Už aUltragarsinis srauto matuoklis su prispaudžiamuoju tranzito laikuSignalo stiprumas yra vienas naudingiausių diagnostinių parametrų. Tačiau yra dažnas klaidingas supratimas:

Didelis signalo stiprumas nebūtinai reiškia didelį matavimo tikslumą, o mažas signalo stiprumas nebūtinai reiškia, kad srauto matuoklis yra sugedęs.

Signalo stiprumas daugiausia parodo, kaip efektyviai ultragarsinis signalas sklinda per vamzdį ir skystį, ir kaip gerai jį priima priešingas keitiklis.

1. Kas yra signalo stiprumas?

Paprastai tariant,Signalo stiprumas rodo srauto matuoklio gaunamo ultragarsinio signalo stiprumą.

Ultragarsinio srauto matuoklio su spaustuku akustinis kelias yra maždaug:

Keitiklis → Vamzdžio sienelė → Apsauga → Skystis → Apsauga → Vamzdžio sienelė → Keitiklis

Siųstuvas generuoja ultragarsinį signalą, kuris sklinda per vamzdžio sienelę ir skystį prieš pasiekdamas imtuvą.

Jei akustinė energija perduodama su santykinai mažais nuostoliais, priimamas signalas bus stipresnis. Jei signalas smarkiai susilpnėja, atsispindi arba išsisklaido, priimamas signalas susilpnėja.

2. Kokie veiksniai turi įtakos signalo stiprumui?

Gautą ultragarsinį signalą gali smarkiai paveikti keli veiksniai.

2.1 Vamzdžių medžiaga

Skirtingos vamzdžių medžiagos turi skirtingas akustines savybes.

Įprasti pavyzdžiai:

• Anglinis plienas
• Nerūdijantis plienas
• Ketaus
• PVC
• HDPE
• Cementu dengtas vamzdis

Ultragarsinė energija, sklindanti per skirtingas medžiagas, elgiasi skirtingai. Todėl tas pats srauto matuoklis, sumontuotas ant skirtingų tipų vamzdžių, gali rodyti skirtingą signalo stiprumą.

2.2 Vamzdžio sienelės storis

Vamzdžio sienelės storis yra ypač svarbus ultragarsiniam srauto matavimui su užspaudžiamuoju įtaisu.

Apskritai, kuo storesnė vamzdžio sienelė, tuo didesnį medžiagos kiekį turi praeiti ultragarsinis signalas, o tai gali padidinti akustinį slopinimą.

Tai gali tapti ypač svarbu:

Didelio skersmens, storasieniai vamzdžiai

Todėl vien vamzdžio dydžio nepakanka ultragarsiniam srauto matuokliui pasirinkti.

Pavyzdžiui, užuot pateikę tik:

Vamzdžio dydis: DN500

daug naudingiau pateikti:

Vamzdžio medžiaga + išorinis skersmuo + sienelės storis + pamušalo medžiaga

2.3 Vamzdžių pamušalas

Vamzdžių danga gali turėti didelės įtakos signalo stiprumui.

Įprastos pamušalo medžiagos yra:

• PTFE
• Guma
• Cementas
• Epoksidinė derva
• Plastikas

Ultragarsinis signalas gali turėti praeiti per:

Keitiklis → Vamzdžio sienelė → Įdėklas → Skystis

Jei įdėklo akustinės savybės labai skiriasi nuo vamzdžio ir skysčio akustinių savybių, gali atsirasti papildomų akustinių nuostolių.

Todėl ne visada pakanka žinoti, kad vamzdis yra „plieninis“. Taip pat reikėtų atsižvelgti į vidinio pamušalo tipą ir storį.

3. Kodėl oro burbuliukai mažina signalo stiprumą?

Oro burbuliukai yra viena iš dažniausių silpnų arba nestabilių ultragarsinių signalų priežasčių.

Kadangi dujų ir skysčio akustinės savybės labai skiriasi, burbuliukai gali išsklaidyti ir atspindėti ultragarso bangas.

Be didelių oro burbuliukų:

Ultragarsinis signalas → Skystis → Priėmimo keitiklis

Su oro burbuliukais:

Ultragarsinis signalas → Burbulai → Išsklaidymas / Atspindys → Energijos nuostoliai → Silpnesnis priimamas signalas

Dėl to per didelis oro burbuliukų kiekis gali sukelti:

• Sumažėjęs signalo stiprumas
• Nestabilūs srauto rodmenys
• Pertraukiamas signalo praradimas
• Prastas matavimo stabilumas

Todėl, kai signalo stiprumas staiga sumažėja, inžinierius turėtų ne tik patikrinti keitiklius, bet ir ištirti, ar vamzdyje nėra oro.

4. Keitiklio sujungimas taip pat yra labai svarbus

Ultragarsinio srauto matuoklio su spaustuku keitiklis tiesiogiai nesiliečia su skysčiu. Ultragarsinis signalas turi praeiti pro vamzdžio sienelę.

Jungimo kelią galima supaprastinti taip:

Keitiklis → Jungiamoji jungtis → Vamzdžio sienelė

Prastas sujungimas gali žymiai sumažinti signalo stiprumą.

Tipinės priežastys:

• Nepakankamas jungiamasis junginys
• Netolygus sukabinimas
• Rūdys arba korozija ant vamzdžio paviršiaus
• Stori dažai arba danga
• Šiurkštus vamzdžio paviršius
• Laisvi keitikliai
• Keitikliai, kurie pasislinko iš pradinės padėties

Todėl patikimam ultragarso perdavimui būtini tinkamas paviršiaus paruošimas ir geras mechaninis kontaktas tarp keitiklio ir vamzdžio.

5. Ar didelis signalo stiprumas reiškia didelį tikslumą?

Nebūtinai.

Tai vienas iš svarbiausių dalykų, kuriuos reikia suprasti.

Signalo stiprumas daugiausia mums pasako:

„Ar srauto matuoklis gali priimti pakankamai stiprų ultragarsinį signalą?“

Kita vertus, matavimo tikslumas reikalauja:

„Kiek artimas išmatuotas srauto greitis faktiniam srauto greičiui?“

Tai du skirtingi dalykai.

Pavyzdžiui:

A atvejis

Signalo stiprumas: didelis

Tačiau keitikliai sumontuoti netinkamoje vietoje ir srauto profilis yra labai iškreiptas.

→ Signalas gali būti stiprus, tačiau matavimas vis tiek gali turėti paklaidą.

B atvejis

Signalo stiprumas: Vidutinis

Tačiau keitikliai yra tinkamai sumontuoti, vamzdžių sąlygos tinkamos, o signalas stabilus.

→ Srauto matuoklis vis tiek gali pasiekti gerus matavimo rezultatus.

Todėl:

Didelis signalo stiprumas ≠ Didelis tikslumas

6. Kiek žemai yra per žemai?

Nėra universalios signalo stiprumo vertės, kurią būtų galima taikyti kiekvienam ultragarsiniam srauto matuokliui.

Skirtingi gamintojai gali skirtingai apibrėžti ir rodyti signalo stiprumą, pavyzdžiui:

• Signalo stiprumas %
• Signalo stiprumas dB
• Signalo kokybė
• Signalo ir triukšmo santykis (SNR)
• Priimto signalo lygis

Šie parametrai yra susiję, bet jie yranebūtinai tiesiogiai palyginami tarp skirtingų gamintojų ar modelių.

Konkrečiam srauto matuokliui kaip nuoroda turėtų būti naudojamas gamintojo vadovas ir prietaiso vidinis apibrėžimas.

7. Signalo stiprumas ir SNR

Norint geriau suprasti, taip pat svarbu atskirtiSignalo stiprumasišSNR (signalo ir triukšmo santykis).

Signalo stiprumasdaugiausia aprašoma:

Koks stiprus gaunamas ultragarsinis signalas.

Signalo ir triukšmo santykis (SNR)aprašo:

Koks yra naudingo signalo stiprumas, palyginti su foniniu triukšmu.

Pavyzdžiui, srauto matuoklis gali gauti gana stiprų signalą, bet jei elektrinis arba mechaninis triukšmas taip pat yra didelis, signalo ir triukšmo santykis (SNR) vis tiek gali būti prastas.

Todėl, kai prietaisas pateikia tokius parametrus kaip:

Signalo stiprumas + SNR + Signalo kokybė

idealiu atveju jie turėtų būti vertinami kartu.

8. Kaip signalo stiprumas gali būti naudojamas trikčių šalinimui?

Praktinis trikčių šalinimo būdas yra stebėti abulygis ir stabilumassignalo.

Stabilus ir gana stiprus signalas

Tai paprastai rodo, kad:

• Keitikliai yra gerai sujungti
• Akustinis kelias yra priimtinas
• Priėmimo signalas yra stabilus

Tačiau matavimo tikslumą vis tiek reikia įvertinti atskirai.

Labai silpnas signalas

Patikrinkite šiuos dalykus:

1. Keitiklio montavimas
2. Sujungimo junginys
3. Vamzdžio paviršiaus būklė
4. Vamzdžio sienelės storis
5. Vamzdžių pamušalas
6. Oro burbuliukai
7. Ar vamzdis visiškai pilnas
8. Keitiklio atstumas
9. Keitiklio pasirinkimas
10. Į srauto matuoklį įvesti vamzdžių ir skysčių parametrai

Signalo stiprumas staiga sumažėja

Atkreipkite ypatingą dėmesį į:

• Į vamzdį patenkantys oro burbuliukai
• Laisvi keitikliai
• Sugedusi mova
• Veikimo sąlygų pokyčiai
• Reikšmingi skysčio temperatūros pokyčiai
• Vamzdžių vibracija

9. Signalo stiprumas labiau yra akustinis sveikatos rodiklis

Galiausiai,Signalo stiprumas turėtų būti laikomas akustiniu diagnostiniu indikatoriumi, o ne tiesioginiu tikslumo indikatoriumi..

Tai padeda atsakyti į klausimą:

„Ar ultragarsinis signalas sklinda per vamzdį ir skystį ir yra tinkamai priimamas?“

Pats savaime jis neatsako į klausimą:

„Ar srauto matavimas yra tikslus?“

Tinkamas vertinimas turėtų atsižvelgti į kelis veiksnius:

Signalo stiprumas + SNR / Signalo kokybė + Keitiklio montavimas + Vamzdžio būklė + Skysčio būklė + Srauto profilis + Kalibravimas

Todėl praktiniuose inžinerijos pritaikymuose,Signalo stiprumas pirmiausia naudingas montavimui patikrinti, trikčių šalinimui ir matavimo sistemos akustinės būklės stebėjimui, o ne kaip atskira matavimo tikslumo specifikacija.