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Mesure du débit de liquide dans les canaux ouverts et les tuyaux fermés

Il y a plusieurs façons de mesurer efficacement l'écoulement du liquide. Des omniprésentes - MagFlowmeters, compteurs à turbine, aux très spécialisés - mètres, par exemple Coriolis. Cet article examine l'évolution de mesure sans contact et mesure acoustique de flux non invasive par ultrasons pour les deux flux de canal ouvert, y compris les applications de MCERTS, et aussi dans les tuyaux fermés, basés sur des techniques de traitement du signal numérique (DSP) développé spécifiquement pour la tâche.

Alistair MacKinnon, directeur des ventes de Pulsar au Royaume-Uni

Par Alistair MacKinnon, directeur des ventes au Royaume-Uni, Pulsar

De loin le plus populaire automatique (plage de mesure) continue débit en canal ouvert (OCM) approche de mesure reste dans le monde entier l'utilisation de non-contact avec la technologie à ultrasons qui, pour ceux qui ne sont pas familiers avec elle, se compose d'un transducteur compact, le plus souvent piézo-électrique, qui émet une impulsion acoustique à haute fréquence, inaudible pour l'homme, qui réfléchit alors à partir de la surface du liquide et le rendement, le temps de vol de l'écho étant converti en une distance. Le transducteur peut être autonome ou forment un système avec une unité de commande.

MCERTS mesure

Le principe de base est simple, en fonction du cristal piézo-électrique étant excité re par le signal de retour pour produire une petite pointe de tension, une mesure étant dérivée de la vitesse du son, et la technique a été autour sous une forme ou une autre depuis des décennies. Dans la pratique, cependant, le traitement du signal nécessaire pour distinguer avec précision le signal a énormément évolué, passant de l'analogique au numérique, et a ensuite suivi les mêmes améliorations de la vitesse et la précision que toutes les techniques numériques modernes. transducteurs haute fréquence sont utilisés de nos jours, ce qui maximise la résolution de la mesure dans ces applications à courte portée.

En fonction du fabricant de l'équipement, le traitement du signal est alors effectuée dans le transducteur lui-même et / ou dans un dispositif de commande monté au mur ou au configuration- qui assure le traitement et la communication. Tous les fabricants offrent un choix de contrôleur, ou, en effet, dans certains cas, aucun contrôleur, en fonction de la complexité de l'application.

Un système moderne, par ultrasons à haute fréquence fournit la haute précision exigée par les protocoles d'accréditation tels que MCERTS, le système de surveillance des émissions de l'Agence de l'environnement tout en étant facile à installer et à entretenir et très rentable. Les systèmes à ultrasons continuent de représenter les MCERTS plus précises technologie approuvées sur le marché, par exemple l'offre Pulsar trois appareils de mesure approuvés à MCERTS classe 1, selon l'application. mesure par ultrasons utilise la vitesse du son dans le calcul, et tous les systèmes de OCM compenser les variations de la vitesse du son dues aux variations de température. La dernière norme de MCERTS comprend également une exigence de boucliers de rayonnement solaire pour atténuer l'effet de la lumière solaire directe sur le transducteur.

Autre mesure de débit de liquide à canal ouvert

Pour de haute précision, des applications de type MCERTS, il existe une autre partie de l'équation, qui est la nécessité d'un dispositif de mesure primaire (PMD) bien conçu et installé comme un canal calibré ou un déversoir. Un PMD agit en rétrécissant le flux de telle sorte qu'un changement dans les résultats de débit dans un changement calculable au niveau ou « tête », qui est en fait ce que nous mesurons. Le fabricant antiroulis fournira également une tête à l'écoulement courbe d'un 21 minimum de points, est entré dans le contrôleur pour une plus grande précision.

Il y a beaucoup d'autres situations, par exemple dans un canal ou dans un carter inaccessible, où il n'y a pas de place pour un PMD à monter. Dans ces cas, nous avons deux options: on peut en déduire une « courbe » de débit par rapport au niveau en mesurant le débit à l'aide d'autres moyens à différents niveaux, et l'enregistrement électronique d'un point de consigne pour chaque niveau dans le contrôleur. Un système Pulsar permet généralement autour 32 points d'étalonnage. Sinon, la vitesse du débit peut être mesuré, ce qui peut être suffisant dans certaines applications où tout ce qui est nécessaire est de savoir que l'eau coule dans une certaine situation.

Capteur de vitesse microflux

Nouvelle mesure de vitesse d'écoulement la technologie

Traditionnellement, la vitesse d'écoulement a été mesurée en utilisant des dispositifs de contact, de turbines ou typiquement des sondes d'immersion Doppler, ainsi que d'autres techniques de temps de vol. Celles-ci ont été un grand succès, mais parfois problématique, évidemment potentiellement sujettes à l'encrassement et, en particulier le capteur Doppler, dépendent de diverses conditions au sein du flux. De nouvelles approches telles que Pulsar MicroFlow et MicroFlow-I offrent la mesure sans contact directe de la vitesse de l'eau à effectuer. Utilisation de micro-ondes (RADAR) technologie, avec traitement numérique des signaux tout à fait nouvelle, un transducteur compact est positionné au-dessus de l'écoulement et fait un non-contact, la mesure du temps de vol-of de vitesse d'écoulement. Un support simple peut être utilisé pour monter le transducteur à un angle optimal et plusieurs capteurs peuvent être utilisés pour de larges canaux (plus 1.5m).

Pour en revenir à la mesure du débit, bien sûr, une fois une vitesse d'écoulement a été déterminé, il peut être combiné avec la mesure de niveau afin de produire une mesure de débit en utilisant un calcul de vitesse de la zone x. Ceci est une approche puissante, un coût relativement faible qui ne nécessite pas de génie civil qui est si souvent nécessaire lors de la mesure au moyen d'un canal ou déversoir. Le plus souvent utilisé pour le contrôle des processus que les applications de type MCERTS, il peut néanmoins donner de bons résultats et certains systèmes ont l'approbation MCERTS.

Communications et calculs

Une fois la mesure de base a été effectuée, toutes les autres opérations en découlent. Les systèmes à ultrasons ont été développés autour des besoins de l'industrie de l'eau / des eaux usées. Au fil du temps, le nombre de routines et des applications intégrées dans ces appareils standard a multiplié, de sorte que maintenant il est possible d'effectuer à peu près toutes les fonctions de commande typique - le contrôle de la conduite forcée, le contrôle de la pompe, la gestion de la vanne, etc., directement hors de la boîte. Pour des fins de communication, Ethernet industriel tels que Profibus et Modbus, ainsi que d'autres protocoles numériques sont disponibles ainsi que plus d'habitude 4-20mA et les fermetures de relais sans tension sont inclus, selon le modèle. Si vous regardez en haut des appareils de gamme, tels que contrôleur Ultimate Pulsar, les options plus exotiques sont disponibles, comme un appareil photo pour que vous puissiez littéralement garder un oeil sur le processus!

Les pare-soleil jumeaux minimisent l'effet de la lumière du soleil sur la mesure du canal ouvert

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Mesure de débit de liquide non invasive dans des conduites fermées

Pendant de nombreuses années, l'approche habituelle pour la mesure de l'écoulement dans des conduites fermées a été le flux magnétique fiable et généralement précises (débit électromagnétique) mètre, et il est peu probable qui va changer de sitôt. Cependant, il y a des inconvénients. Tout d'abord, si un débit électromagnétique peut être installé à partir du jour 1 dans une nouvelle installation, très bien. Si, d'autre part, la surveillance des flux doit être introduit plus tard, alors il peut y avoir une interruption importante du processus et les coûts associés à la conception et l'installation du compteur. Les grandes tailles de mètres peuvent être trop débit électromagnétique très coûteux. Et, s'il est essentiel qu'une mesure précise est faite, alors qui pourrait bien être la peine.

Si, d'autre part, ce que vous avez vraiment besoin est une méthode fiable et reproductible de suivi du processus, alors les dernières méthodes non invasives, illustrées par le pouls de Pulsar flux, pourrait bien être la réponse. De petite taille, pince capteurs acoustiques, notamment un cristal céramique à haut rendement, littéralement fixe utilisant simplement un tournevis, et opérant sur des matériaux de tuyauterie, notamment en matière plastique rigide, en acier inoxydable ou doux ou en fer même coulée, produisent de bons résultats lorsque le débit est compris entre 0.3m / s et 10m / s. tuyaux de grand diamètre de diamètre 1 mètres sont possibles et il n'y a aucune intrusion dans le processus que ce soit, et le système de Pulsar travaillera avec des bouillies par des liquides avec aussi peu que des particules entraînées 200ppm, l'équivalent de l'eau dure. L'échographie est « tiré » à travers la paroi du tuyau à 90º à l'écoulement. La nouvelle diffusion technique d'analyse du spectre utilisé par Pulsar est appelé RSSA (réfractée Étaler Analyse du spectre), qui analyse et intègre les données sur une large gamme de fréquences pour obtenir un débit, qui peut alors être émis à SCADA ou télémétrie.

Le système compact est si facile à utiliser, sont possibles avec portatifs même des opérations mobiles, des versions plus alimentés de ces appareils.

Avec un coût relativement faible par installation, ce qui signifie qu'ils peuvent être plus généralement déployé au sein d'un processus, afin que les gestionnaires de processus peuvent avoir une réelle clarté des profils d'écoulement à l'intérieur de leurs opérations.

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