Den håndholdte klemme-på ultralydsflowmåleren består hovedsageligt af en håndholdt flowmålervært, klemme-på transducere, monteringskomponenter og en signalbehandlingsenhed (flowcomputer). Dens arbejdsprincip er som følger: transduceren omdanner elektrisk energi til lydbølger og transmitterer dem til væsken, der måles; modtageren fanger det reflekterede lydbølgesignal, som derefter forstærkes af elektroniske kredsløb og omdannes til et elektrisk signal svarende til flowhastigheden. Dette signal sendes derefter til displayet og integrationsinstrumentet til datavisning og kumulativ beregning, hvorved flowdetektionen og -målingen afsluttes. Faktorer som-installationsmiljøet på stedet, rørmateriale og foringsmateriale, rørparametre, transducerinstallation og -positionering og ekstern interferens kan alle påvirke målenøjagtigheden af denne flowmåler.
Indflydelse af installationsmiljø på håndholdt klemme-på ultralydsflowmålere
1.1 Opstrøms og nedstrøms lige rørsektioner
Under-installation og brug på stedet påvirkes målingen ofte af manglende evne til at finde en placering, der opfylder kravene. Hvis man tager et DN300 stålrør som et eksempel, hvis standarden af lige rørsektionslængde er 10 gange rørdiameteren (opstrøms) og 5 gange rørdiameteren (nedstrøms), sammenlignes klemmen-på ultralydsflowmåleren med en elektromagnetisk flowmåler installeret på standardplaceringen på forskellige positioner.
Resultaterne viser, at utilstrækkelige lige rørsektioner fører til væsentlige målefejl. Når den opstrøms lige rørsektion er utilstrækkelig, såsom når den installeres efter en vinkel eller ventil, viser den normalt en positiv fejl, og fejlværdien er relativt stor.
Den håndholdte klemme-på ultralydsflowmåleren er en flowmåler af typen hastighed-. Jo højere væskestabiliteten er, jo tættere er den målte gennemsnitlige strømningshastighed på den sande værdi. Derfor, hvis forholdene tillader det, bør opstrøms og nedstrøms lige rørsektioner være så lange som muligt.
1.2 Væskestrømningshastighed
Strømningshastigheden af væsken i røret er en nøglefaktor, der påvirker målenøjagtigheden. Eksperimenter viser, at når rørets Reynolds tal overstiger 2320, er væsken i en turbulent tilstand; under 2320 er det laminært flow. Måleindustrien bruger normalt 0,3 m/s som skillepunkt mellem høje og lave strømningshastigheder. Det anbefales, at flowmåleren arbejder ved strømningshastigheder over 0,3 m/s; under denne værdi kan flowmålerens nøjagtighed ikke garanteres.
2. Indflydelse af rørparametre på håndholdt klemme-på ultralydsflowmålere
2.1 Parameterindstillinger
Under faste rørforhold justeres inputrørets diameterparametre. Indgangsfejlen for rørdiameteren er direkte proportional med måleresultatfejlen. Når den faktiske rørvægstykkelse er 12 mm, viser ændring af inputparameteren for rørvægtykkelsen, at inputfejlen for rørvægtykkelsen også er direkte proportional med måleresultatfejlen.
2.2 Rørmateriale og foring
Hvis rørmaterialet eller foringsparametrene er indtastet forkert, vil det føre til afvigelser i beregningen af transducerens installationsafstand, hvilket igen forårsager fejl i lydbølgeindfaldsvinklen, hvilket reducerer målenøjagtigheden og i alvorlige tilfælde endda forhindrer signalmodtagelse. Forsøg viser, at rørbeklædningens væsentligste indflydelse på målingen er ændringen i den faktiske flowdiameter. Tilstedeværelsen af foringen reducerer det effektive tværsnitsareal af røret, hvilket resulterer i et tilsvarende fald i strømningshastighedsværdien beregnet ud fra strømningshastigheden. Derfor skal foringstykkelsen tages i betragtning under målingen. Indflydelsen af rørmateriale og foring på målingen stammer fra forskellen i lydbølgeudbredelseshastighed i forskellige medier. Hvis den faktiske lydhastighed for materialet er større end den indstillede lydhastighed, vil måleresultatet være mindre; omvendt bliver den større.
Indflydelse af transducerinstallation og -placering på håndholdt klemme-på ultralydsflowmålere
I henhold til de forskellige transducerinstallationsmetoder kan de opdeles i Z--metode og V--metode. Praksis viser, at uden at påvirke signalmodtagelsen, er målenøjagtigheden af V-metoden overlegen i forhold til Z-metoden. Dette skyldes, at V--metodeinstallationen letter præcis transducerpositionering, så dens målefejl kommer hovedsageligt fra væskekarakteristika og rørparametre. Selvom Z--metoden har et stærkere lydbølgesignal, er transducerens positionering vanskeligere. Når væskefordelingen er ujævn, og den lige rørsektion ved instrumentets forende er kort, kan en multi{10}}kanals ultralydsflowmåler bruges til multi-punktstestning for at overvinde fejlene forårsaget af væskeustabilitet.
3.1 Installationsafstand
Installationsfejlen for ultralydsflowmålerens transducer påvirker måleresultaterne væsentligt og skal installeres strengt i henhold til de specificerede dimensioner. For eksempel ved at bruge V--metoden til at installere transducere på en DN300mm-rørledning, blev forholdet mellem afstandsafvigelsen og målefejlen testet ved at ændre transducerens installationsafstand.
Derfor har afvigelsen i transducerens installationsafstand en væsentlig indflydelse på målefejlen, så afvigelsen bør kontrolleres inden for det mindst mulige område.
