Общая информация и руководство по подбору

Область применения

Ультразвуковые расходомеры подходят для измерения расхода практически любых электропроводящих и не электропроводящих жидкостей.

макс. 2% твёрдых примесей
макс. 2% воздуха и газа
макс. 350 cSt

Основными сферами применения являются:

подача сырой воды от установок водоподготовки
подготовленные сточные воды
выработка элекроэнергии и предприятия по облуживанию населения
нефть, газ и петрохимия
ирригационные системы
установки охлаждающей воды в промышленности и на электростанциях
установки для транспортировки не проводящих жидкостей

		SONO 3300/3000 Industry	SONO 3100 /3000 Industry	SONOKIT доосащение	SONO 3300/3000 CT	SONOCAL 3000 расходометр	SONOCELL	SITRANS FU380
Вещества-проводящие/непроводящие
Вода, подготовленная сточная вода		X	X	X
Предприятия обслуживания населения, ТЭЦ, охлаждение		X	X	X	X	X		X
Предприятия обслуживания населения, ТЭЦ, требуются допуски					X	X		X
Ирригация		X	X	X			X	X
HPI, нефть & сжиженный газ		X	X	X
Химическая промышленность		X	X
Низкотемпературные жидкости			X
Оффшоры			X
Тип
Труба/электроника с калибровкой на стенде		X	X		X	X	X	X
Замена электроакуст. преобраз. под давлением			X	X
Установка на имеющиеся стальные трубы				X
Установка на бетонную трубу				X
Установка на чугунный трубопровод				X
Установка без остановки потока в трубе (Hot-Tap)				X
Диаметр
DN 50	2"	X			X	X		(X) ³⁾
DN 65	2½"	X			X	X		(X) ³⁾
DN 80	3"	X			X	X	X	(X) ³⁾
DN 100	4"	X	X	XX	X	X	X	X
DN 125	5"	X	X	XX	X	X	X	X
DN 150	6"	X	X	XX	X	X	X	X
DN 200	8"	X	X	X	X	X	X	X
DN 225	9"	X	X	X	X	X	X	X
DN 250	10"	X	X	X	X	X	X	X
DN 300	12"	X	X	X	X	X	X	X
DN 350	14"		X	X	X	X	X	X
DN 400	16"		X	X	X	X	X	X
DN 500	20"		X	X	X	X		X
DN 600	24"		X	X	X	X		X
DN 700	28"		X	X	X	X		X
DN 800	32"		X	X	X	X		X
DN 900	36"		X	X	X	X
DN 1000	40"		X	X	X	X
DN 1200	48"		X ¹⁾	X	X	X
DN 4000 макс.	157“			X
Количество треков
1-track				X			X
2-track		X	X	X	X	X		X
4-track (on request)			X	X	X
Стандарт фланцев
EN 1092-1		X	X		X	X	X	X
EN 1759-1		X			X	X
ANSI B16.5							X
Flangeless версия(SONO 3300 CT, только ≥ DN 200 (8”))			X		X
Диапазон давления
PN 6			X	X
PN 10		X	X	X	X		X
PN 16		X	X	X	X	X	X	X
PN 25			X	X	X	X		X
PN 40		X	X	X	X	X		X
lb 150		X	X		X
lb 300		X	X		X
PN 160			X
lb 2500			X
Материал трубы и фланца
Углеродная сталь		X	X		X	X		X
Нерж.сталь			X				X
Другие материалы по запросу			X
Горячая оцинковка							X
Диапазон тнмператур
°C	°F
-200	-330		O
-20	-4		X	X
-10	+14	X	X	X	X	X
0	+32	X	X	X	X	X	X	X
+50	+120	X	X	X	X	X	X	X
+120	+250	X	X	X	X	X		X
+160	+320	X	X	X	X	X		X
+200	+390		X	X	X	X		X
+250	+482		O
Питание
Батарея							X	X
AC 115 … 230 V		X	X	X	X	X		X ²⁾
DC 24 V		X	X	X	X
Допуски для стран
OIML R 75 класс 4					X	X
EN 1434 класс 2								X
Спец. для страны допуск					X	X		X
EEx-d		X	X	X
Eex ATEX			X	X
Монтаж измерительного преобразователя
Компактный		X					X	X
Раздельный		X	X	X	X	X	X	X
Прочее
Индикация с клавиатурой		X	X	X	X		X	X
Предустановлены параметры для использования с обязательной калибровкой. Как опция возможны дополнительные функции.					X
Предуст. параметры для использ. с обяз. калибровкой.						X		X

O = спец. электроакустический преобразователь
XX = только 1 тракт
1) Большие диаметры по запросу
2) ATEX для компонента расхода готовится
3) в процессе.

Функции

Прямая обработка сигнала

В программе ультразвукового расходомера сигнал посылается напрямую, без отражени от стенки, от измерительного преобразователя на приёмник. Отправка сигнала от точки к точке позволяет достичь очень хорошей силы сигнала при обработке и тем самым избежать внезапных остановок расходомера.

Физический принцип

Распределение скорости вдоль звукового тракта

Перемещающаяся в одном направлении с жидкостью от точки А звуковая волна достигает точки В быстрее, чем звуковая волна, движущаяся против направления потока от точки В к А. Разница в скорости распространения звука показывает скорость потока в трубе.

Так как время задержки измеряется за короткие интервалы как по, так и против напрвления потока, то вязкость и температура не влияют на точность измерения.

Принцип измерения

В расходомерах SITRANS F US SONOFLO оба ультрозвуковых акустических преобразователя располагаются под услом по отношению к оси трубы.Акустические преобразователи работают как измерительные преобразователи и приёмники ультразвуковых сигналов. Для измерения определяется время, которое ультразвуковой сигнал затрачивает при перемещении по и против потока. Принцип может быть выражен следующим образом:

v = K · (t_A,B – t_B,A) / (t_A,B · t_B,A) = K · Δt/t²

v = средняя скорость потока
t = время перехода
K = пропорциональный коэффициент потока

Преимуществом этого принципа измерения является независимость от колебаний фактической скорости звука жидкости и тем самым от температуры. Пропорциональный коэффициент К определяется при проливке.

Ультразвуковое измерение потока через батарею

Siemens предлагает решение расхода с батарейным питанием и литеевой батареей 3,6 V cо сроком службы до 8 лет. Так как электроника была оптимизирована на очень низкий потребляемая мощность, электронные функции и сервисные возможности доступны тоько в ограниченном объёме. Работающие от батареи ультразвуковые расходомеры используются при производстве энергии, на предприятиях обеспечения и ирригационных установках главным образом там, где подключение к магистральной сети невозможно.

Геометрия трубы с двухтрековой конструкцией

Статическая или механическая точность всех расходомеров зависит от геометрии трубы до и после расходомера, а также количества ультразвуковых измерительных треков.

При протоку воды через трубы она, в зависимости от формы трубы, имеет тенденцию к завихрению или протоку внутри трубы с различной скоростью.

Поэтому сегодня 2 или более треков являются наиболее современной технологией.

Преимущества 2-трековой системы:

меньшая чувствительность к имеющимся препядствиям, например, изгибам, насосам и вентилям.
высокая надежность измерения, так как измерительный прибор продолжает измерение и при любом отказе одного из треков.

При установке расходомера прямые участки трубы должны составлять 10 x D_i до расходомера (D_i = диаметр расходомера) и 3 x D_iпосле.

Достижимая с помощью 2-трекового ультразвукового расходомера типичная точность составляет около ±0.5%, при этом монтаж должен быть осуществлен согласно выше указаным требованиям.

4-трековые ультразвуковые расходомеры

Для некоторых приложений эта точность должна быть реализована при очень коротких впускных участках и сильных завихрениях. С помощью 2-трековых решений это невозможно.

Для этих случаев предлагается соответствующее 4-трековое решение.

В случае вопросов по конкретным приложениям просьба обращаться на Siemens Flow Instruments.

Технические данные

Номинальные диаметр и проток

Руководства по выбору измерительного датчика

Мин. диапазон измерения: 0 … 0.25 м/сек

Макс. диапазон измерения: 0 … 10 м/сек

Измерительный датчик обычно выбирается таким образом, чтобы ном. скорость потока лежала в диапазоне измерения 1 … 5 м/сек.

v = (4 x Qmax ) / (π x DiІ x 3600 )

v в м/сек, Qmax в m3/час, Di в м

Впуск и выпуск

Рекомендуемые прямые участки

Для достижения наилучшей производительности впуски и выпуски должны быть прямыми. Необходимо соблюдать определенное расстояние между расходомером и изгибами, насосами и вентилями. Кроме этого расходомер должен располагать по центру относительно трубного фланца и уплотнений.

Вентили всегда должны устанавливаться за расходомером. Это не относится только к установке измерительного датчика в вертикальную трубу. В этом случае для установки нулевой точки необходимо предусмотреть вентиль под измерительным датчиком. При этом выбрать такой вентиль, который в полностью открытом состоянии не вызывает изменения потока.

Рекомендуемый впуск/выпуск
	SONO 3300/3100 SONOKIT 2-тракта	SONO 3330/3000 CT SONOCAL 3000 2-тракта	SONOKIT 1-тракт SONOCELL 1-тракт
Колено 90°	10 x D_i	10 x D_i	20 x D_i
Полностью открытый вертиль	10 x D_i	10 x D_i	20 x D_i
Частично открытый вентиль	40 x D_i	40 x D_i	40 x D_i
2 x 90° в одной плоскости	15 x D_i	10 x D_i^*)	25 x D_i
2 x 90° в двух плоскостях	20 x D_i	20 x D_i	40 x D_i
Выпуск	3 x D_i	3 x D_i	3 x D_i
^*)более короткий впуск из-за более высоких требований к допустимой точности в PTB класс C и согласно допускам по OIML R 75 класс 4

При наличии более одного колена просьба проконсультироваться на Siemens.

Монтаж в полностью заполненную трубу

монтаж в высшей точке системы трубопроводов
монтаж в вертикальных трубах со свободным выпуском

Не монтировать в высшей точке трубопроводной системы или в вертикальной трубе со свободным выпуском

Монтаж в отвод в случае частично заполненной трубы

Монтаж электроакустического преобразователя в горизпнтальном положении

Для реализации макс. точности необходима совместная калибровка измерительного датчика и измерительного преобразователя.

SONO 3000 состоит из электронного прибора и отдельной SENSORPROM. Данные калибровки расходомера сохранены в SENSORPROM и во внутренней EPROM. SENSORPROM содержит всю необходимую для быстрого запуска информацию.

Системеная точность относится к следующим системам:

SONO 3300/3000 SONO 3300/3000CT SONO 3100/3000.

Эталонные условия

Жидкость	Вода
Температура жидкости	22 ± 5 °C
Окружающая температура	22 ± 5 °C
Напряжение питания	AC 115/230 V +10 … -15%
	DC 24 V +25 … -15%,
	AC 24 V ±15%
Длина прямого выпуска	20 x D_i
Усианавливаемый диапазон измерения	0 … 1 м/сек to 0 … 10 м/сек
Повторяемость	лучше чем 0.25% в диапазоне 0.5 … 10 м/сек
Линейность
для числа Рейнольдса 1000 < Re < 5000	лучше чем 1%
число Рейнольдса > 5000	лучше чем 0.4%

Дополнительные воздействия при отклонениях от эталонных условий:

выход тока: как частотный выход (± 0,1 % от фактического расхода +0,05 % от конечного значения)
влияние внешней температуры: частотный/импульсный выход: < 0,005 % SPAN/K
выход тока: < ±0,0075 % SPAN/K
влияние питания: 0,005 % от измеренного значения при 1 % изменения