Не{0}}измерване на дебита в цялата тръба: 22-годишно ръководство, доказано на практика

През 2007 г. получих неистово обаждане от началник на инсталация за отпадни води. Бяха инсталирали магнитен измервателен уред, който продавачът нарече „не-с възможност за пълна тръба“ три месеца по-рано и екологичният одит показа, че изхвърлянето им е с 45% по-високо от действителното. Отидох там, качих се в шахтата и веднага видях проблема: измервателният уред отчиташе скоростта съвсем добре, но тръбата беше пълна само наполовина. Уредът изчисляваше дебита, сякаш цялото напречно-сечение е течност. Този „евтин“ измервателен уред от 1800 долара в крайна сметка им струва 47 000 долара ненужни такси за отпадни води.

Тази история не е изключение. Това е норма. За 22 години, в които се занимавах с това, поправих повече неуспешни не-пълнотръбни инсталации, отколкото мога да преброя. Мръсната тайна? 90% от разходомерите на пазара просто не са проектирани за частично запълнени тръби. Повечето продавачи с радост ще ви продадат стандартен магнетичен метър и ще стискат палци.

Това не е учебник. Това е, което всъщност казвам на клиентите си, преди да похарчат парите си.

Защо не{0}}измерването на потока в цялата тръба е неуспешно (често срещани грешки)

Всеки разходомер, който някога сте използвали, работи на едно основно предположение: тръбата е напълно пълна.

Когато това не е вярно, всичко се разваля. Магнитните измервателни уреди измерват скоростта отлично,-но нямат представа каква част от тръбата всъщност е пълна с течност.Ултразвукова? Същият проблем.Турбинни измервателни уреди? Половината от времето се въртят във въздуха. Вихър? Сигналът просто изчезва.

Математиката е проста, но почти никой не я разбира правилно:

Поток=Скорост × Действителна намокрена площ

Трябват ви ДВЕ измервания, а не едно. Трябва да знаете колко бързо се движи течността И колко точно е високо в тръбата. Само тогава можете да изчислите реалния поток.

Виждам тази грешка всяка седмица. Някой купува стандартен магнетичен метър, свързва го и получава хубав стабилен сигнал 4-20mA. Те смятат, че работи. не е. Просто е уверено погрешно.

Приложенията, които винаги причиняват главоболие

• Това са тези, които ме призовават да коригирам най-често:
• Общински канализационни линии и асансьорни станции
• Заустване на отпадъчни води от промишлени предприятия
• Дъждовни и дренажни системи
• Всяка-гравитационно захранвана технологична линия
• Тези глупави "затворени канали" преобразувания на отворени канали

• Сифонни системи, които понякога работят частично пълни

   

Най-добрите разходомери за частично напълнени тръби: техническо сравнение

Тествах всеки един от тях в действителни растения. Това не е от таблици с данни-а от моите сервизни отчети.

Позволете ми да повторя последното: стандартен магнитен измервателен уред в не-пълна тръба ще отчита от 30% погрешно до ДВОЕН действителен поток. И ще изглежда напълно нормално, докато го правите.

Площ-магнитни измерватели на скоростта: Какво посочвам 8 от 10 пъти

Това е работният кон. Не е идеален, но е най-добрият инструмент, който имаме за 80% от приложенията.

Как всъщност работи (без маркетинг BS)

Има два сензора, натъпкани в едно и също тяло:

• Редовниятсензор за магнитен потокбобини, които измерват скоростта-като всеки магнетичен метър
• Ултразвуков или капацитивен сензор, който измерва точно колко високо е течността

Трансмитерът прави изчисленията: въз основа на диаметъра на тръбата, който сте въвели, и измереното ниво, той изчислява каква част от тръбата е действително запълнена, умножава по скоростта и ви дава реален поток.

Това е. Това е магията.

Какво всъщност прави добре

Нека ви кажа истинските предимства, а не точките от брошурата:

• Няма изисквания за права тръба.Това променя играта-. Можете да завинтите това нещо веднага след коляно, клапан, помпа-няма значение. Инсталирах ги на 12 инча надолу по веригата от шибърите и те все още работят.
• Двупосочен.Канализацията и канализацията понякога текат обратно. Този измервателен уред се справя. Повечето други не го правят.
• Без движещи се части.В отпадъчни води с твърди частици, парцали и всичко останало, което хората изхвърлят в тоалетните? Това не-подлежи на обсъждане.
• Напълно потопяем.Когато линията се надценява напълно по време на буря? Продължава да работи.

Ограниченията, за които никой не ви казва

Точността пада от скала под 5% запълване. Под 30 mm в 600 mm тръба? Гледате грешка от ±10%, ако имате късмет. В листа с данни ще пише ±2%. Не вярвайте.

Нуждае се от проводяща течност-както всеки магнетичен метър. Чиста вода, въглеводороди, дизел? забрави го

Утайката е тихият убиец. Ако на дъното на тръбата се натрупа утайка, сензорът за ниво смята, че течността е по-висока, отколкото е в действителност. Трябва да програмирате автоматичния цикъл на почистване на електродите.

И да, по-скъпо е. Фигура 50-100% повече от стандартен магнетичен метър. Струва си всяка стотинка.

Ултразвукова зона-скорост: за големите тръби

За тръби, по-големи от 1200 mm, електромагнитното става глупаво скъпо. Тогава ултразвукът има смисъл.

Когато наистина имате нужда от това

• Тръби с диаметър 48" и по-голям
• Не{0}}проводими течности, при които магнетометрите няма да работят
• Ретрофити, при които не можете да отрежете тръбата
• Временно наблюдение за проучвания

Проблемите, които ще имате

Минималното ниво на течността е 50 mm, точка. Под това няма нищо, от което да отскача звукът.

Увлеченият въздух е кошмар. Мехурчетата в потока разпръскват ултразвуковия сигнал и вие получавате ненужни данни. Аерационни басейни надолу по течението? Успех

Точността просто не е толкова добра. ±8% се справя добре. Не очаквайте производителност на магметъра.

И вие ще почиствате тези преобразуватели. На всеки три месеца минимум. Мазнини, биофилм, утайки-всичко това се натрупва.

Parshall Flumes: Решението от старата школа, което все още работи

Ако строите ново и можете да извършите строителните работи, нищо не може да се сравни с правилно монтиран канал Parshall за дългосрочна-надеждност.

Имам канали, инсталирани през 90-те години, които все още са в рамките на калибриране днес. Без електроника в потока на потока, нищо за износване, нищо за отклонение.

Но има една уловка. Имате нужда от загуба на напор-много от него. 15-30% от дълбочината на потока ви се губи през канала. Ако системата ви няма този наклон, забравете го.

А строителните работи са скъпи. Но над 20 години? Това е най-евтиният вариант до момента.

Моят лист със спецификации, който предотвратява 90% от проблемите

Точно това пиша във всяка поръчка. Усъвършенствах това в продължение на 20 години поправяне на грешки на други хора.

Изисквания, които не-подлежат на договаряне

• Истинска област{0}}скоростна технология, а не стандартен магметър с актуализация на фърмуера
• Минимално измеримо ниво По-малко или равно на 25 mm– ако посочат 50 мм, отдалечете се
• Точността трябва да бъде заявена при 10%, 25%, 50% и 100% запълване– не само при пълна тръба
• Вграден капацитивен или ултразвуков{0}}нивелир– НЕ натиск. Утайката разрушава сензорите за налягане
• IP68 потопяем, 10m минимална дълбочина
• Програмируемо почистване на електрод с обратен ток
• Modbus RTU изход с регистриране на данни– ЩЕ трябва да диагностицирате това някой ден

Червените знамена, които означават бягане

• Всеки продавач, който каже „нашият стандартен магметър работи при частично запълване“
• Няма да ти дадат поне три локални референтни инсталации
• Листът с данни показва точност само при условия на пълна тръба

• Опитват се да ви продадат-базирана на натиск система за нива

   

Правила за инсталиране на не-измервателни уреди с пълна тръба (доказано-на място)

Те идват от катерене в стотици шахти. Игнорирайте ги и ще се върнете.

• Монтирайте възможно най-ниско физически.Виждам тази грешка всеки път. Някой монтира сензора на централната линия на тръбата. Когато тръбата е пълна с 40%, сензорът е във въздуха и отчита нула. За 600 мм тръба я монтирайте на 30-60 мм от дъното. Това е.
• Само в идеално хоризонтална тръба.Дори 2 градуса наклон променя отношението-към-площ достатъчно, за да добави 5% грешка.
• Винаги добавяйте изолационни вентили и байпас.Ще трябва да дръпнете този измервателен уред някой ден. Не се насилвайте да затворите целия завод, за да го направите.
• Заземяващите пръстени не са задължителни.Същото като всеки магметър, но тук е още по-критично.

• Никога не инсталирайте на висока точка в линията.Въздушни джобове ще се съберат там и ще получите случайни отпадания.

   

Калибриране: Какво не ви казва ръководството

Въвеждането в експлоатация на измервателен уред с не{0}}пълна тръба е различно. Ето моята действителна процедура:

• Първо празна тръба нула.Това е най-важната стъпка. Тръбата трябва да е напълно суха. Няма стичане, няма локви. Напълно празен.
• Проверете нивото в няколко точки.Напълнете до 25%, 50%, 75%, 100%. Измерете ръчно действителната дълбочина и я сравнете с това, което показва измервателният уред. Това улавя 90% от грешките при настройката.
• Преносим доплер преглед.Пуснете преносим скоростомер до него при три различни дебита.

• Годишна проверка.Всяка година: празна тръба за нула, ръчна проверка на нивото на потапяне, почистване на електрода. Това са 30 минути работа, която предотвратява грешки при фактуриране на $50 000.

   

Отстраняване на неизправности: Проблемите, които виждам всяка седмица

• Твърде високо четене при ниски потоци:9 пъти от 10, нулата се отклони или върху сензора има натрупана утайка. Направете празна нула, почистете лицето.
• Пикантни луди четения:Увлечен въздушен или земен контур. Проверете за аерация нагоре по течението, оправете заземяването, увеличете амортизацията.
• Показва нула, но определено има течност:Сензорът не е потопен (монтирахте го твърде високо, нали?) или електродите са напълно покрити. Стартирайте цикъла на почистване.

• Последователно отместване:Въвели сте грешен ID на тръбата в предавателя. Аз самият правя това поне веднъж годишно. Двойна проверка.

   

Сравнение на разходите: 10-годишна обща цена на притежание

Ето какво всъщност струва това за 10 години за типична 300 mm линия:

Последният ред не е шега. Виждал съм стандартни магнетометри в наполовина-пълни тръби да отчитат 70% високо в продължение на ГОДИНИ, преди някой да забележи. Евтиният измервателен уред винаги е най-скъпият вариант.

Последна препоръка след 22 години

Поддържам това просто:

Получете магнитния измервател на скоростта-по площ, ако:

• Тръбата ти е 100-1200 мм
• Течността е проводима (канализация, вода, отпадни води)
• Точността всъщност има значение
• Това е постоянна инсталация

Отидете на ултразвук, ако:

• По-голяма от 48" тръба
• Не{0}}проводима течност
• Не можете да отрежете тръбата

Изградете канал, ако:

• Ново строителство е
• Имате наклон и загуба на глава
• Искате да го забравите за 20 години

И никога, никога не използвайте стандартен магнитен измервателен уред в тръба, която не е пълна.Ще ви даде красиво, стабилно, напълно грешно четене. И няма да разберете, докато не се появят ревизорите.

Не{0}}измерването на непълна тръба не трябва да бъде бедствие. Посочете правилното нещо, инсталирайте го правилно и ще забравите за него за 15 години.

Често задавани въпроси

В: Може ли стандартен магнитен разходомер да работи в не-пълна тръба?

О: Не. Стандартният магнетичен метър работи при допускането, че тръбата е 100% пълна. В частично напълнени тръби, той ще генерира показания с 30% до 100% по-високи от действителния поток, което често води до скъпи такси за отпадни води и грешки в съответствието.

Въпрос: Кой е най-добрият разходомер за частично напълнени тръби?

О: За тръби с диаметър 100–1200 mm, пренасящи проводящи течности, магнитен измервател на площ-скорост (A-V) е най-надеждният вариант с практическа точност от ±2–5%. За тръби, по-големи от 1200 mm, ултразвуковата A-V система е по-рентабилна-.

В: Как работи повърхностен{0}}магнитен разходомер?

О: Интегрира два сензора в едно тяло: стандартна магнитна намотка за измерване на скоростта на потока и вграден -сензор за ниво (капацитивен или ултразвуков). Трансмитерът изчислява реалния поток чрез умножаване на измерената скорост по действителната намокрена площ на напречното-сечение на тръбата.

В: Какво е минималното измеримо ниво на течността за разходомери, които не са с пълна тръба?

О: Високо{0}}качественият -магнитомер за скорост може да предостави надеждни показания при нива на течности до 10–25 mm. Точността пада значително под 5% запълване на тръбата и натрупването на утайка на дъното на тръбата допълнително ще увеличи отклонението на измерването.

Референции

[1] ISO 1088:2021. Хидрометрия – Скоростни-площни методи с използване на текущи-метри. Международна организация по стандартизация, Женева.

[2] Бейкър, RC (2020). Наръчник за измерване на потока: промишлени дизайни, принципи на работа, производителност и приложения. 3-то издание. Cambridge University Press.

[3] Федерация за водна среда. (2022). Измерване на потока на общинските отпадъчни води: Практическо ръководство. Александрия, Вирджиния.

[4] Spitzer, DW (2021). Измерване на индустриалния поток. 4-то издание. Международно дружество по автоматизация.

[5] IEC 61937:2020. Електромагнитни разходомери за частично запълнен тръбен поток. Международна електротехническа комисия.