Расходомер DigitalFlow CTF878

Корреляционный расходомер газов с накладными ультразвуковыми преобразователями для труб большого размера и высокой скорости газа

Расходомер CTF878 компании Panametrics реализует новую технологию, называемую корреляционным меточным методом (заявленный патент), для определения расхода газов. Эта технология существенно отличается от традиционного времяимпульсного метода и хорошо применима для газов. CTF878 позволяет измерять расход в широком диапазоне изменения расхода газа и диаметров труб, обеспечивая широкий спектр различных применений в газовой промышленности. Он был испытан на пластиковых и металлических трубах диаметром от 6-ти до 30-ти дюймов. Высокая точность – относительная погрешность менее ±2% при воспроизводимости ±0,6% от показаний. Динамический диапазон 43 к 1.

Расходомер CTF878 может использоваться в таких практических задачах, где нарушение целостности стенки трубы нежелательно и, таким образом, он является идеальным средством измерения расхода газов, вызывающих эрозию и коррозию, а также токсичных, высокочистых и стерильных газов. Из-за отсутствия необходимости врезки в трубопровод стоимость монтажа значительно ниже, чем у других расходомеров. Прибор не имеет движущихся узлов и деталей, контактирующих с измеряемой средой, его установка не приводит к потерям давления. Все это существенно снижает требования к регулярности технического обслуживания.

Корреляционный, меточный метод

CTF878 реализует ультразвуковую технологию распознавания формы потока, называемую корреляционный, меточный метод измерения расхода. Корреляционная, меточная технология использует общий для накладных ультразвуковых преобразователей способ их монтажа снаружи трубопровода.

Ультразвуковые преобразователи установлены попарно – одна пара выше по течению, а другая – ниже по течению. Каждая пара включает в себя один ультразвуковой преобразователь, посылающий через среду ультразвуковые сигналы в режиме непрерывной волны к соответствующему преобразователю- приемнику, формируя соответственно каналы опроса выше и ниже по течению. Сигнал непрерывной волны модулируется турбулентностью и локальными изменениями плотности, которые характерны для движущегося газа. Таким образом, обе группы принимаемого сигнала содержат некие однозначно определяемые, характерные признаки (метки) турбулентности движущегося газа. Принимаемые ультразвуковые сигналы демодулируются и обрабатываются, используя корреляционный алгоритм. При турбулентном состоянии потока регистрируется отчетливый корреляционный пик, который отражает время, которое требуется для перемещения метки от одного акустического хода до другого. Так как расстояние между акустическим ходом каждой пары ультразвуковых преобразователей задано при установке, то скорость потока определяется путем деления расстояния на время прохождения метки между этими двумя ходами.

На основании использования запатентованного алгоритма обработки, эти два набора данных имеют взаимную корреляцию.

Предпосылки применения корреляционной, меточной технологии для измерений расхода газа

В отличие от жидкости, газ является сжимаемой средой. Эта сжимаемость газов в сочетании с турбулентностью потока и локальными изменениями плотности позволяет модулированному сигналу формировать четкие, легко распознаваемые пики, которые необходимы для реализации этого метода.

Новейшие ультразвуковые преобразователи для газов

Один из самых больших «камней преткновения» применения накладных ультразвуковых преобразователей для измерения расхода газа является трудность передачи кодированного ультразвукового сигнала: через стенку металлической трубы, через газ и затем обратно через стенку трубы ко второму преобразователю, принимающему этот сигнал. В газах только 4,9×10-7 процента передаваемой звуковой энергии реально принимается традиционными ультразвуковыми преобразователями. Этого просто недостаточно для выполнения надежных измерений. Накладные ультразвуковые преобразователи для газов новой серии создают в 5-10 раз более мощные сигналы, чем у традиционных ультразвуковых преобразователей. Новые преобразователи создают «чистые», кодированные сигналы с минимальным уровнем фонового шума. В результате система CTF878 выполняет измерение расхода даже в газах с очень низкой плотностью.

Отсутствие потерь давления и необходимости обслуживания

Так как накладные ультразвуковые преобразователи устанавливаются снаружи трубопровода, то они не создают помех движению потока и их установка не приводит к потерям давления в отличии от других типов расходомеров. CTF878 не имеет движущихся частей, способы монтажа преобразователей не дают возможности загрязнениям накапливаться в местах их установки, практически, исключая необходимость очистки или других операций по техническому обслуживанию.

Широкий спектр зажимных приспособлений для ультразвуковых преобразователей

Корректность установки ультразвуковых преобразователей является критичной для получения точных измерений расхода при использовании накладных преобразователей. Компания Panametrics предоставляет широкий спектр приспособлений, фиксирующих ультразвуковые преобразователи в точке измерения, которые гарантируют правильность установки при минимуме затрат времени.

Удобный монтаж

Прямая установка на трубопроводе – другое достоинство CTF878. Система состоит из двух пар ультразвуковых преобразователей, фиксирующего приспособления, двух предусилителей и электронного блока.

Ультразвуковые преобразователи закреплены на снаружи трубопровода. Электронный блок может быть расположен на расстоянии до 150 м от ультразвуковых преобразователей. Настройка CTF878 и возможности ввода/вывода сигналов позволяют адаптировать расходомер практически к любым технологическим процессам.

Применение

CTF878 – полностью укомплектованная система с накладными ультразвуковыми преобразователями, предназначенная для измерения расхода большинства газов, включая следующие:

• Природный газ
• Сжатый воздух
• Горючие газы
• Агрессивные газы
• Токсичные газы
• Высокочистые газы
• Газы разделения воздуха
• Специальные газы

Характеристики

• Применимы для металлических труб с давлением, близким к атмосферному
• Накладные ультразвуковые преобразователи, не требующие врезки в трубопровод
• Отсутствие деталей, контактирующих с измеряемой средой
• Отсутствие движущихся деталей или узлов
• Отсутствие потерь давления
• Простота установки
• Низкая потребляемая мощность
• Расчет объемного расхода, приведенного к нормальным условиям
• Применимы для широкого диапазона рабочих температур
• Измерение расхода высокоскоростных потоков