Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методика измерений с помощью ультразвукового счетчика

ГОСТ Р 8.740-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Расход и количество газа. Методика измерений с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков

Описание:

Обозначение: ГОСТ Р 8.740-2011

Статус: действующий

Тип: ГОСТ Р

Название русское: Государственная система обеспечения единства измерений. Расход и количество газа. Методика измерений с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков

Название английское: State system for ensuring the uniformity of measurements. Flow rate and quantity of gas. Measurements procedure by turbine, rotary and vortex flowmeters and gas meters

Дата издания: 26.10.2012

Дата введения в действие: 01.01.2013

Область и условия применения: Настоящий стандарт устанавливает методику измерений объемного расхода и объема, приведенных к стандартным условиям, природного, нефтяных товарных и других однокомпонентных и многокомпонентных газов с помощью турбинных, роторных (ротационных) и вихревых расходомеров и счетчиков газа.
В настоящем стандарте объемный расход и объем газа, измеряемые при рабочих условиях, приводят к стандартным условиям по ГОСТ 2939.
Применение методики измерений, изложенной в настоящем стандарте, обеспечивает измерения объемного расхода и объема газа с различными значениями показателей точности измерений, которые выбирают в зависимости от установленных норм точности измерений.
Настоящий стандарт не предназначен для измерения объемного расхода и объема сжиженных газов и водяного насыщенного и перегретого пара

Список изменений: №0 от (рег. ) «Дата введения перенесена»

Текст ГОСТ Р 8.740-2011

Приложения к ГОСТу

Поправка к ГОСТ Р 8.740-2011

Обозначение: Поправка к ГОСТ Р 8.740-2011

Дата введения в действие: 25.07.2013

Измерение расстояния ультразвуком и ультразвуковые датчики

Ультразвуковые датчики уже много лет являются популярным методом измерения расстояний и обнаружения объектов. Их основной принцип работы заключается в измерении количества времени, необходимого для излучаемого ультразвукового импульса звука, чтобы отразиться от объекта и вернуться, отсюда и название ультразвуковой датчик.

Поскольку рынок автономных роботов, транспортных средств и другой подобной электроники продолжает расти, ультразвуковые датчики находят новые применения благодаря своим возможностям и гибкости в различных конструкциях.

Если вам нужно бесконтактным способом измерить расстояние до объекта, находящегося на некотором расстоянии перед вами, или до какой-нибудь крупной преграды, то для этого можно использовать ультразвуковой датчик. Приборы данного типа очень просты в использовании, они надежны и экономичны, при этом не требуют никаких расходников.

Принцип измерения расстояния основан здесь на технологии, которую применяют некоторые животные просто в силу специфического устройства их организма и особенностей среды обитания. Главное условие — чтобы между вами и объектом, расстояние до которого измеряется, находился воздух.

Ультразвуковой датчик генерирует отдельные звуковые импульсы ультразвукового диапазона, то есть такие, которые человеку его ухом не слышно. И поскольку данные импульсы распространяются через воздух, то движутся они со скоростью звука.

Как только этот звук достигает ближайшей границы объекта напротив, он отражается от нее по принципу возникновения эхо, и тогда датчик, принимая отраженный сигнал, вычисляет расстояние до объекта, от которого произошло отражение. Сначала фиксируется время, которое прошло между отправкой сигнала и моментом его прихода назад, затем оно умножается на скорость звука, а после — делится на два.

Так как расстояние до объекта определяется здесь временем распространения и возврата звуковой волны, точность измерений выполняемых ультразвуковым датчиком не зависит от помех.

В принципе любой предмет, отражающий звук, может быть обнаружен независимо от его цвета и освещенности. Это может быть деревянный забор или стеклянное окно, кусок отделки из нержавеющей стали или поликарбонат. Не важно, есть ли на пути ультразвука туман, или мембрана сенсора датчика имеет легкие загрязнения. На функционировании датчика это не скажется.

Первые наметки на тему ультразвукового измерения расстояния можно отнести к 1790 году, когда итальянский физик Ладзаро Спалланцани выяснил, что летучие мыши ориентируются и маневрируют во время полета даже в полной темное, используя слух, а вовсе не зрение.

Исследователь проделал множество наблюдений за летучими мышами, проставил несколько экспериментов, благодаря которым пришел к однозначному выводу о том, что летучие мыши ориентируются и осуществляют навигацию в полной темноте используя уши и звук. Так, Спалланцани первым стал изучать эхолокацию начав с наблюдений за летучими мышами.

Читайте так же:
Объединение счетчиков яндекс метрика

Лишь в 1930 году американский зоолог Дональд Гриффин, исследуя сенсорные механизмы животных, подтвердил наконец, что летучие мыши перемещаются даже в полной темноте, используя для целей навигации ультразвук. Оказалось, что летучие мыши сами подают ультразвук чтобы затем услышать его отражение, дабы понять где и на каком расстоянии на их пути находятся объекты, преграды, насекомые и т. д.

Ученый назвал этот сенсорно-акустический прием летучих мышей навигационной эхолокацией. Как вы наверно помните со школьного курса физики, эхолокацией вообще называют техническое использование ультразвуковых волн и исследование их отражений (эхо) с целью определения местоположений и размеров объектов.

Кстати, не только летучие мыши, но и многие ночные и морские животные и насекомые используют ультразвуковые частоты для обеспечения личной безопасности, охоты и выживания. Настолько важны в природе звуковые частоты, не слышимые человеческим ухом.

Вернемся, однако, к ультразвуковым датчикам. Модуль состоит из ультразвукового передатчика и приемника (как ухо у летучей мыши). Передатчик служит для генерации ультразвукового излучения частотой 40 кГц, а приемник — для улавливания ультразвука именно на этой частоте.

Передатчик расположен на плате рядом с приемником, так что он способен воспринимать ультразвуковые волны, испущенные приемником и отраженные от объекта, находящегося перед датчиком, если между датчиком и объектом от которого происходит отражение находится воздух.

Когда в зону действия ультразвукового луча попадает какое-нибудь препятствие, схема рассчитывает время, которое проходит с момента отправки ультразвукового сигнала до момента его прихода обратно — в приемник.

Это осуществить легко, тем более электронике, ведь скорость звука в воздухе известна, она равна 343,2 метра в секунду, следовательно умножив время на данную скорость — получим длину прямолинейной траектории на пути ультразвука от приемника до места отражения и обратно.

Разделив на два — получим расстояние до поверхности отражения, независимо от того, твердая она или мягкая, цветная или прозрачная, плоская или какой-нибудь причудливой формы. А несколько таких датчиков, расположенных под правильными углами, позволят определить и размеры объектов.

Конструктивно датчик имеет две мембраны, первая — для излучения ультразвука, вторая — для приема эхо. По сути это — динамик и микрофон. На схеме установлен генератор импульсов ультразвуковой частоты, который в момент начала измерений запускает электронный таймер, и как только микрофон принял отраженный звук — таймер останавливается.

Далее микроконтроллер рассчитывает расстояние, которое прошел звук за отсчитанное время. Это расстояние будет вдвое больше расстояния до объекта, поскольку звуковая волна сходила сначала туда и потом шла обратно. Результат отображается на дисплее или подается на следующий электронный блок.

Ультразвуковые датчики расстояния находят широкое применение в промышленной технике и в быту: обнаружение препятствий в зоне действия машины, обеспечение безопасности автомобиля во время парковки, измерение расстояний во время работы станков и машин, во время перемещений транспортеров.

Они помогают определить положение предмета, материала, уровень воды, измерить зернистость, ведь ультразвук может отражаться почти от любых поверхностей если только данные поверхности не поглощают звук (как это делают например специальная звукоизоляция или шерсть).

Преимущества ультразвуковых датчиков:

На ультразвуковые датчики не влияет цвет обнаруживаемых объектов, включая полупрозрачные или прозрачные объекты, такие как вода или стекло.

Их минимальный и максимальный диапазоны довольно гибкие, и большинство ультразвуковых датчиков способны обнаруживать объекты на расстоянии от нескольких сантиметров до примерно пяти метров.

За десятилетия использования эта отработанная технология очень надежна, хорошо изучена и дает стабильные результаты.

Ультразвуковые датчики обеспечивают относительно точные измерения, обычно в пределах 1%, а при желании — даже с большей точностью.

Они могут выполнять множество измерений в секунду, обеспечивая высокую частоту обновления. Поскольку в редких материалах нет необходимости, они обычно довольно недорогие.

Сегодня особенно популярны ультразвуковые датчики с управлением на ардуино в робототехнике и т. д, просто в силу того, что эти датчики (даже по несколько в одном устройстве) легко сопрягаются со многими гаджетами и при желании могут быть встроены в любые системы автоматизации.

Андрей Повный, редактор Электрик Инфо

Пример создания простого ультразвукового дальномера в домашних условиях:

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Читайте так же:
Документы при установке счетчика эле

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Руководство по выбору расходомера. Часть 1

Определение метода измерения расхода

В промышленности на узлах технического и коммерческого учета энергоресурсов, в системах регулирования и дозирования в настоящее время чаще всего применяют ультразвуковые, электромагнитные, вихревые и кориолисовые расходомеры. Учитывая многообразие измеряемых сред и возникающих измерительных задач, выбор подходящего по своим характеристикам измерителя расхода является достаточно сложной задачей. Даже если выбирать только среди указанных четырех типов расходомеров.

Цель данного руководства – дать начальное представление о пригодности каждого из четырех методов измерения расхода для решения имеющейся измерительной задачи. А также существующих ограничениях и особенностях применения расходомеров каждого типа.

К основным (базовым) критериям выбора типа измерителя расхода относятся:

  1. Характеристики измеряемой среды (физико-химические свойства);
  2. Необходимость измерения реверсивных потоков или массового расхода;
  3. Динамический диапазон измерения;
  4. Точность измерения, межповерочный интервал и наличие возможности поверки расходомера без его демонтажа;
  5. Надежность, эксплуатационные характеристики.

В данной части руководства рассмотрим применимость расходомеров с кориолисовым, ультразвуковым, электромагнитным и вихревым методом измерения в зависимости от характеристик измеряемой среды.

Физико-химические свойства измеряемой среды играют определяющее значение при выборе метода измерения расхода и конструктивного исполнения расходомера. К физико-химическим свойствам среды относятся такие параметры как агрегатное состояние среды, ее температура и давление (номинальные, минимальные и максимальные), вязкость и химическая активность, наличие в ней примесей, склонность к образованию отложений и т.п.

Так электромагнитные расходомеры предназначены только для измерения электропроводящих жидкостей, растворов и пульпы. Измерение расхода химически обессоленной воды, пара и газов невозможно с помощью расходомеров данного типа. При выборе конкретной модификации электромагнитного расходомера особое внимание нужно уделить материалу футеровки измерительной части, так как именно от нее зависит температурная и коррозионная стойкость измерительной части датчика. Неправильный выбор материала футеровки может привести к ее вспучиванию, отслоению и как результат, к недостоверным показаниям или выходу расходомера из строя.

Основные материалы, применяемые для футеровки измерительной части электромагнитных расходомеров, приведены в таблице 1.

Материал футеровкиОбласть примененияДиапазон температур измеряемой среды
PFA (перфторалоксид)Превосходная стойкость к воздействию высоких температур, коррозионно-активных веществ и механическим напряжениям. Низкая устойчивость к истиранию.-29…+177°С
PTFE (Политетрафторэтилен)Более экономичный в сравнении с PFA. Отличная стойкость к воздействию химикатов, но меньшая износостойкость по сравнению с PFA. Хорошая размерная стабильность.-29…+177°С
ETFE (этилентетрафторэтилен)Высокая прочность на разрыв и ударопрочность. Характеристики стойкости к воздействию химикатов и к износу аналогичные PTFE, но максимальная температура ниже.-29…+149°С
Полиуретан,
твердая резина
Обычно используется для чистой воды (без химикатов). Износостойкость к шламу, содержащему мелкие частицы.-18…+60°С
НеопренОбычно используется для пресной и морской воды. Износостойкость к шламу, содержащему мелкие частицы.-18…+85°С
LinatexОбычно используется для горного шлама, высокая стойкость к износу от обломков породы.— 18…+70°С

В зависимости от производителя расходомеров и способа нанесения футеровки, температурные и механические характеристики могут незначительно отличаться.

Электромагнитные расходомеры, в зависимости от конструктивного исполнения, способны работать в диапазоне температур измеряемой среды от -30 до +180°С, давлении до 16 МПа и выше, вязкости измеряемой среды от 0,1 до 100 000 мПа*с. Следует учитывать, что некоторые электромагнитные расходомеры, в зависимости от материала футеровки, могут иметь ограничения на установку на всасывающем трубопроводе насосов, так как понижение давления может привести к отслаиванию футеровки.

Вихревые расходомеры являются самыми «всеядными» в плане измеряемых сред. Расход холодных и горячих жидкостей, независимо от их электропроводящих свойств, насыщенного и перегретого пара, природного и технических газов может быть измерен с помощью расходомеров данного типа. Но и у них есть свои ограничения связанные с используемым методом измерения: вихревые датчики расхода не предназначены для измерения вязких и загрязненных сред и сред склонных к образованию отложений. Кроме того расходомеры данного типа наиболее чувствительны к турбулентности и неоднородности потока и вибрации трубопровода.

Читайте так же:
Что такое таймер со счетчиком

Учитывая, что измерительная часть вихревых расходомеров выполнена из металла, без применения полимерных футеровок, данный тип датчиков расхода может использоваться для измерения с температурой от -40 до +250°С. Давление среды обычно не должно превышать 10 МПа, максимальная вязкость ограничена величиной примерно 10 мПа*с.

При измерении высокотемпературных сред для защиты электроники электронного блока расходомера от перегрева и обеспечения удобной и безопасной их эксплуатации рекомендуется использовать разнесенное исполнение (независимо от типа расходомера и метода измерения). При разнесенном исполнении измерительная часть расходомера располагается на трубе, а блок электроники и индикации на некотором удалении от нее, в удобном для обслуживания месте с нормальным температурным режимом.

Ультразвуковые расходомеры предназначены для измерения расходов чистых (гомогенных) и загрязненный (гетерогенных) жидкостей и газов в зависимости от метода измерения. Для измерения чистых однородных сред следует выбирать ультразвуковой расходомер с время-импульсным методом измерения. Для измерения загрязненный многофазных сред следует выбирать расходомер с доплеровским методом измерения.

Ультразвуковые расходомеры имеют наиболее широкий диапазон применения по температуре и давлению измеряемой среды. Так для расходомеров с врезными датчиками температура измеряемой среды может быть в пределах от -200 до +200°С, давление до 4 МПа, вязкость среды от 0 до 350 мПа*с. Расходомеры с накладными датчиками рассчитаны на температуру измеряемой среды от -40 до +120°С и не имеют ограничений по максимальному давлению (величина максимального давления ограничивается только прочностными характеристиками самого трубопровода). Вязкость измеряемой среды может быть в пределах от 0,5 до 2500 мПа*с.

Кориолисовые расходомеры используются для высокоточного измерения расхода (массы) жидкостей, в том числе жидкостей с высокой вязкостью, а также жидкостей с включением твердых компонентов и растворенных газов (до нескольких процентов по объему). Наибольшее применение расходомеры данного типа получили для измерения расхода и дозирования коррозионно-активных веществ, топлива и сжиженных углеводородных газов.

Кориолисовые расходомеры обеспечивают высокоточное измерение массового расхода при изменении температуры и давления измеряемой среды в широких пределах, не чувствительны к турбулентности потока, поэтому не требуют прямолинейных участков до и после расходомера. Рассчитаны на измерение расхода среды с температурой от -50 до +180°С, давлением до 40 МПа и вязкостью от 0 до 100 000 мПа*с.

Для удобства выбора типа расходомера в зависимости от физико-химических свойств среды и измерительной задачи, все данные по четырем рассмотренным выше методам измерения, сведены в таблицы 2 и 3.

Метод измеренияИзмеряемая средаДиапазон температурМаксимальное давлениеДиапазон вязкости
ЭлектромагнитныйЭлектропроводящие жидкости-30…+180°С16 МПа0,1…100000 мПа*с
ВихревойЖидкости, пар, газы-40…+250°С10 МПа0…10 мПа*с
Ультразвуковой (врезные датчики)Жидкости, газы-200…+200°С4 МПа0…300 мПа*с
Ультразвуковой (накладные датчики)Жидкости, газы-40…+120°СНет ограничений
по давлению
0,5…2500 мПа*с
КориолисовыйЖидкости, газы-50…+180°С40 МПа0…100000 мПа*с
Метод измеренияЭлектромагнитныйВихревойУльтразвуковойКориолисовый
Возможность применения в системах коммерческого учета++++
Возможность применения в системах дозирования++
Измерение массового расхода+++
Измерение реверсивных потоков+++

Необходимо помнить, что приведенных выше данных еще недостаточно для того, чтобы сделать однозначный обоснованный выбор в пользу того или иного метода измерений и уж тем более выбрать конкретный тип и модификацию расходомера. Данная информация позволяет лишь сразу отбросить те методы измерений, которые однозначно нельзя использовать для решения конкретной измерительной задачи. Чтобы снизить вероятность ошибки, в процессе выбора рекомендуется активно взаимодействовать с нашими специалистами.

Необходимо помнить, что приведенных выше данных еще недостаточно для того, чтобы сделать однозначный обоснованный выбор в пользу того или иного метода измерений и уж тем более выбрать конкретный тип и модификацию расходомера. Данная информация позволяет лишь сразу отбросить те методы измерений, которые однозначно нельзя использовать для решения конкретной измерительной задачи. Чтобы снизить вероятность ошибки, в процессе выбора рекомендуется активно взаимодействовать с нашими специалистами.

Ультразвуковое измерение уровня жидкости

Применение:

Измерение уровня жидкости в контейнере или трубе с использованием неинвазивного метода (непосредственное измерение уровня) или определение присутствия/отсутствия жидкости в герметичной емкости.

Читайте так же:
Счетчик подписчиков для сайта

Предпосылка:

Самый простой метод измерения уровня жидкости – с использованием щупа или индикаторного поплавка. Однако, в некоторых случаях этот способ использовать невозможно, например, при измерении уровня жидкости в герметичных емкостях, которые не могут быть открыты, или их содержимое не может быть подвержено воздействию воздуха. Кроме этого, иногда возникает необходимость быстрого автоматического измерения уровня жидкости в большом количестве емкостей в процессе их наполнения. В подобных случаях оптимальным решением часто является измерение уровня жидкости с помощью ультразвука. Ультразвуковой неразрушающий контроль также применяется в следующих случаях:

  • Измерение уровня едких и химически активных жидкостей при контроле процессов химического обогащения. В этих случаях емкости не могут быть вскрыты по причинам безопасности, а свойства химических препаратов не позволяют установить внутренний поплавковый уровнемер.
  • Обнаружение в трубопроводах стоячих жидкостей. Некоторые технологические операции требуют проверки наличия или отсутствия жидкостей в трубопроводах. В частности, такие измерения проводятся при необходимости открыть или разрезать трубопровод в процессе его обслуживания.
  • Поточный контроль уровня жидкости в различных автомобильных узлах, таких как баки для горючего, коробки передач, поддоны картеров и дифференциалы. В данном случае необходимы быстрые и надежные измерения средствами неразрушающего контроля. В некоторых случаях, контрольно-измерительные приборы используются в комбинации с автоматическим манипулятором для позиционирования ПЭП при измерении заполненных контейнеров в режиме онлайн. Выходы приборов используются для активации краскометов, с помощью которых маркируются контейнеры, где уровень заполнения выходит за допустимые пределы.
  • Измерение в нефтеперерабатывающих системах толщины слоя жидких нефтепродуктов, находящегося поверх слоя воды. В принципе, можно измерить толщину одиночного слоя любой жидкости, находящейся поверх другой жидкости, если акустический импеданс этих жидкостей различен.

В целом, измерения уровня жидкости разделяются на два типа: в первом случае требуется измерение реального уровня жидкости (по глубине или по высоте), во втором случае необходимо только определить наличие/отсутствие жидкости в выбранной точке. Описания этих двух типов измерений приведены ниже.

Оборудование для измерения уровня жидкости:

Уровень жидкости обычно измеряется эхо-импульсным методом, с использованием стандартных ультразвуковых толщиномеров или дефектоскопов с широким диапазоном измерения. Выбор преобразователей зависит от требований контроля (чаще всего это ПЭП с частотой 1 МГц – 2,25 МГц). Мы рекомендуем использовать любые из нижеперечисленных приборов:

  • Толщиномеры 38DL PLUS ® и 45MG с ПО для одноэлементных ПЭП: Эти прецизионные толщиномеры могут быть настроены на измерение уровня жидкости, обеспечивают высокий/низкий пороги сигнализации, сохраняют данные для учета и документации, а также имеют цифровой дисплей. Диапазон измерений обычно достигает 125 мм.
  • Дефектоскопы EPOCH 650 ® и EPOCH 6LT: Эти дефектоскопы способны измерять очень длинные УЗ-пути по жидкости (теоретически больше 1,25 м).

Диапазон и точность измерений этих приборов будут зависеть от условий проведения анализа. Для большинства жидкостей точность измерения составляет ± 2,5 мм.

Порядок измерения уровня жидкости:

Для измерения уровня жидкости в емкости, преобразователь приставляется ко дну емкости с использованием контактной жидкости. Электрический сигнал, поступающий с прибора на преобразователь, вызывает короткий ультразвуковой импульс, который проникает через стенку емкости и попадает в жидкость. Проходя через жидкость, импульс достигает поверхности жидкости, отражается от нее и возвращается обратно на преобразователь.

Эхо-сигнал от поверхности жидкости с точностью отсчитывается от временной точки электронного нуля, установка которой позволяет вычесть от общего времени время прохождения ультразвука через стенку емкости. Время прохождения ультразвукового сигнала до отражающей поверхности и обратно преобразуется в значение уровня жидкости по следующей формуле:

h = vt/2

Где:
h = уровень жидкости
v = скорость звука в жидкости
t = время прохождения ультразвука до отражающей поверхности и обратно

Уровень жидкости отображается на цифровом экране. Для наиболее эффективного использования этого способа измерения уровня жидкости необходимо учитывать следующие факторы:

1. Тип и толщина материала стенок емкости. Учитывайте эти факторы в первую очередь применительно к свойствам и диапазону уровней жидкости. Стальные емкости с толстыми стенками могут серьезно ограничить минимальный измеряемый уровень жидкости из-за эффекта отзвука. Пластмассовые емкости, в свою очередь, обладают акустическими свойствами, близкими к акустическим свойствам большинства жидкостей, поэтому обеспечивают эффективную передачу ультразвука с преобразователя в жидкость, уменьшая отзвук до минимума.
2. Состояние поверхности стенок емкости. Корродированные или изъязвленные поверхности могут искажать ультразвуковой импульс, поступающий в жидкость, и тем самым затруднять измерения или делать их совершенно невозможными.
3. Кривизна емкости. Сильно искривленные емкости могут искажать ультразвуковой импульс и приводить к нарушению контакта преобразователя с емкостью, не позволяя получить надежные результаты измерений.
4. Препятствия. УЗ-путь между дном контейнера и поверхностью жидкости должен быть свободен, не иметь перегородок или заполненных труб.
5. Акустические свойства жидкости. Степень рассеяния ультразвука в жидкости часто определяет максимальный измеряемый уровень жидкости. Как правило, жидкости с высокой степенью вязкости или с высокой концентрацией твердых частиц больше всего рассеивают ультразвук.
6. Влияние температуры. Изменение температуры жидкости приводит к изменению скорости распространения в ней ультразвука. Если компенсация скорости ультразвука настроена на приборе неправильно, показание уровня жидкости будет неверным.
7. Пузырьки газа. Пузырьки воздуха или других газов рассеивают звуковые волны и часто дают ложные показания (или вовсе мешают считыванию данных).
8. Движение поверхности жидкости. Для получения точного эхо-сигнала поверхность жидкости в емкости должна оставаться неподвижной.
9. Состав жидкости. Для получения точных результатов измерения жидкость должна быть равномерной по составу и иметь одинаковую температуру.
10. Качество акустического контакта между преобразователем и стенкой емкости. Необходим равномерный акустический контакт между ПЭП и стенкой емкости для прохождения ультразвукового импульса с преобразователя через стенку емкости в жидкость.

Читайте так же:
Катушка мультипликаторная со счетчиком окума

Оборудование для определения наличия/отсутствия жидкости:

Для определения наличия/отсутствия жидкости эхо-импульсным методом, мы рекомендуем использовать дефектоскопы серии EPOCH ® производства Olympus. Выбор преобразователя будет зависеть от типа жидкости и длины пути ультразвука.

Порядок определения наличия/отсутствия жидкости:

Выбор режима контроля зависит от конкретных условий. Чаще всего используется эхо-импульсный режим, если объектом контроля является емкость или труба, форма которой обеспечивает передачу ультразвукового импульса через жидкость и прием эхо-сигнала от противоположной стенки емкости. Отсутствие или наличие жидкости может быть отмечено визуальной или акустической сигнализацией. В режиме импульс-эхо, сигнал от преобразователя проникает в стенку емкости. Если в контрольной точке есть жидкость, часть ультразвуковой энергии проходит через жидкость, отражается от противоположной стенки емкости и возвращается через жидкость и стенку емкости обратно на преобразователь. Если жидкости нет, то донный эхо-сигнал отсутствует. Однако при этом может наблюдаться некоторое количество эхо-сигналов от внутренней поверхности стенки емкости, с которой контактирует преобразователь. Для такого теста обычно используются низкочастотные контактные преобразователи. На рис. ниже, контактный преобразователь (2,25 МГц) установлен на стенке стального контейнера шириной 45 мм. Эхо-сигналы в левой части экрана представляют многочисленные реверберации в стенке емкости; в зоне красного строба эхо-сигналы отсутствуют.

При установке строба во временной точке, в которой ожидается эхо-сигнал от дальней стенки, оператор может контролировать состояние жидкости. При наличии жидкости, в зоне строба появляется эхо-сигнал, как видно на рис. справа.

В некоторых случаях, эхо-импульсный режим использовать нельзя. Если на пути распространения ультразвука в жидкости имеются препятствия, определение наличия/отсутствия жидкости производится на основании эффекта отзвука (ringdown). В этом случае, требуется чистая ровная поверхность для обеспечения равномерного акустического контакта. Ультразвуковой прибор реагирует на изменения в эхо-сигналах от стенки, к которой приставлен преобразователь. Эффект напоминает звонящий колокол, подвешенный в воздухе в одном случае и погруженный в жидкость в другом. Жидкость заглушает акустическую энергию гораздо быстрее, чем воздух. Ультразвуковой прибор как бы «слушает» эхо-сигнал и по его типу определяет наличие или отсутствие жидкости в конкретной точке.

Данный тип контроля обычно выполняется с использованием преобразователя с линией задержки. На рис. ниже показан типичный реверберационный УЗК стального контейнера с использованием преобразователя с линией задержки V206-RB (5 МГц). Верхний А-скан представляет реверберацию эхо-сигнала от стенки под слоем жидкости. Огибающая эхо-сигнала построена с помощью функции DAC. Нижний А-скан отображает большие эхо-сигналы, полученные от противоположной стенки, где демпфирующий эффект жидкости на внутренней поверхности больше не является фактором. Перемещая преобразователь вверх-вниз по стенке контейнера и отслеживая переходную точку между двумя схемами, оператор может определить верхний предел жидкости в контейнере.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector