Par aUltraskaņas plūsmas mērītājs ar skavu, kas paredzēts tranzīta laikamSignāla stiprums ir viens no visnoderīgākajiem diagnostikas parametriem. Tomēr pastāv bieži sastopams pārpratums:

Augsts signāla stiprums ne vienmēr nozīmē augstu mērījumu precizitāti, un zems signāla stiprums ne vienmēr nozīmē, ka plūsmas mērītājs ir bojāts.

Signāla stiprums galvenokārt norāda, cik efektīvi ultraskaņas signāls pārvietojas pa cauruli un šķidrumu un cik labi to uztver pretējais devējs.

1. Kas ir signāla stiprums?

Vienkārši sakot,Signāla stiprums norāda plūsmas mērītāja uztvertā ultraskaņas signāla stiprumu.

Ultraskaņas plūsmas mērītājam ar skavu akustiskais ceļš ir aptuveni:

Pārveidotājs → Caurules siena → Oderējums → Šķidrums → Oderējums → Caurules siena → Pārveidotājs

Raidītājs ģenerē ultraskaņas signālu, kas pirms nonākšanas pie uztverošā devēja iziet cauri caurules sienai un šķidrumam.

Ja akustiskā enerģija tiek pārraidīta ar relatīvi nelieliem zudumiem, uztvertais signāls būs spēcīgāks. Ja signāls piedzīvo ievērojamu vājināšanos, atstarošanos vai izkliedi, uztvertais signāls kļūs vājāks.

2. Kādi faktori ietekmē signāla stiprumu?

Uztverto ultraskaņas signālu var būtiski ietekmēt vairāki faktori.

2.1 Cauruļu materiāls

Dažādiem cauruļu materiāliem ir atšķirīgas akustiskās īpašības.

Biežāk sastopamie piemēri ir šādi:

• Oglekļa tērauds
• Nerūsējošais tērauds
• Čuguns
• PVC
• HDPE
• Ar cementu izklāta caurule

Ultraskaņas enerģija, ejot cauri dažādiem materiāliem, uzvedas atšķirīgi. Tāpēc viens un tas pats plūsmas mērītājs, uzstādot to uz dažāda veida caurulēm, var parādīt atšķirīgu signāla stiprumu.

2.2 Caurules sienas biezums

Caurules sienas biezums ir īpaši svarīgs ultraskaņas plūsmas mērīšanai ar skavu.

Kopumā, jo biezāka ir caurules siena, jo lielākam materiāla daudzumam jāiziet cauri ultraskaņas signālam, kas var palielināt akustisko vājināšanos.

Tas var kļūt īpaši svarīgi:

Liela diametra, biezu sienu caurules

Tāpēc caurules izmērs vien nav pietiekams ultraskaņas plūsmas mērītāja izvēlei.

Piemēram, tā vietā, lai sniegtu tikai:

Caurules izmērs: DN500

daudz noderīgāk ir sniegt:

Caurules materiāls + ārējais diametrs + sienas biezums + oderējuma materiāls

2.3 Cauruļu oderējums

Cauruļu oderējums var būtiski ietekmēt signāla stiprumu.

Parastie oderējuma materiāli ir:

• PTFE
• Gumija
• Cements
• Epoksīdsveķi
• Plastmasa

Ultraskaņas signālam var būt nepieciešams iziet cauri:

Pārveidotājs → Caurules siena → Oderējums → Šķidrums

Ja oderējuma akustiskās īpašības būtiski atšķiras no caurules un šķidruma akustiskajām īpašībām, var rasties papildu akustiskie zudumi.

Tāpēc ne vienmēr pietiek zināt, ka caurule ir izgatavota no “tērauda”. Jāņem vērā arī iekšējā oderējuma veids un biezums.

3. Kāpēc gaisa burbuļi samazina signāla stiprumu?

Gaisa burbuļi ir viens no biežākajiem vāju vai nestabilu ultraskaņas signālu cēloņiem.

Tā kā gāzei un šķidrumam ir ļoti atšķirīgas akustiskās īpašības, burbuļi var izkliedēt un atstarot ultraskaņas viļņus.

Bez ievērojamiem gaisa burbuļiem:

Ultraskaņas signāls → Šķidrums → Uztvērējs

Ar gaisa burbuļiem:

Ultraskaņas signāls → Burbuļi → Izkliede/atstarošanās → Enerģijas zudumi → Vājāks uztvertais signāls

Tā rezultātā pārmērīgs gaisa burbuļu daudzums var izraisīt:

• Samazināts signāla stiprums
• Nestabili plūsmas rādījumi
• Periodiska signāla zudums
• Slikta mērījumu stabilitāte

Tāpēc, kad signāla stiprums pēkšņi samazinās, inženierim jāpārbauda ne tikai devēji, bet arī jāpārbauda, ​​vai caurulē nav gaiss.

4. Pārveidotāja savienojums ir arī kritiski svarīgs

Ultraskaņas plūsmas mērītājam ar skavu pārveidotājs tieši nesaskaras ar šķidrumu. Ultraskaņas signālam ir jāiziet cauri caurules sienai.

Savienojuma ceļu var vienkāršot šādi:

Pārveidotājs → Savienojuma savienojums → Caurules siena

Slikta savienošana var ievērojami samazināt signāla stiprumu.

Tipiski cēloņi ir šādi:

• Nepietiekams savienojuma savienojums
• Nevienmērīga sajūga
• Rūsa vai korozija uz caurules virsmas
• Bieza krāsa vai pārklājums
• Nelīdzena caurules virsma
• Vaļīgi devēji
• Devēji, kas ir nobīdījušies no sākotnējās pozīcijas

Tāpēc pareiza virsmas sagatavošana un labs mehāniskais kontakts starp devēju un cauruli ir būtiski, lai nodrošinātu uzticamu ultraskaņas pārraidi.

5. Vai augsts signāla stiprums nozīmē augstu precizitāti?

Ne obligāti.

Šis ir viens no svarīgākajiem punktiem, kas jāsaprot.

Signāla stiprums galvenokārt norāda sekojošo:

"Vai plūsmas mērītājs var uztvert pietiekami spēcīgu ultraskaņas signālu?"

No otras puses, mērījumu precizitāte prasa:

"Cik tuvu izmērītais plūsmas ātrums ir faktiskajam plūsmas ātrumam?"

Tās ir divas dažādas lietas.

Piemēram:

A gadījums

Signāla stiprums: Augsts

Taču pārveidotāji ir uzstādīti sliktā vietā, un plūsmas profils ir ievērojami izkropļots.

→ Signāls var būt spēcīgs, taču mērījumā joprojām var būt kļūda.

B gadījums

Signāla stiprums: Mērens

Bet devēji ir pareizi uzstādīti, cauruļu apstākļi ir piemēroti un signāls ir stabils.

→ Plūsmas mērītājs joprojām var sasniegt labu mērīšanas veiktspēju.

Tāpēc:

Augsts signāla stiprums ≠ Augsta precizitāte

6. Cik zems ir pārāk zems?

Nav universālas signāla stipruma vērtības, ko varētu piemērot katram ultraskaņas plūsmas mērītājam.

Dažādi ražotāji var definēt un attēlot signāla stiprumu atšķirīgi, piemēram:

• Signāla stiprums %
• Signāla stiprums dB
• Signāla kvalitāte
• Signāla un trokšņa līmenis (SNR)
• Uztvertā signāla līmenis

Šie parametri ir saistīti, taču tie irne vienmēr ir tieši salīdzināms starp dažādiem ražotājiem vai modeļiem.

Konkrētam plūsmas mērītājam kā atsauce jāizmanto ražotāja rokasgrāmata un instrumenta iekšējā definīcija.

7. Signāla stiprums pret SNR

Lai labāk izprastu, ir svarīgi arī atšķirtSignāla stiprumsnoSNR (signāla un trokšņa attiecība).

Signāla stiprumsgalvenokārt apraksta:

Cik spēcīgs ir saņemtais ultraskaņas signāls.

Signāla un trokšņa līmenis (SNR)apraksta:

Cik spēcīgs ir noderīgais signāls attiecībā pret fona troksni.

Piemēram, plūsmas mērītājs var saņemt relatīvi spēcīgu signālu, bet, ja arī elektriskais vai mehāniskais troksnis ir augsts, signāla un trokšņa attiecība (SNR) joprojām var būt slikta.

Tāpēc, kad instruments sniedz tādus parametrus kā:

Signāla stiprums + SNR + signāla kvalitāte

ideālā gadījumā tie būtu jāizvērtē kopā.

8. Kā signāla stiprumu var izmantot problēmu novēršanai?

Praktiska problēmu novēršanas pieeja ir novērot abuslīmenis un stabilitātesignāla.

Stabils un relatīvi spēcīgs signāls

Tas parasti norāda, ka:

• Pārveidotāji ir labi savienoti
• Akustiskais ceļš ir pieņemams
• Uztveršanas signāls ir stabils

Tomēr mērījumu precizitāte joprojām ir jāizvērtē atsevišķi.

Ļoti vājš signāls

Pārbaudiet sekojošo:

1. Pārveidotāja uzstādīšana
2. Savienojuma savienojums
3. Caurules virsmas stāvoklis
4. Caurules sienas biezums
5. Cauruļu oderējums
6. Gaisa burbuļi
7. Vai caurule ir pilnībā pilna
8. Devēja atstatums
9. Pārveidotāja izvēle
10. Caurules un šķidruma parametri, kas ievadīti plūsmas mērītājā

Signāla stiprums pēkšņi samazinās

Pievērsiet īpašu uzmanību:

• Gaisa burbuļi, kas iekļūst caurulē
• Vaļīgi devēji
• Bojāta sakabe
• Izmaiņas ekspluatācijas apstākļos
• Būtiskas šķidruma temperatūras izmaiņas
• Cauruļu vibrācija

9. Signāla stiprums drīzāk ir akustiskā veselības indikators

Galu galā,Signāla stiprums jāuzskata par akustisku diagnostikas indikatoru, nevis tiešu precizitātes indikatoru..

Tas palīdz atbildēt uz jautājumu:

"Vai ultraskaņas signāls pārvietojas pa cauruli un šķidrumu un tiek pareizi uztverts?"

Tas pats par sevi neatbild uz jautājumu:

"Vai plūsmas mērījums ir precīzs?"

Pareizai novērtēšanai jāņem vērā vairāki faktori:

Signāla stiprums + SNR/Signāla kvalitāte + Devēja uzstādīšana + Caurules stāvoklis + Šķidruma stāvoklis + Plūsmas profils + Kalibrēšana

Tāpēc praktiskos inženiertehniskos pielietojumos,Signāla stiprums galvenokārt ir noderīgs uzstādīšanas pārbaudei, problēmu novēršanai un mērīšanas sistēmas akustiskā stāvokļa uzraudzībai, nevis kā atsevišķa mērījumu precizitātes specifikācija.