مقدمه به تکنولوژی سنسور جریان فوق صوتی

سنسورهای جریان فوق صوتی راه حل های پیشرفته ابزار برای اندازه گیری سرعت جریان مایعات با استفاده از تکنولوژی امواج فوق صوتی را نشان می دهند.این دستگاه ها به طور گسترده ای در صنایع از جمله نفت و گاز استفاده شده اند.در این زمینه، سنسورهای جریان فوق صوتی مدرن به دقت ±0 می رسند.5 تا ± 1 درصد از خواندن و ارائه قابلیت های اندازه گیری غیر تهاجمی، حذف نیاز به اصلاح خط لوله.توانایی آنها در اندازه گیری جریان بدون تماس مستقیم با مایع باعث می شود آنها را برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالا و حداقل نگهداری دارند، ایده آل کنندبازار جهانی سنسورهای جریان فوق صوتی همچنان در حال گسترش است، که توسط افزایش تقاضا برای بهینه سازی فرآیند، مدیریت انرژی و انطباق با استانداردهای زیست محیطی هدایت می شود.

اصول کار و مکانیزم های اندازه گیری

سنسورهای جریان فوق صوتی بر اساس اصل تفاوت زمان عبور کار می کنند، که در آن امواج فوق صوتی از طریق مایع جاری گسترش می یابند.سنسور شامل گیرنده هایی است که پالس های ماوراء صوت را هم پایین رودخانه و هم بالا رودخانه تولید می کنند.هنگامی که مایع از طریق لوله جریان می یابد، نبض ماوراء صوت که با جریان حرکت می کند (در پایین جریان) سریعتر از نبض که در برابر جریان حرکت می کند (در بالا جریان) حرکت می کند.تفاوت زمان (Δt) بین این پالس ها مستقیما متناسب با سرعت مایع استاین روش که به عنوان اصل زمان پرواز شناخته می شود، اندازه گیری های بسیار دقیق را بدون تماس فیزیکی با مایع فراهم می کند.حسگرهای جریان فوق صوتی می توانند از روش اثر دوپلر استفاده کنند، که تغییر فرکانس امواج فوق صوتی را که از ذرات یا حباب های موجود در مایع منعکس می شوند اندازه گیری می کند.یا آب های فاضلاب که ذرات معلق در آن حضور دارند..

سناریوهای کاربرد کلیدی در صنایع مختلف

سنسورهای جریان فوق صوتی نیازهای سنجش حیاتی را در بخش های مختلف صنعتی برآورده می کنند.صنعت نفت و گاز، این سنسورها برای انتقال نگهداری نفت خام، گاز طبیعی و محصولات تصفیه شده استفاده می شوند و اندازه گیری های دقیق و ضروری را برای برنامه های اندازه گیری مالی فراهم می کنند.طراحی غیر تهاجمی آنها اجازه می دهد تا نصب بدون قطع خط لوله، که آنها را برای محیط های خطرناک ایده آل می کند.صنعت پردازش مواد شیمیاییاز سنسورهای جریان فوق صوتی برای اندازه گیری مواد شیمیایی خوردنی، حلال ها و رسانه های تهاجمی استفاده می کند، با مواد مانند تیتانیوم و فولاد ضد زنگ که سازگاری با محیط های خشن را تضمین می کند.دربخش آب و تصفیه فاضلاب، سنسورهای فوق صوتی از مصرف آب خام، توزیع آب تصفیه شده و جریان لجن نظارت می کنند و اندازه گیری دقیق برای کنترل فرآیند و تشخیص نشت را فراهم می کنند.صنایع داروسازی و بیوتکنولوژیاستفاده از سنسورهای فوق صوتی برای دوز دقیق اجزای فعال داروسازی (API) و نظارت بر سیستم های آب تصفیه شده با دقت تا 0.5٪صنعت مواد غذایی و نوشیدنیاز سنسورهای فوق صوتی بهداشتی برای اندازه گیری مواد تشکیل دهنده مانند شیر، آبمیوه و آبمیوه استفاده می کند، اطمینان از سازگاری دستور العمل و استانداردهای بهداشت. کاربردهای اضافی شامل:تولید برقبرای نظارت بر جریان آب خنک کنندهسیستم های HVACبرای بهینه سازی انرژی، وعملیات معدنبراي اندازه گيري جريان خاشاک

مزایا و قابلیت های فنی

سنسورهای جریان فوق صوتی مزایای قابل توجهی نسبت به فن آوری های اندازه گیری جریان سنتی دارند.اندازه گیری غیر تهاجمیاین سنسورها نیاز به قطع خط لوله یا وقفه فرآیند را از بین می برند.دقت بالا(±0.5٪ تا ±1٪ از خواندن) وتکرار عالی(± 0.2٪) ، که آنها را برای برنامه های انتقال نگهداری که دقت اندازه گیری حیاتی است مناسب می کند.نسبت دور شدن گسترده(تا 100: 1) ، که امکان اندازه گیری دقیق در شرایط جریان متفاوت را بدون نیاز به ابزارهای متعدد فراهم می کند.بدون تاثیر خواص مایعاتدر این روش، اندازه گیری های ثابت در شرایط فرآیند پویا انجام می شود.قابلیت اندازه گیری دو طرفهاجازه می دهد تا نظارت بر هر دو جریان جلو و عقبپروتکل های ارتباطی دیجیتال(HART، PROFIBUS، Modbus) امکان ادغام یکپارچه با سیستم های کنترل و سیستم عامل های IoT را برای نظارت در زمان واقعی و تجزیه و تحلیل داده ها فراهم می کند.بدون قطعات متحرک، که در نتیجه حداقل نیاز به تعمیر و نگهداری و عمر طولانی در مقایسه با جریان سنج های مکانیکی است.

ملاحظات اجرایی و دستورالعمل های انتخاب

اجرای موفقیت آمیز سنسورهای جریان فوق صوتی نیاز به توجه دقیق به الزامات نصب دارد.سنسور باید در مکانی با ارتعاش و نوسانات دمایی حداقل نصب شود، زیرا لرزش های خارجی می توانند بر دقت اندازه گیری تأثیر بگذارند. نصب مناسب ضروری است، با سنسور به طور ایمن توسط لوله های فرآیند با استفاده از کلیمپ های لوله استاندارد پشتیبانی می شود. برای کاربردهای مایع،نصب عمودی با جریان بالا برای جلوگیری از گیر شدن هوا توصیه می شود، در حالی که برنامه های گاز باید با جریان پایین نصب شوند تا از تجمع مایع جلوگیری شود. سنسور نیاز به یک مشخصات جریان کاملاً توسعه یافته دارد.با خطوط لوله مستقیم حداقل 10D در جریان بالا و 5D در جریان پایین (که در آن D قطر لوله است) برای اطمینان از اندازه گیری دقیقبرای جلوگیری از تداخلات صوتی الکتریکی، زمین گیری مناسب بسیار مهم است، با یک کابل زمین بیش از 4mm2 توصیه می شود.برای اطمینان از اندازه گیری دقیق باید یک دستگاه پاک کننده هوا در جریان آب نصب شود.. انتخاب باید در نظر بگیرداندازه لوله و ماده,ویژگی های مایع(درجه حرارت، فشار، لزگی)الزامات دقتونوع سیگنال خروجیبرای اطمینان از عملکرد بهینه و سازگاری با سیستم های کنترل موجود.

روند آینده و پیشرفت های تکنولوژیکی

تکنولوژی سنسور جریان فوق صوتی با پیشرفت های قابل توجهی در حال تکامل است.ادغام IIoTامکان ارتباطات بی سیم را از طریق پروتکل هایی مانند WirelessHART و LoRaWAN فراهم می کند، نظارت در زمان واقعی و تجزیه و تحلیل مبتنی بر ابر برای نگهداری پیش بینی و بهینه سازی فرآیند را تسهیل می کند.سنسورهای هوشمندبا میکرو پروسسورهای جاسازی شده، تشخیص پیشرفته، قابلیت های خود کالیبراسیون و ویژگی های نگهداری پیش بینی شده را ارائه می دهند که باعث کاهش زمان خرابی و هزینه های نگهداری می شود.کوچک سازیاز طریق تکنولوژی MEMS سنسورهای فشرده و انرژی کارآمد مناسب برای کاربردهای محدود فضایی و دستگاه های اندازه گیری جریان قابل حمل را تولید می کند. الگوریتم های پیشرفته پردازش سیگنال وادغام هوش مصنوعیبهبود دقت در شرایط چالش برانگیز، در حالی که تشخیص مبتنی بر هوش مصنوعی کاهش عملکرد را قبل از وقوع خرابی تشخیص می دهد.0 اکوسیستم ها بیشتر سنسورهای جریان فوق صوتی را در عملیات صنعتی خودکار و پایدار قرار می دهند، افزایش نقش آنها در ابتکارات تولید هوشمند و بهینه سازی فرآیند.

-ندرس+هاوسير

-" آلن بردلی "

-يوکوگاوا

-MTL

-P+F

-توليدات بيشتر