintes operações: o material do tubo a ser medido deve ser adequado para transmissão de ondas sonoras; a superfície de montagem deve estar limpa e limpa; a sonda deve ser acoplada acusticamente na parte externa do tubo (normalmente é utilizada graxa ou epóxi); a parede interna do tubo a ser medido deve estar livre de substâncias capazes de absorver ondas sonoras. Por exemplo, os fabricantes de medidores de vazão fornecem maneiras diferentes de instalar grampos nos medidores de vazão para posicionar a sonda. Alguns fabricantes prendem o conjunto da sonda à parede externa da tubulação por meio de trilho de alinhamento, cinta, correntes de ligação ou montagem em superfície para montar todo o módulo no tubo. A velocidade do som na qual uma onda sonora viaja é determinada pelo material pelo qual ela passa, e o ângulo de refração resultante varia amplamente. Como o tubo e a água podem produzir ângulos de refração, é muito difícil posicionar a sonda com precisão. Além disso, o posicionamento da sonda que funciona para um fluido não funcionará para outros fluidos devido a mudanças no ângulo de refração.
Quando o posicionamento preciso da sonda estiver completo, a sonda deve ser acusticamente acoplada à parede externa do tubo com graxa ou epóxi. Superfícies de acoplamento ásperas podem fazer com que a sonda se solte da parede do tubo, afetando a transmissão de pulso e a recepção entre as sondas. Para aplicações de transferência de custódia, os medidores de vazão ultrassônicos clamp-on não possuem a precisão e estabilidade necessárias.
Especificações do medidor de vazão de água não invasivo
- O medidor de fluxo de água não invasivo pode ser feito medidor de fluxo de água invasivo de montagem na parede ou medidor de fluxo de água tipo portátil ou medidores de fluxo de água portáteis;
- O fluxo de água direto e reverso pode ser medido e registrado nos dados por medidores de fluxo não intrusivos.
- Uma variedade de protocolos de comunicação está disponível para transmissores de medidores de vazão não invasivos, como 4-20mA, pulso, relé, RS485, Modbus. O medidor de vazão pode transmitir dados para PC ou nuvem através do protocolo para realizar a Internet das Coisas. O protocolo de comunicação é adequado para diferentes condições ambientais.
- O transmissor de fluxo possui registrador de dados embutido para salvar os dados de medição de água e os dados podem ser exportados para o computador. Os dados da tubulação de inspeção podem ser exportados na inspeção de manutenção. Os dados incluem tempo, taxa de fluxo de água, fluxo total de água, fluxo de água para frente e para trás, e o intervalo de medição pode ser definido, o que é adequado para trabalho de monitoramento de fluxo de água de trabalho de inspeção de dutos.
- Diferentes maneiras de instalar a sonda ultrassônica de fluxo não invasivo, como elo de corrente, trilho de alinhamento ou cinta. Medidores de vazão sem contato para ter perda de pressão zero.
- Os medidores de fluxo de água não invasivos são com braçadeira nos transdutores para não causar danos à tubulação de água e não causarão vazamentos na tubulação de água.
- Tamanho da linha de tubulação de água de DN32 a DN2000, tamanho de solicitação normal é medidor de vazão de água não invasivo de 1 polegada, 2”, 3” 4 polegadas, DN100, sensor de fluxo ultrassônico de 6 polegadas, 8 polegadas, 10”, 12 polegadas ou braçadeira DN300 em medidores de vazão
- Faixa de velocidade da água: ±0,01m/s~±12,0m/s
