Đo lưu lượng không-toàn bộ đường ống: Hướng dẫn đã được chứng minh tại hiện trường trong 22-

Trở lại năm 2007, tôi nhận được một cuộc gọi khẩn cấp từ giám đốc nhà máy xử lý nước thải. Họ đã lắp đặt cái mà nhà cung cấp gọi là đồng hồ đo từ tính "không{2}}có khả năng chạy hoàn toàn trên đường ống" ba tháng trước đó và cuộc kiểm tra môi trường cho thấy lượng xả của họ cao hơn 45% so với thực tế. Tôi lái xe ra đó, trèo vào hố ga và ngay lập tức nhận ra vấn đề: đồng hồ đo vận tốc vẫn ổn nhưng đường ống chỉ đầy một nửa. Đồng hồ đang tính toán lưu lượng như thể toàn bộ-mặt cắt ngang là chất lỏng. Chiếc đồng hồ "rẻ" trị giá 1.800 USD đó cuối cùng đã khiến họ phải trả 47.000 USD phí thải nước thải không cần thiết.

Câu chuyện đó không phải là một ngoại lệ. Đó là tiêu chuẩn. Trong 22 năm làm công việc này, tôi đã sửa được nhiều lỗi cài đặt đường ống không-đầy đủ bị hỏng đến mức tôi có thể đếm được. Bí mật bẩn thỉu? 90% đồng hồ đo lưu lượng trên thị trường không được thiết kế cho các đường ống được lấp đầy một phần. Hầu hết các nhà cung cấp sẽ vui vẻ bán cho bạn một đồng hồ đo từ tiêu chuẩn và họ sẽ không hài lòng.

Đây không phải là sách giáo khoa. Đây là điều tôi thực sự nói với khách hàng của mình trước khi họ lãng phí tiền của mình.

Tại sao-Đo lường lưu lượng toàn ống không thành công (Các lỗi thường gặp)

Mọi đồng hồ đo lưu lượng bạn từng sử dụng đều hoạt động dựa trên một giả định cơ bản: đường ống đã đầy hoàn toàn.

Khi điều đó không đúng, mọi thứ sẽ tan vỡ. Máy đo từ tính đo vận tốc rất lớn-nhưng họ không biết thực sự chứa bao nhiêu chất lỏng trong đường ống.siêu âm? Vấn đề tương tự.Máy đo tuabin? Một nửa thời gian họ quay trong không khí. Xoáy nước? Tín hiệu vừa biến mất.

Phép toán rất đơn giản nhưng hầu như không ai làm đúng:

Vận tốc dòng chảy=× Diện tích ướt thực tế

Bạn cần HAI phép đo, không phải một. Bạn cần biết chất lỏng đang chuyển động nhanh như thế nào VÀ chính xác nó cao bao nhiêu trong đường ống. Chỉ khi đó bạn mới có thể tính toán được dòng chảy thực.

Tôi thấy lỗi này mỗi tuần. Ai đó mua một máy đo mag tiêu chuẩn, nối nó lên và nhận được tín hiệu 4-20mA ổn định. Họ nghĩ nó đang hoạt động. Không phải vậy. Nó chỉ tự tin là sai.

Những ứng dụng luôn khiến bạn đau đầu

• Đây là những lỗi tôi được yêu cầu sửa chữa thường xuyên nhất:
• Đường cống và trạm nâng đô thị
• Xả nước thải nhà máy công nghiệp
• Hệ thống thoát nước mưa và thoát nước
• Bất kỳ dòng quy trình nào được cung cấp{0}}trọng lực
• Những chuyển đổi "ống kín" ngu ngốc của các kênh mở

• Hệ thống siphon đôi khi chạy đầy một phần

   

Đồng hồ đo lưu lượng tốt nhất cho đường ống được lấp đầy một phần: So sánh công nghệ

Tôi đã thử nghiệm từng thứ một trên thực vật. Đây không phải từ bảng dữ liệu-mà từ báo cáo dịch vụ của tôi.

Hãy để tôi nhắc lại điều cuối cùng: một đồng hồ đo từ tính tiêu chuẩn trong một ống-không đầy sẽ đọc sai từ 30% đến NHÂN ĐÔI lưu lượng thực tế. Và nó sẽ trông hoàn toàn bình thường khi thực hiện việc đó.

Khu vực-Máy đo vận tốc từ tính: Điều tôi chỉ định 8 trên 10 lần

Đây là con ngựa làm việc. Nó không hoàn hảo nhưng là công cụ tốt nhất mà chúng tôi có cho 80% ứng dụng.

Nó thực sự hoạt động như thế nào (Không có BS tiếp thị)

Có hai cảm biến được nhét vào cùng một thân máy:

• thường xuyêncảm biến lưu lượng từcuộn dây đo vận tốc-giống như bất kỳ máy đo từ trường nào
• Cảm biến siêu âm hoặc điện dung để đo chính xác độ cao của chất lỏng

Máy phát thực hiện phép toán: dựa trên đường kính ống bạn đã nhập và mức đo được, nó tính toán phần nào của đường ống thực sự được lấp đầy, nhân với vận tốc và cung cấp cho bạn lưu lượng thực.

Thế thôi. Đó là sự kỳ diệu.

Nó thực sự làm gì tốt

Hãy để tôi nói cho bạn biết những lợi thế thực sự, chứ không phải những điểm nhấn trong tài liệu quảng cáo:

• Không có yêu cầu về ống thẳng.Đây là cuộc chơi{0}}đang thay đổi. Bạn có thể lắp chốt này ngay lập tức sau khuỷu tay, van, máy bơm-không thành vấn đề. Tôi đã lắp chúng cách van cổng 12 inch về phía hạ lưu và chúng vẫn hoạt động.
• Hai chiều.Cống và cống đôi khi chảy ngược. Đồng hồ này xử lý nó. Hầu hết những người khác thì không.
• Không có bộ phận chuyển động.Trong nước thải có chất rắn, giẻ rách và mọi thứ khác người ta xả xuống bồn cầu? Đây là điều không thể-thương lượng được.
• Hoàn toàn chìm.Khi đường dây bị tính phí hoàn toàn khi có bão? Nó tiếp tục hoạt động.

Những hạn chế không ai nói với bạn về

Độ chính xác giảm xuống dưới mức lấp đầy 5%. Dưới 30mm trong ống 600mm? Bạn đang gặp lỗi ±10% nếu bạn may mắn. Bảng dữ liệu sẽ ghi ±2%. Đừng tin điều đó.

Nó cần chất lỏng dẫn điện-giống như bất kỳ đồng hồ đo điện từ nào. Nước tinh khiết, hydrocarbon, dầu diesel? Quên nó đi.

Trầm tích là kẻ giết người thầm lặng. Nếu bùn tích tụ ở đáy ống, cảm biến mức sẽ cho rằng chất lỏng cao hơn thực tế. Bạn cần lập trình chu trình làm sạch điện cực tự động.

Và vâng, nó đắt hơn. Nhiều hơn 50-100% so với máy đo từ thông tiêu chuẩn. Đáng giá từng xu.

Vùng siêu âm-Vận tốc: Dành cho các đường ống lớn

Đối với các đường ống lớn hơn 1200mm, điện từ trở nên đắt đỏ. Đó là khi siêu âm có ý nghĩa.

Khi bạn thực sự cần điều này

• Ống có đường kính 48" và lớn hơn
• Chất lỏng không{0}}dẫn điện khiến máy đo từ trường không hoạt động
• Trang bị thêm nơi bạn không thể cắt đường ống
• Giám sát tạm thời cho các nghiên cứu

Những vấn đề bạn sẽ gặp phải

Mức chất lỏng tối thiểu là 50 mm. Bên dưới đó, không có gì để âm thanh phát ra.

Không khí bị cuốn vào là một cơn ác mộng. Bong bóng trong dòng chảy phân tán tín hiệu siêu âm và bạn nhận được dữ liệu rác. Bể sục khí ở hạ lưu? Chúc may mắn.

Độ chính xác không tốt bằng. ±8% đang hoạt động tốt. Đừng mong đợi hiệu suất của máy đo mag.

Và bạn sẽ làm sạch những đầu dò đó. Tối thiểu ba tháng một lần. Dầu mỡ, màng sinh học, bùn-tất cả đều tích tụ lại.

Parshall Flumes: Giải pháp trường học cũ vẫn hiệu quả

Nếu bạn đang xây dựng công trình mới và có thể thực hiện các công trình dân dụng thì không gì có thể sánh bằng máng Parshall được lắp đặt đúng cách để có độ tin cậy lâu dài-.

Tôi đã lắp đặt các ống dẫn nước từ những năm 1990 và đến nay vẫn còn trong mức hiệu chỉnh. Không có thiết bị điện tử nào trong dòng chảy, không có gì hao mòn, không có gì trôi đi.

Nhưng có một nhược điểm. Bạn cần tổn thất áp suất-rất nhiều. 15-30% độ sâu dòng chảy của bạn bị mất qua máng. Nếu hệ thống của bạn không có sẵn độ dốc đó, hãy quên nó đi.

Và các công trình dân dụng rất tốn kém. Nhưng hơn 20 năm? Đó là lựa chọn rẻ nhất cho đến nay.

Bảng thông số kỹ thuật của tôi giúp ngăn chặn 90% vấn đề

Đây chính xác là những gì tôi viết trên mỗi đơn đặt hàng. Tôi đã chắt lọc điều này sau hơn 20 năm sửa chữa lỗi lầm của người khác.

Yêu cầu không-có thể thương lượng

• Công nghệ vận tốc-khu vực chính hãng, không phải máy đo từ chuẩn có bản cập nhật chương trình cơ sở
• Mức đo tối thiểu Nhỏ hơn hoặc bằng 25 mm– nếu họ chỉ định 50mm, hãy bỏ đi
• Độ chính xác phải được nêu ở mức 10%, 25%, 50% VÀ 100%– không chỉ ở đường ống đầy
• Mức điện dung hoặc siêu âm được tích hợp-– KHÔNG áp lực. Trầm tích phá hủy cảm biến áp suất
• Chìm IP68, độ sâu tối thiểu 10m
• Lập trình làm sạch điện cực dòng ngược
• Đầu ra Modbus RTU với ghi dữ liệu– bạn SẼ cần phải chẩn đoán điều này vào một ngày nào đó

Những lá cờ đỏ có nghĩa là bỏ chạy

• Bất kỳ nhân viên bán hàng nào nói rằng "đồng hồ đo từ tiêu chuẩn của chúng tôi hoạt động ở mức đầy một phần"
• Họ sẽ không cung cấp cho bạn ít nhất ba cài đặt tham chiếu cục bộ
• Bảng dữ liệu chỉ hiển thị độ chính xác ở điều kiện đường ống đầy đủ

• Họ cố gắng bán cho bạn một hệ thống cấp độ-dựa trên áp lực

   

Không-Quy tắc lắp đặt đồng hồ đo đường ống đầy đủ (Trường-đã được chứng minh)

Những điều này đến từ việc trèo vào hàng trăm hố ga. Bỏ qua chúng và bạn sẽ quay trở lại.

• Gắn càng thấp càng tốt về mặt vật lý.Lần nào tôi cũng thấy lỗi này. Ai đó gắn cảm biến ở đường tâm ống. Khi đường ống đầy 40%, cảm biến sẽ ở trong không khí và chỉ số 0. Đối với ống 600mm, lắp ống cách đáy 30-60mm. Thế thôi.
• Chỉ trong đường ống nằm ngang hoàn hảo.Ngay cả 2 độ dốc cũng làm thay đổi mối quan hệ cấp độ-theo{2}}diện tích đủ để gây ra sai số 5%.
• Luôn thêm van cách ly và đường bypass.Một ngày nào đó bạn sẽ cần phải kéo đồng hồ này. Đừng ép mình phải đóng cửa toàn bộ nhà máy để làm điều đó.
• Vòng nối đất không phải là tùy chọn.Tương tự như bất kỳ máy đo từ trường nào, nhưng ở đây thậm chí còn quan trọng hơn.

• Không bao giờ cài đặt ở điểm cao trong đường dây.Các túi khí sẽ tích tụ ở đó và bạn sẽ bị rớt ngẫu nhiên.

   

Hiệu chuẩn: Những điều sách hướng dẫn không cho bạn biết

Việc vận hành một-đồng hồ đo đường ống không đầy đủ lại khác. Đây là thủ tục thực tế của tôi:

• Làm trống ống số 0 trước.Đây là bước quan trọng nhất. Đường ống phải khô hoàn toàn. Không nhỏ giọt, không có vũng nước. Hoàn toàn trống rỗng.
• Xác minh mức độ tại nhiều điểm.Điền vào 25%, 50%, 75%, 100%. Đo độ sâu thực tế theo cách thủ công và so sánh với những gì đồng hồ đo. Điều này bắt được 90% lỗi thiết lập.
• Kiểm tra Doppler di động.Chạy đồng hồ đo vận tốc di động dọc theo nó ở ba tốc độ dòng chảy khác nhau.

• Xác minh hàng năm.Hàng năm: số 0 của ống trống, kiểm tra mức nhúng bằng tay, làm sạch điện cực. Đó là 30 phút làm việc để ngăn chặn những sai sót trong việc thanh toán 50.000 USD.

   

Xử lý sự cố: Sự cố tôi gặp hàng tuần

• Đọc quá cao ở dòng chảy thấp:9 trên 10 lần, số 0 bị lệch hoặc có cặn tích tụ trên cảm biến. Làm số 0 trống, làm sạch khuôn mặt.
• Bài đọc điên cuồng:Vòng không khí hoặc mặt đất bị cuốn theo. Kiểm tra thông gió ở thượng nguồn, sửa lại nối đất, tăng giảm chấn.
• Hiển thị số 0 nhưng chắc chắn có chất lỏng:Cảm biến không bị ngập nước (bạn gắn nó quá cao phải không?) hoặc các điện cực được phủ hoàn toàn. Chạy chu trình làm sạch.

• Sự bù đắp nhất quán:Bạn đã nhập sai ID ống vào bộ phát. Bản thân tôi làm điều này ít nhất một lần một năm. Kiểm tra lại.

   

So sánh chi phí: Tổng chi phí sở hữu trong 10 năm

Đây là chi phí thực tế trong 10 năm cho một đường dây 300mm thông thường:

Dòng cuối cùng đó không phải là một trò đùa. Tôi đã thấy đồng hồ đo từ tiêu chuẩn trong một nửa-ống đầy có chỉ số cao 70% trong NĂM trước khi có người chú ý. Máy đo giá rẻ luôn là lựa chọn đắt nhất.

Khuyến nghị cuối cùng sau 22 năm

Tôi giữ điều này đơn giản:

Lấy-máy đo vận tốc từ trường nếu:

• Ống của bạn là 100-1200mm
• Chất lỏng dẫn điện (nước thải, nước, nước thải)
• Độ chính xác thực sự quan trọng
• Đây là cài đặt cố định

Đi siêu âm nếu:

• Ống lớn hơn 48"
• Chất lỏng không{0}}dẫn điện
• Bạn không thể cắt ống

Xây dựng một ống dẫn nếu:

• Đó là công trình mới
• Bạn có độ dốc và mất đầu
• Bạn muốn quên nó trong 20 năm

Và đừng bao giờ sử dụng máy đo từ tính tiêu chuẩn trong đường ống không đầy.Nó sẽ cho bạn một cách đọc đẹp, ổn định, hoàn toàn sai. Và bạn sẽ không phát hiện ra cho đến khi kiểm toán viên xuất hiện.

Đo lường không{0}}toàn bộ đường ống không phải là một thảm họa. Chỉ định đúng thứ, cài đặt chính xác và bạn sẽ quên nó trong 15 năm.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi: Đồng hồ đo lưu lượng từ tính tiêu chuẩn có thể hoạt động trong một đường ống chưa{0}}đầy không?

Đáp: Không. Đồng hồ đo từ tiêu chuẩn hoạt động dựa trên giả định rằng đường ống đã đầy 100%. Trong các đường ống được lấp đầy một phần, nó sẽ tạo ra số đọc cao hơn 30% đến 100% so với lưu lượng thực tế, điều này thường dẫn đến phí nước thải tốn kém và sai sót về tuân thủ.

Hỏi: Đồng hồ đo lưu lượng tốt nhất cho đường ống được lấp đầy một phần là gì?

Đáp: Đối với các đường ống có đường kính 100–1200mm chứa chất lỏng dẫn điện, máy đo từ tính-vận tốc diện tích (A-V) là lựa chọn đáng tin cậy nhất, với độ chính xác thực tế là ±2–5%. Đối với các đường ống lớn hơn 1200 mm, hệ thống A{8}}V siêu âm sẽ tiết kiệm chi phí hơn-.

Hỏi: Máy đo lưu lượng từ tính vận tốc khu vực-hoạt động như thế nào?

Đáp: Nó tích hợp hai cảm biến trong một thân: một cuộn dây từ tính tiêu chuẩn để đo tốc độ dòng chảy và một-cảm biến mức tích hợp (điện dung hoặc siêu âm). Máy phát tính toán lưu lượng thực bằng cách nhân vận tốc đo được với diện tích mặt cắt-bị ướt thực tế của đường ống.

Hỏi: Mức chất lỏng tối thiểu có thể đo được đối với-đồng hồ đo lưu lượng trong đường ống là bao nhiêu?

Đáp: Máy đo từ trường vận tốc-chất lượng-cao có thể mang lại số đọc đáng tin cậy ở mức chất lỏng thấp tới 10–25 mm. Độ chính xác giảm đáng kể dưới mức 5% lấp đầy đường ống và sự tích tụ trầm tích ở đáy ống sẽ làm tăng thêm độ lệch đo.

Tài liệu tham khảo

[1] ISO 1088:2021. Tỷ trọng kế – Phương pháp diện tích-vận tốc sử dụng máy đo-hiện tại. Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế, Geneva.

[2] Baker, RC (2020). Sổ tay đo lường dòng chảy: Kiểu dáng công nghiệp, Nguyên tắc vận hành, Hiệu suất và Ứng dụng. 3Ấn bản thứ 2. Nhà xuất bản Đại học Cambridge.

[3] Liên đoàn môi trường nước. (2022). Đo lưu lượng nước thải thành phố: Hướng dẫn thực hành. Alexandria, VA.

[4] Spitzer, DW (2021). Phiên bản đo lường dòng chảy công nghiệp. 4. Hiệp hội tự động hóa quốc tế.

[5] IEC 61937:2020. Lưu lượng kế điện từ cho dòng chảy ống đầy một phần. Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế.