Pentru odebitmetru cu ultrasunete cu timp de tranzit cu clemă, puterea semnalului este unul dintre cei mai utili parametri de diagnostic. Cu toate acestea, există o neînțelegere frecventă:

O putere mare a semnalului nu înseamnă neapărat o precizie ridicată a măsurătorii, iar o putere scăzută a semnalului nu înseamnă neapărat că debitmetrul este defect.

Intensitatea semnalului ne spune în principal cât de eficient trece semnalul ultrasonic prin conductă și lichid și cât de bine este recepționat de traductorul opus.

1. Ce este puterea semnalului?

În termeni simpli,puterea semnalului indică puterea semnalului ultrasonic recepționat de debitmetru.

Pentru un debitmetru cu ultrasunete cu clemă, traseul acustic este de aproximativ:

Traductor → Perete țeavă → Căptușeală → Lichid → Căptușeală → Perete țeavă → Traductor

Transmițătorul generează un semnal ultrasonic, care trece prin peretele țevii și prin lichid înainte de a ajunge la traductorul receptor.

Dacă energia acustică este transmisă cu pierderi relativ mici, semnalul recepționat va fi mai puternic. Dacă semnalul prezintă o atenuare, reflexie sau împrăștiere semnificativă, semnalul recepționat va deveni mai slab.

2. Ce factori afectează puterea semnalului?

Mai mulți factori pot influența semnificativ semnalul ultrasonic recepționat.

2.1 Materialul țevii

Diferite materiale pentru țevi au proprietăți acustice diferite.

Exemple comune includ:

• Oțel carbon
• Oţel inoxidabil
• Fontă
• PVC
• HDPE
• Țeavă căptușită cu ciment

Energia ultrasonică se comportă diferit atunci când trece prin materiale diferite. Prin urmare, același debitmetru poate afișa intensități ale semnalului diferite atunci când este instalat pe diferite tipuri de țevi.

2.2 Grosimea peretelui țevii

Grosimea peretelui țevii este deosebit de importantă pentru măsurarea debitului cu ultrasunete cu clemă.

În general, cu cât peretele țevii este mai gros, cu atât este mai mare cantitatea de material prin care trebuie să treacă semnalul ultrasonic, ceea ce poate crește atenuarea acustică.

Acest lucru poate deveni deosebit de important pentru:

Țevi cu diametru mare și pereți groși

Prin urmare, dimensiunea țevii nu este suficientă pentru alegerea debitmetrului cu ultrasunete.

De exemplu, în loc să se furnizeze doar:

Dimensiunea țevii: DN500

Este mult mai util să oferiți:

Material țeavă + Diametru exterior + Grosime perete + Material căptușeală

2.3 Căptușeală pentru țevi

Căptușeala țevilor poate avea un efect semnificativ asupra intensității semnalului.

Materialele comune de căptușeală includ:

• PTFE
• Cauciuc
• Ciment
• Epoxi
• Plastic

Semnalul ultrasonic poate fi nevoit să treacă prin:

Traductor → Perete țeavă → Căptușeală → Lichid

Dacă proprietățile acustice ale căptușelii diferă semnificativ de cele ale țevii și lichidului, pot apărea pierderi acustice suplimentare.

Prin urmare, nu este întotdeauna suficient să știi că o țeavă este din „oțel”. De asemenea, trebuie luate în considerare tipul și grosimea căptușelii interne.

3. De ce reduc bulele de aer puterea semnalului?

Bulele de aer sunt una dintre cele mai frecvente cauze ale semnalelor ultrasonice slabe sau instabile.

Deoarece gazul și lichidul au proprietăți acustice foarte diferite, bulele se pot împrăștia și reflecta undele ultrasonice.

Fără bule de aer semnificative:

Semnal ultrasonic → Lichid → Traductor receptor

Cu bule de aer:

Semnal ultrasonic → Bule → Împrăștiere/Reflexie → Pierdere de energie → Semnal recepționat mai slab

Prin urmare, bulele de aer în exces pot cauza:

• Putere redusă a semnalului
• Citiri instabile ale debitului
• Pierdere intermitentă a semnalului
• Stabilitate slabă a măsurătorilor

Prin urmare, când intensitatea semnalului scade brusc, inginerul nu ar trebui doar să verifice traductoarele, ci și să investigheze dacă există aer în conductă.

4. Cuplarea traductorului este, de asemenea, critică

În cazul unui debitmetru cu ultrasunete cu clemă, traductorul nu intră în contact direct cu lichidul. Semnalul ultrasonic trebuie să treacă prin peretele țevii.

Calea de cuplare poate fi simplificată astfel:

Traductor → Compus de cuplare → Perete de țeavă

O cuplare slabă poate reduce semnificativ puterea semnalului.

Cauzele tipice includ:

• Compus de cuplare insuficient
• Cuplare neuniformă
• Rugină sau coroziune pe suprafața țevii
• Vopsea sau strat de acoperire gros
• Suprafață rugoasă a țevii
• Traductoare libere
• Traductoare care s-au deplasat din poziția lor inițială

Prin urmare, pregătirea corespunzătoare a suprafeței și un contact mecanic bun între traductor și țeavă sunt esențiale pentru o transmisie ultrasonică fiabilă.

5. O putere mare a semnalului înseamnă o precizie ridicată?

Nu neapărat.

Acesta este unul dintre cele mai importante puncte de înțeles.

Intensitatea semnalului ne spune în principal:

„Poate debitmetrul să recepționeze un semnal ultrasonic suficient de puternic?”

Precizia măsurării, pe de altă parte, cere:

„Cât de aproape este debitul măsurat de debitul real?”

Acestea sunt două lucruri diferite.

De exemplu:

Cazul A

Putere semnal: Ridicată

Dar traductoarele sunt instalate într-o locație nepotrivită, iar profilul de curgere este semnificativ distorsionat.

→ Semnalul poate fi puternic, dar măsurarea poate conține totuși o eroare.

Cazul B

Putere semnal: Moderat

Dar traductoarele sunt instalate corect, condițiile conductei sunt adecvate, iar semnalul este stabil.

→ Debitmetrul poate obține în continuare performanțe bune de măsurare.

Prin urmare:

Intensitate ridicată a semnalului ≠ Precizie ridicată

6. Cât de scăzut este prea scăzut?

Nu există o valoare universală a intensității semnalului care să poată fi aplicată fiecărui debitmetru cu ultrasunete.

Diferiți producători pot defini și afișa intensitatea semnalului în mod diferit, de exemplu:

• Putere semnal %
• Intensitatea semnalului în dB
• Calitatea semnalului
• Raport semnal-zgomot (SNR)
• Nivelul semnalului recepționat

Acești parametri sunt corelați, dar suntnu este neapărat direct comparabil între diferiți producători sau modele.

Pentru un anumit debitmetru, manualul producătorului și definiția internă a instrumentului trebuie utilizate ca referință.

7. Intensitatea semnalului vs. raportul semnal-zgomot (SNR)

Pentru o înțelegere mai aprofundată, este important să se facă distincția șiPuterea semnaluluidinRaport semnal-zgomot (SNR).

Puterea semnaluluidescrie în principal:

Cât de puternic este semnalul ultrasonic recepționat.

Raport semnal-zgomot (SNR)descrie:

Cât de puternic este semnalul util în raport cu zgomotul de fundal.

De exemplu, debitmetrul poate primi un semnal relativ puternic, dar dacă și zgomotul electric sau mecanic este ridicat, raportul semnal-zgomot (SNR) poate fi totuși slab.

Prin urmare, atunci când instrumentul furnizează parametri precum:

Puterea semnalului + SNR + Calitatea semnalului

În mod ideal, acestea ar trebui evaluate împreună.

8. Cum poate fi utilizată puterea semnalului pentru depanare?

O abordare practică de depanare a problemelor este de a observa atâtnivel și stabilitatea semnalului.

Semnal stabil și relativ puternic

Aceasta indică, în general, că:

• Traductoarele sunt bine cuplate
• Calea acustică este acceptabilă
• Semnalul de recepție este stabil

Cu toate acestea, precizia măsurării trebuie evaluată separat.

Semnal foarte slab

Verificați următoarele:

1. Instalarea traductorului
2. Compus de cuplare
3. Starea suprafeței țevii
4. Grosimea peretelui țevii
5. Căptușeală pentru țevi
6. Bule de aer
7. Dacă țeava este complet plină
8. Spațierea traductoarelor
9. Selectarea traductorului
10. Parametrii conductei și fluidului introduși în debitmetru

Puterea semnalului scade brusc

Acordați o atenție deosebită:

• Bule de aer care intră în țeavă
• Traductoare libere
• Cuplaj deteriorat
• Modificări ale condițiilor de funcționare
• Modificări semnificative ale temperaturii fluidului
• Vibrații ale țevilor

9. Intensitatea semnalului este mai degrabă un indicator al stării acustice

În cele din urmă,Intensitatea semnalului ar trebui considerată un indicator acustic de diagnostic, mai degrabă decât un indicator direct de precizie.

Ajută la răspunsul la întrebarea:

„Semnalul ultrasonic circulă prin țeavă și lichid și este recepționat corect?”

Nu răspunde, de la sine:

„Este măsurarea debitului precisă?”

O evaluare corectă ar trebui să ia în considerare mai mulți factori:

Intensitatea semnalului + Raport semnal-zgomot/Calitatea semnalului + Instalarea traductorului + Starea conductei + Starea fluidului + Profilul debitului + Calibrare

Prin urmare, în aplicațiile practice de inginerie,Intensitatea semnalului este utilă în principal pentru verificarea instalării, depanarea și monitorizarea stării acustice a sistemului de măsurare - nu ca o specificație de sine stătătoare pentru precizia măsurării.