วิธีหลีกเลี่ยงผลกระทบด้านลบของฟองอากาศต่อการวัดมาตรวัดน้ำแบบอัลตราโซนิกระหว่างการติดตั้ง

มิเตอร์น้ำอัลตราโซนิก วัดอัตราการไหลโดยอิงจากความแตกต่างของเวลาการแพร่กระจายของคลื่นเสียงในของไหล มีความแม่นยำในการวัดสูงและปราศจากการสึกหรอ ทำให้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการจัดการน้ำอัจฉริยะและการตั้งถิ่นฐานทางการค้า อย่างไรก็ตาม ฟองอากาศหรือโพรงในเครือข่ายท่อก่อให้เกิดความเสี่ยงที่สำคัญต่อความเสถียรและความแม่นยำในการวัดค่าของมาตรวัดน้ำแบบอัลตราโซนิก เนื่องจากความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในความต้านทานทางเสียงระหว่างก๊าซและของเหลว การมีอยู่ของฟองอากาศสามารถรบกวนการแพร่กระจายของสัญญาณอัลตราโซนิกอย่างรุนแรง ซึ่งนำไปสู่การบิดเบือนของการวัด ดังนั้นการติดตั้งและการออกแบบระบบอย่างมืออาชีพจึงเป็นกุญแจสำคัญในการลดผลกระทบด้านลบของฟองอากาศ

ผลกระทบที่สำคัญของฟองอากาศต่อสัญญาณอัลตราโซนิก

หลักการทำงานของมาตรวัดน้ำแบบอัลตราโซนิก ไม่ว่าจะใช้วิธี Transit-time หรือ Doppler ขึ้นอยู่กับการแพร่กระจายของคลื่นอัลตราโซนิกในน้ำอย่างเสถียร

การลดทอนสัญญาณและการหยุดชะงัก: ฟองอากาศเป็นตัวลดทอนสัญญาณที่รุนแรงของคลื่นเสียง เมื่อลำแสงอัลตราโซนิกแพร่กระจายผ่านท่อ จะพบกับฟองอากาศ ทำให้เกิดการสะท้อนและการกระเจิงที่รุนแรง ส่งผลให้ความแรงของสัญญาณที่ได้รับลดลงอย่างมากหรือแม้กระทั่งหยุดชะงักโดยสิ้นเชิง ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "การสูญเสียพัลส์" ซึ่งจะทำให้คอนเวอร์เตอร์อิเล็กทรอนิกส์ไม่สามารถวัดความแตกต่างของเวลาการแพร่กระจายระหว่างการไหลต้นทางและปลายน้ำได้อย่างแม่นยำ ซึ่งนำไปสู่ข้อผิดพลาดในการสูบจ่ายโดยตรง

ความบิดเบี้ยวของสนามความเร็ว: ฟองอากาศจำนวนมากสามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของของไหลในท่อ ทำให้เกิดการไหลเป็นชั้นหรือแบ่งชั้น ซึ่งทำให้โปรไฟล์ความเร็วผิดเพี้ยนอย่างรุนแรง มาตรวัดน้ำแบบอัลตราโซนิค โดยเฉพาะการออกแบบทางเดียว จะต้องถือว่าท่อเต็มไปหมดและมีรูปแบบการไหลสม่ำเสมอ ความบิดเบี้ยวในโปรไฟล์ความเร็วนี้จะทำให้ปัจจัยการแก้ไขในตัวเป็นโมฆะ ส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบ

ความไม่แน่นอนในการวัด: สำหรับมิเตอร์เวลาขนส่ง ลักษณะฟองอากาศแบบสุ่มจะทำให้เกิดสัญญาณรบกวนและความไม่แน่นอนเพิ่มเติม ซึ่งแสดงให้เห็นความผันผวนอย่างมากในการอ่านค่าการไหลในทันที และอาจสร้างภาพลวงตาของ "การไหลย้อนกลับ" ด้วยซ้ำ

การเลือกสถานที่ติดตั้ง: กลยุทธ์พื้นฐานในการหลีกเลี่ยงการสะสมฟอง

วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการหลีกเลี่ยงการรบกวนของฟองอากาศคือการป้องกันการสะสมของก๊าซในท่อตรวจวัดที่แหล่งกำเนิด ซึ่งต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดการติดตั้งระดับมืออาชีพสำหรับกลศาสตร์ของไหลและการสูบจ่ายแบบอัลตราโซนิคอย่างเข้มงวด

1. จัดลำดับความสำคัญของท่อระดับต่ำหรือไหลขึ้นด้านบน

ในระบบเครือข่ายท่อ ฟองอากาศมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนตัวขึ้นเนื่องจากการลอยตัวและสะสมที่จุดสูงสุดในท่อ

หลีกเลี่ยงการติดตั้งที่จุดสูง: ไม่ควรติดตั้งมาตรวัดน้ำแบบอัลตราโซนิกที่จุดสูงสุดในท่อ จุดสูงสุดคือบริเวณที่ฟองอากาศมีแนวโน้มที่จะก่อตัวมากที่สุด โดยฟองอากาศอาจคงอยู่เป็นเวลานาน ทำให้เกิดช่องที่ขยายพื้นที่หน้าตัดของท่อและส่งผลกระทบต่อการสูบจ่ายอย่างรุนแรง

แนะนำให้ใช้ท่อแบบไหลขึ้นด้านบน: ตำแหน่งการติดตั้งที่เหมาะสมคือจุดต่ำหรือส่วนที่ไหลขึ้นในแนวตั้งของท่อ ในส่วนที่ไหลขึ้นในแนวตั้ง น้ำจะไหลผ่านท่อเต็ม ทำให้ฟองอากาศเคลื่อนตัวขึ้นด้านบนอย่างรวดเร็วตามกระแสน้ำ และมีโอกาสน้อยที่จะสะสมใกล้กับทรานสดิวเซอร์

2. ข้อกำหนดในการใช้ท่อตรงและการกำหนดค่าวงจรเรียงกระแส

แม้ว่าการเดินท่อตรงจะใช้เป็นหลักเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายความเร็วการไหลที่สม่ำเสมอ แต่ก็ยังส่งผลเชิงบวกต่อฟองอากาศที่กระจายตัวอีกด้วย

ความยาวท่อตรงที่เพียงพอ: ต้องรักษาความยาวท่อตรงที่เพียงพอทั้งต้นน้ำและปลายน้ำของมาตรวัดน้ำแบบอัลตราโซนิก (โดยทั่วไป แนะนำให้เป็นไปตามข้อกำหนด "10D" และ "5D" โดยที่ D หมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางท่อ) ซึ่งจะช่วยรักษารูปแบบการไหลให้คงที่และลดกระแสน้ำวน ซึ่งอาจทำให้ฟองสบู่ถูกดึงออกมาจากหรือถูกดึงลงไปในน้ำ

เครื่องปรับสภาพการไหลต้นน้ำ: ในรูปแบบการวางท่อที่ซับซ้อน ให้พิจารณาติดตั้งเครื่องควบคุมการไหลแบบพิเศษที่ต้นน้ำของมาตรวัดน้ำแบบอัลตราโซนิก แม้ว่าตัวปรับสภาพการไหลจะลดการบิดเบือนของความเร็วการไหลเป็นหลัก แต่การออกแบบบางอย่างยังสามารถช่วยแยกฟองอากาศขนาดใหญ่ได้ ส่งผลให้ฟองอากาศไหลผ่านพื้นที่สูบจ่ายในพื้นที่ที่เล็กกว่าและไหลผ่านได้ง่ายกว่า

มาตรการสนับสนุนระบบและการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ

นอกเหนือจากการเลือกสถานที่แล้ว การออกแบบระดับระบบและอุปกรณ์สนับสนุนยังเป็นกุญแจสำคัญในการรับประกันการทำงานของมาตรวัดน้ำอัลตราโซนิกที่ปราศจากฟอง

1. ติดตั้งวาล์วระบายอากาศ

ต้องติดตั้งวาล์วระบายอากาศอัตโนมัติที่เชื่อถือได้ที่จุดสูงสุดในท่อต้นน้ำหรือใกล้กับมาตรวัดน้ำแบบอัลตราโซนิก

ฟังก์ชั่น: วาล์วระบายอากาศจะขจัดอากาศอิสระออกจากเครือข่ายท่ออย่างต่อเนื่องและมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการเติมน้ำ การปิดน้ำและการไหลซ้ำ หรือความผันผวนของแรงดัน อากาศที่ติดอยู่จำนวนมากสามารถถูกกำจัดออกได้อย่างรวดเร็วผ่านทางวาล์วระบายอากาศเท่านั้น เพื่อให้แน่ใจว่าท่อที่อยู่ด้านหน้ามิเตอร์วัดการไหลยังคงเต็มอยู่

2. ขั้นตอนการเติมและการระบายอากาศ

ขั้นตอนการเติมและการระบายอากาศที่เข้มงวดถือเป็นสิ่งสำคัญระหว่างการติดตั้งและการใช้งานมาตรวัดน้ำแบบอัลตราโซนิก

การเติมน้ำช้า: เมื่อเครือข่ายท่อกลับคืนสู่การจ่ายน้ำ ต้องเติมน้ำอย่างช้าๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการไหลของน้ำอย่างรวดเร็วซึ่งอาจกักเก็บอากาศปริมาณมาก ก่อตัวเป็นช่องอากาศ และป้องกันค้อนน้ำ

การระบายอากาศอย่างทั่วถึง: ก่อนเริ่มเดินเครื่อง ควรระบายอากาศท่อออกจนสุดโดยเปิดวาล์วระบายอากาศหรือวาล์วที่ปลายท่อจนกว่าการไหลออกจะคงที่และไม่มีฟองอากาศ

3. ความแตกต่างในการบังคับใช้ระหว่างวิธี Transit-Time และ Doppler

เทคโนโลยีอัลตราโซนิกที่แตกต่างกันมีความไวต่อฟองที่แตกต่างกัน

ระยะเวลาขนส่ง: วิธีการนี้มีความไวต่อฟองอากาศอย่างมากและมีจุดมุ่งหมายเพื่อตรวจวัดของเหลวที่สะอาด ฟองอากาศใดๆ ถือเป็นเสียงรบกวนหรือการรบกวน และต้องหลีกเลี่ยงอย่างเคร่งครัดโดยใช้วิธีการข้างต้น

การวัดการไหลของดอปเปลอร์อาศัยสัญญาณที่สะท้อนจากอนุภาคหรือฟองอากาศในของเหลวเพื่อวัดความเร็วการไหล ดังนั้น ฟองอากาศในปริมาณปานกลางจึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานของมัน แต่ความเข้มข้นของฟองที่มากเกินไปหรือไม่เพียงพอก็อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดได้เช่นกัน ในอุตสาหกรรมการวัดปริมาณน้ำ วิธีระยะเวลาการขนส่งมักใช้สำหรับการวัดน้ำสะอาด เนื่องจากมีความแม่นยำสูง