Vložka potrubia je dôležitým faktorom, ktorý treba zvážiť pri inštaláciiultrazvukový prietokomer s príložkouHoci sú meniče namontované na vonkajšej strane potrubia, ultrazvukový signál musí prejsť cez stenu potrubia a v mnohých prípadoch aj cez vnútornú výstelku, kým dosiahne kvapalinu.

Preto môže mať typ a hrúbka potrubnej výstelky významný vplyv nasila signálu, akustický prenos, rozostup prevodníkov a stabilita merania.

1. Ako sa ultrazvukový signál šíri cez potrubie s výstelkou?

Pre typický ultrazvukový prietokomer s prítlačnou konštrukciou sleduje ultrazvukový signál dráhu podobnú:

Prevodník → Stena potrubia → Vložka potrubia → Kvapalina → Vložka potrubia → Stena potrubia → Prevodník

Na rozdiel od vpichovacieho prietokomera sa prevodníky nedotýkajú priamo kvapaliny.

Ultrazvukový signál musí prejsť cez niekoľko rôznych materiálov, kým sa dostane do kvapaliny. Každý materiál má odlišné akustické vlastnosti, takže signál môže na rozhraniach medzi materiálmi zažívať odraz, lom a útlm.

Preto je potrebné pri inštalácii ultrazvukového prietokomeru zvážiť aj výstelku potrubia.

2. Prečo je podšívkový materiál dôležitý?

Rôzne obkladové materiály majú rôzneakustická impedancia a rýchlosť zvuku.

Medzi bežné materiály na obloženie potrubí patria:

• PTFE
• Guma
• Tvrdá guma
• Cementová malta
• Epoxid
• Plast
• Iné ochranné nátery

Keď ultrazvuková vlna prechádza z jedného materiálu do druhého, časť jej energie sa môže odrážať na rozhraní.

Napríklad:

Stena potrubia → Výstelka → Kvapalina

Na každom rozhraní môže rozdiel v akustických vlastnostiach ovplyvniť, koľko ultrazvukovej energie vstupuje do ďalšieho materiálu.

Ak je akustický nesúlad významný, môže sa odraziť viac energie a k prijímaciemu meniču môže dosiahnuť menej energie.

To môže mať za následok:

Nižšia sila signálu a náročnejšie akustické meranie.

3. Prečo je hrúbka podšívky dôležitá?

Dôležitá je aj hrúbka podšívky.

Tenká výstelka môže mať relatívne obmedzený účinok, zatiaľ čo hrubá výstelka môže výrazne zväčšiť dĺžku akustickej cesty cez materiál výstelky.

Keď ultrazvukový signál prechádza cez výstelku, časť jeho energie sa môže zoslabiť.

Preto sú podmienky merania ovplyvnené:

Materiál obloženia + Hrúbka obloženia + Akustické vlastnosti

Z tohto dôvodu sa dve rúry s rovnakým menovitým priemerom a rovnakým vonkajším materiálom môžu správať odlišne, ak majú odlišné vnútorné výstelky.

Napríklad:

Rúra z uhlíkovej ocele bez výstelky

a

Rúra z uhlíkovej ocele s hrubou gumovou výstelkou

môžu mať výrazne odlišné charakteristiky ultrazvukového prenosu.

4. Prečo môžu byť gumené a plastové obloženia náročné?

Niektoré mäkké alebo nízkoakustické výstelkové materiály môžu sťažiť ultrazvukové meranie pomocou svorkových prístrojov.

Medzi príklady patria určité:

• Gumové obloženie
• PTFE výstelky
• Plastové obloženia

Ultrazvuková vlna môže pri prechode cez tieto materiály zaznamenať väčší útlm alebo odraz.

To môže viesť k:

• Znížená sila signálu
• Zvýšená náročnosť detekcie signálu
• Užší rozsah vhodných rozstupov prevodníkov
• Väčšia citlivosť na podmienky inštalácie

To neznamená, že potrubia s vložkou nemožno merať.

Prietokomer je skôr potrebné správne vybrať a nakonfigurovať podľa skutočných podmienok potrubia a výstelky.

5. Ako ovplyvňuje výstelka potrubia rozostup snímačov?

Pri upínacích ultrazvukových prietokomeroch sa rozstup snímačov zvyčajne vypočítava na základe niekoľkých parametrov vrátane:

• Priemer potrubia
• Hrúbka steny potrubia
• Materiál potrubia
• Podšívkový materiál
• Hrúbka podšívky
• Typ kvapaliny
• Teplota kvapaliny
• Rýchlosť ultrazvuku cez rôzne materiály

Preto, ak sú informácie o výstelke zadané do prietokomera nesprávne, vypočítaná vzdialenosť prevodníkov môže byť tiež nesprávna.

Napríklad, ak má skutočné potrubie 5 mm gumenú výstelku, ale prístroj je konfigurovaný ako oceľové potrubie bez výstelky, vypočítaná akustická dráha nemusí presne zodpovedať skutočnej štruktúre potrubia.

To môže sťažiť získavanie signálu a ovplyvniť výkon merania.

6. Môže mať prietokomer silný signál na potrubí s vložkou?

Áno.

Obložená rúra neznamená automaticky, že ultrazvukový signál bude slabý.

Skutočná sila signálu závisí od kombinovaného účinku:

Materiál potrubia + Hrúbka steny + Vnútorná vrstva + Kvapalina + Prevodník + Inštalácia

Dobre navrhnutá inštalácia na potrubí s vložkou môže stále poskytovať stabilný a silný ultrazvukový signál.

Preto by sa prítomnosť výstelky nemala považovať za automatický znak toho, že meranie ultrazvukom s prítlačnou hlavicou nie je vhodné.

7. Ako môžu vzduchové bubliny problém zhoršiť?

Vložka do potrubí môže predstavovať aj ďalší potenciálny problém: hromadenie vzduchu.

Ak potrubie nie je úplne naplnené alebo ak sú v kvapaline prítomné vzduchové bubliny, ultrazvukový signál môže byť výrazne zoslabený alebo rozptýlený.

Kombinovaný stav:

Hrubá podšívka + Vzduchové bubliny + Slabé spojenie

môže obzvlášť sťažiť prenos ultrazvukového signálu.

Preto by sa miesto inštalácie malo ideálne vybrať naúplne vyplnená časť potrubia, mimo miest, kde sa môže hromadiť vzduch.

8. Ako by mali inžinieri hodnotiť potrubie s vložkou?

Pred inštaláciou ultrazvukového prietokomera s príložným systémom sa odporúča zhromaždiť nasledujúce informácie:

1. Vonkajší priemer potrubia
2. Hrúbka steny potrubia
3. Materiál potrubia
4. Podšívkový materiál
5. Hrúbka podšívky
6. Typ kvapaliny
7. Teplota kvapaliny
8. Očakávaná rýchlosť prúdenia
9. Stav potrubia
10. Dostupná dĺžka rovného potrubia

Tieto informácie umožňujú prietokomeru určiť vhodnejšiu akustickú konfiguráciu a rozostup prevodníkov.

Pri náročných aplikáciách môže byť užitočné aj skutočné testovanie na mieste pred konečnou inštaláciou.

9. Aké sú typické príznaky problému súvisiaceho s podšívkou?

Akustický problém súvisiaci s obložením sa môže prejaviť takto:

• Nízka sila signálu
• Nestabilná sila signálu
• Problémy so zachytením ultrazvukového signálu
• Nesprávne alebo nestabilné údaje o prietoku
• Časté výpadky signálu
• Silná citlivosť na polohu prevodníka

Tieto príznaky však nemusia nevyhnutne znamenať, že samotná sliznica je jedinou príčinou.

Podobné príznaky môžu byť spôsobené aj:

• Slabé prepojenie prevodníka
• Nesprávna rozostupnosť prevodníkov
• Nadmerná hrúbka steny potrubia
• Vzduchové bubliny
• Nesprávne parametre potrubia
• Korózia povrchu potrubia
• Vibrácie potrubia

Preto by sa pri riešení problémov mala zohľadniť celá akustická cesta, a nie len obloženie.

Vnútorná vrstva potrubia ovplyvňuje meranie prietoku ultrazvukovým prítlačným zariadením, pretože ultrazvukový signál musí prechádzať cezstena potrubia a výstelka pred vstupom do kvapaliny.

Materiál a hrúbka výstelky môžu ovplyvniť prenos zvuku, útlm signálu, odraz a požadovaný rozstup meničov.

Kľúčové faktory možno zhrnúť takto:

Materiál potrubia + Hrúbka steny + Materiál výstelky + Hrúbka výstelky + Vlastnosti kvapaliny → Prenos zvuku → Kvalita signálu → Stabilita merania

Preto pri výbere a inštalácii ultrazvukového prietokomera s príložkou by sa mala výstelka potrubia vždy považovať za dôležitú súčasť akustickej meracej dráhy.

Potrubie s výstelkou nemusí nevyhnutne zabrániť ultrazvukovému meraniu, alePri výbere prietokomeru, konfigurácii parametrov a inštalácii prevodníka je potrebné správne zvážiť materiál a hrúbku výstelky..