Vložka potrubí je důležitým faktorem, který je třeba zvážit při instalaciultrazvukový průtokoměr s příložným uchycenímPřestože jsou snímače namontovány na vnější straně potrubí, ultrazvukový signál musí před dosažením kapaliny projít stěnou potrubí a v mnoha případech i vnitřní výstelkou.

Typ a tloušťka potrubní výstelky proto může mít významný vliv nasíla signálu, akustický přenos, rozteč snímačů a stabilita měření.

1. Jak se ultrazvukový signál šíří potrubím s vložkou?

U typického ultrazvukového průtokoměru s příložným senzorem se ultrazvukový signál šíří po dráze podobné této:

Převodník → Stěna potrubí → Vložka potrubí → Kapalina → Vložka potrubí → Stěna potrubí → Převodník

Na rozdíl od vpichovacího průtokoměru se převodníky nedotýkají přímo kapaliny.

Ultrazvukový signál musí před dosažením kapaliny projít několika různými materiály. Každý materiál má jiné akustické vlastnosti, takže signál může na rozhraní mezi materiály docházet k odrazům, lomům a útlumům.

Proto je třeba při instalaci ultrazvukového průtokoměru zvážit vložkování potrubí.

2. Proč je materiál podšívky důležitý?

Různé podšívkové materiály mají různéakustická impedance a rychlost zvuku.

Mezi běžné materiály pro výstelku potrubí patří:

• PTFE
• Pryž
• Tvrdá guma
• Cementová malta
• Epoxid
• Plast
• Další ochranné nátěry

Když ultrazvuková vlna prochází z jednoho materiálu do druhého, část její energie se může odrážet na rozhraní.

Například:

Stěna potrubí → Výstelka → Kapalina

Na každém rozhraní může rozdíl v akustických vlastnostech ovlivnit, kolik ultrazvukové energie vstupuje do dalšího materiálu.

Pokud je akustický nesoulad významný, může se odrážet více energie a k přijímacímu měniči může dosáhnout méně energie.

To může mít za následek:

Nižší síla signálu a obtížnější akustické měření.

3. Proč záleží na tloušťce podšívky?

Důležitá je také tloušťka podšívky.

Tenká výstelka může mít relativně omezený účinek, zatímco silná výstelka může výrazně zvětšit délku akustické dráhy skrz materiál výstelky.

Jak ultrazvukový signál prochází obložením, část jeho energie může být utlumena.

Podmínky měření jsou proto ovlivněny:

Materiál obložení + Tloušťka obložení + Akustické vlastnosti

Z tohoto důvodu se dvě trubky se stejným jmenovitým průměrem a stejným vnějším materiálem mohou chovat odlišně, pokud se jejich vnitřní výstelky liší.

Například:

Trubka z uhlíkové oceli bez výstelky

a

Trubka z uhlíkové oceli s tlustou pryžovou výstelkou

mohou mít výrazně odlišné charakteristiky přenosu ultrazvuku.

4. Proč mohou být gumové a plastové obložení náročné?

Některé měkké nebo nízkoakustické výstelkové materiály mohou ztížit ultrazvukové měření pomocí kleští.

Mezi příklady patří určité:

• Gumové obložení
• PTFE podšívky
• Plastové obložení

Ultrazvuková vlna může při průchodu těmito materiály zažívat větší útlum nebo odraz.

To může vést k:

• Snížená síla signálu
• Zvýšená obtížnost detekce signálu
• Užší rozsah vhodných roztečí mezi převodníky
• Větší citlivost na instalační podmínky

To neznamená, že nelze měřit potrubí s vložkou.

Spíše je třeba průtokoměr správně vybrat a nakonfigurovat podle skutečných podmínek potrubí a výstelky.

5. Jak ovlivňuje výstelka potrubí rozteč snímačů?

U příložných ultrazvukových průtokoměrů se rozteč snímačů obvykle vypočítává na základě několika parametrů, včetně:

• Průměr potrubí
• Tloušťka stěny trubky
• Materiál potrubí
• Podšívkový materiál
• Tloušťka podšívky
• Typ kapaliny
• Teplota kapaliny
• Rychlost ultrazvuku v různých materiálech

Pokud jsou tedy informace o obložení zadané do průtokoměru nesprávné, může být nesprávná i vypočítaná rozteč snímačů.

Například pokud má skutečné potrubí 5mm pryžovou výstelku, ale přístroj je konfigurován jako ocelová trubka bez výstelky, vypočítaná akustická dráha nemusí přesně odpovídat skutečné struktuře potrubí.

To může ztížit snímání signálu a ovlivnit výkon měření.

6. Může mít průtokoměr silný signál na potrubí s vložkou?

Ano.

Vystýlka potrubí neznamená automaticky, že ultrazvukový signál bude slabý.

Skutečná síla signálu závisí na kombinovaném účinku:

Materiál potrubí + Tloušťka stěny + Vložka + Kapalina + Převodník + Instalace

Dobře navržená instalace na potrubí s vložkou může stále poskytovat stabilní a silný ultrazvukový signál.

Přítomnost výstelky by proto neměla být automaticky považována za indikaci, že měření pomocí ultrazvukových kleští není vhodné.

7. Jak mohou vzduchové bubliny problém zhoršit?

Vnitřní vrstva potrubí může představovat další potenciální problém: hromadění vzduchu.

Pokud potrubí není zcela naplněno nebo pokud jsou v kapalině přítomny vzduchové bubliny, může být ultrazvukový signál výrazně zeslaben nebo rozptýlen.

Kombinovaný stav:

Silná podšívka + vzduchové bubliny + špatné spojení

může obzvláště ztížit přenos ultrazvukového signálu.

Místo instalace by proto mělo být ideálně vybráno nazcela vyplněný úsek potrubí, mimo místa, kde se může hromadit vzduch.

8. Jak by měli inženýři hodnotit potrubí s vložkou?

Před instalací ultrazvukového průtokoměru s příložným senzorem se doporučuje shromáždit následující informace:

1. Vnější průměr potrubí
2. Tloušťka stěny trubky
3. Materiál potrubí
4. Podšívkový materiál
5. Tloušťka podšívky
6. Typ kapaliny
7. Teplota kapaliny
8. Očekávaná rychlost proudění
9. Stav potrubí
10. Dostupná délka rovné trubky

Tato informace umožňuje průtokoměru určit vhodnější akustickou konfiguraci a rozteč měničů.

U složitých aplikací může být užitečné i skutečné testování na místě před finální instalací.

9. Jaké jsou typické příznaky problému s podšívkou?

Akustický problém s obložením se může projevit takto:

• Nízká síla signálu
• Nestabilní síla signálu
• Obtíže se zachycením ultrazvukového signálu
• Nesprávné nebo nestabilní hodnoty průtoku
• Časté výpadky signálu
• Silná citlivost na polohu snímače

Tyto příznaky však nemusí nutně znamenat, že samotná sliznice je jedinou příčinou.

Podobné příznaky mohou být také důsledkem:

• Špatné propojení převodníku
• Nesprávná rozteč snímačů
• Nadměrná tloušťka stěny potrubí
• Vzduchové bubliny
• Nesprávné parametry potrubí
• Koroze povrchu potrubí
• Vibrace potrubí

Proto by se při řešení problémů mělo zohlednit celé akustické potrubí, nikoli pouze jeho obložení.

Vnitřní vrstva potrubí ovlivňuje měření průtoku ultrazvukem s kleštěmi, protože ultrazvukový signál musí projít skrzstěna potrubí a výstelka před vstupem do kapaliny.

Materiál a tloušťka výstelky mohou ovlivnit akustický přenos, útlum signálu, odraz a požadovanou rozteč měničů.

Klíčové faktory lze shrnout takto:

Materiál potrubí + Tloušťka stěny + Materiál výstelky + Tloušťka výstelky + Vlastnosti kapaliny → Přenos zvuku → Kvalita signálu → Stabilita měření

Proto by se při výběru a instalaci ultrazvukového průtokoměru s příložným uchycením měla výstelka potrubí vždy považovat za důležitou součást akustické měřicí cesty.

Vnitřní vrstva potrubí nemusí nutně zabránit ultrazvukovému měření, alePři výběru průtokoměru, konfiguraci parametrů a instalaci převodníku je nutné správně zvážit materiál a tloušťku výstelky.