Ульразвуковые расходомеры

[Инн]

Там в другой теме мы как-то незаметно перешли на ультразвуковые расходомеры, и Коллеги очень по делу поделились головной болью от погранслоёв и неньютоновских жидкостей.

Я не модер, и сообщения переносить не могу, но дам здесь ссылки на те ценные практические сообщения от Коллег. А там, может, и Модератор найдёт время перетащить всё сюда.

А сегодня мне по рассылке пришло нечто новое по УЗ расходомерам; так, чтобы зацепиться при нужде. Я имею в виду, не по нужде, а при необходимости.
Всяко, ссылкой на супостатов с их УЗ р-мером хочу здесь поделиться, см.ниже.

А пока ссылки на наиболее ценные практич.сообщения наших по УЗ расходомерам. Если кого-то упустил, пожалуйста добавьте ссылку и ни в коем случае не обижайтесь:

Был такой накладной расходомер "Днепр 7"...
Столкнулись с проблемой, что данный расходомер при определённых параметрах жидкости, начинал сильно врать (по ходам поршня нагнетательного насоса один расход, а по "Днепру" значительно ниже и со срывами ...).
Ломали голову, и доломали до обоюдного соглашения, что "враньё" начинается когда в трубе поток неравномерный по поперечному сечению, те. у стенки трубы поток жидкости заметно ниже (турбулентность, физические свойства жидкости (киселеобразный субстрат)...), и этот слой "медленной жидкости" довольно толстый (по оценочным расчётам не менее 3мм).
Грубо говоря УЗ "цепляется" за слой медленотекущей жидкости (в котором могут присутствовать участки и с обратнотекущими потоками вследствие пристеночной турбулентности), что и вносит искажения на результат реального расхода.
Параметры регистрируемых реальных расходов порядка 50-100л/сек, при 60атм. Внутреннний диаметр трубы 127мм, стенка 10мм.

Кстати, на этом расходомере, была реализована довольно оригинальная система отслеживания уровня жидкости в случае неполнозаполненного трубопровода

Буровой раствор, с ну очень специфическими гидростатическими и гидродинамическими характеристиками, утяжелённый всякими присадками: сопле-киселеобразная масса...., ну чтоб и турбину раскрутить и чтоб газ/нефть наружу не выпустить...

Инн, так в моем случае речь шла всего-то об 1/2…1" проходного диаметра, но тем не менее.
А вот с ростом диаметра там ещё больше фокусов с неоднородностью Появляется.
Не вдавался глубоко в математику и модели, но в точных УЗ расходомерах уже не одна пара головок стоит.
И алгоритмы обработки их сигналов там совсем не тривиальными получаются. И неоднородность температур в сечении, и вихри, и расслоение потока…

Очень подходят канализационные гладкие пластиковые трубы - в штатную крышку очень удобно датчик ставить и поверхность с минимумом переотражений получается.

А вот сегодняшние супостаты из рассылки; какие-то обозреватели предлагают чьи-то датчики.

Они запускают УЗ импульс по одной и той же базе, но сначала по течению, а потом против течения:

There are two basic methods of ultrasonic flowmeter operation, Doppler shift and time of flight measurement.

Time of flight is the preferred technique for flowmeters as it returns the best performance.
In time of flight ultrasonic flowmeters, sound is injected into the fluid, which travels with the flow until it is received further downstream.
A signal is then injected from the received position which then travels back to the first transmission point against the flow.
Because of the fluid movement the signal travels faster with the flow than it does against it.

[jump]

Они запускают УЗ импульс по одной и той же базе, но сначала по течению, а потом против течения

и что здесь нового/странного?

[mike-y-k]

Заметка для маркетологов конечно, нам бы с математикой и цифрами.
Сразу мелкое замечание/уточнение по методам.
Допплеровские хорошо работают при больших скоростях потоков и хороши для внешней установки.
TOF хорошо подходят для высокоточных измерений, но для ее обеспечения требуется специальный измерительный канал.
Ну и оптимальней при реализации таки ламинарное течение в зоне измерения в противном случае получение требуемой точности требует и калибровки по носителю, и дополнительных измерителей, и достаточно серьезной математики для обработки…
Гидродинамика и газодинамика в полном объёме… вместе с акустикой в газах и жидкостях…

[Sergey_57]

Знаю одного гения . Он 20 лет в расходомерах "съедал своих собак".
Несмотря на привлекательность идеи и относительно несложной схеме,
реализация сложна. Кривые распределения,математика мама не горюй.
Дело происходит в геофизике. И вкупе идёт геометрия трубы.
Одно из ноу-хау пропустить весь поток через кореолиса. Убрать пограничные эф.
Часто заходил проведать таварища и удивлялся , что нужно сделать чтобы получить стабильные и правильные цифры.

[mike-y-k]

Sergey_57, кориолисовы расходомеры конечно прекрасный выход в ситуациях где цена не имеет значения. Для множества применений приходится искать иные решения…

[Sergey_57]

Sergey_57, кориолисовы расходомеры конечно прекрасный выход в ситуациях где цена не имеет значения. Для множества применений приходится искать иные решения…

Да, это конечно не дешёвое решение.
Но, вот например, если вы перекачиваете отстоявшуюся воду и поток ламинарный, вы не получите откликов и если ......
Вот этих если очень достаточно. Калибровка как-то спасает, но вот опять если... Я не утверждаю, что всё плохо, но точности серийной продукции
в различных условиях добиться сложно. Есть методики.
Но их не читают .
Но Петюня водопроводчик прикрутит датчики, методику читать ему ни к чему. И дело которое Вы рождали в муках творчества будет загублено в данном месте.
И чтобы не заниматься пустой болтовнёй, если очень надо, найду контакты и свяжу вас для консультации с этим товарищем.

[mike-y-k]

Sergey_57, ну тут пока никто серийные производственные изделия не собирается делать.
А TOF ультразвуковые сделать для своих применений оказалось совсем несложно - там самая сложная часть это измерительный тракт. У меня расходомер для полива растений спокойно измеряет расход в ml с ошибкой ‹2ml на литр. Изначально была крыльчатка, но ее разрешения оказалось недостаточно.

[Sergey_57]

Это резко меняет всё дело.
Делал тоже на крыльчатке. Взял бытовой расходомер, отделил верхнюю
часть. В углубление вставил датчик Холла и далее по алгоритму.
обязательно фильтр- сетка перед крыльчаткой.
‹2ml на литр - вы наверно занимаетесь наукой.

[mike-y-k]

Sergey_57, всего лишь поливка мелких кактусов - там на каждый горшок отдельная доза должна идти
А крыльчатка была тоже мелкая, но готовая - они в пластике продаются на том же AliExpress…

Эксперименты с кориолисовым в планах есть, но пока только посчитал предварительно сам корпус из кусков нержавеющей трубы. Там дальше сварка, датчики, электроника и математика. Может и не состоится, останется только в чертежах и расчётах… применение пока не предвидится.

[FViktor]

Вы посмотрите требования, предъявляемые к трубе, на которую установлены датчики. Там требуется прямой кусок трубы магистральной и без включения воздуха в потоке.
Когда выполните требования, то у ВАС отпадут усе вопросы.
З повагою