Ultraschall-Gasdurchflussmesser sind am nützlichsten, wenn für ein Projekt ein geringer permanenter Druckverlust, keine rotierenden Messkomponenten, eine breite Durchflussabdeckung und Diagnoseinformationen erforderlich sind.Zu den typischen Anwendungen gehören die Erdgaszuteilung, die Überwachung großer Pipelines, die Messung von Fackel- und Entlüftungsgasen, die Steuerung von Prozessgasen, Druckluftverteiler und ausgewählte Biogas- oder erneuerbare Erdgassysteme.
Das bedeutet nicht, dass jedes Ultraschallmessgerät jedes Gas messen kann. Das Ergebnis hängt vom Druck und der Dichte des Gases, der Feuchtigkeit, der Zusammensetzung, der Rohrgeometrie, dem akustischen Geräusch, dem Strömungsprofil und der Art des betrachteten Ultraschallmessgeräts ab.
In diesem Leitfaden wird erklärt, wo die Ultraschall-Gasmessung angebracht ist, wo eine andere Technologie möglicherweise praktischer ist und welche Informationen ein Ingenieur oder Käufer vorbereiten sollte, bevor er ein Angebot anfordert.
Kurzanleitung zur Bewerbungseignung
| Anwendung | Warum Ultraschall passen könnte | Haupteinschränkung | Typische Konfiguration |
|---|---|---|---|
| Eichamtliche Übertragung und Zuteilung von Erdgas | Messung des gesamten-Durchgangs, Mehrpfad-Diagnose und begrenzter permanenter Druckverlust | Erfordert ein validiertes Messgerät, eine Kalibrierung und ein vollständiges Messsystem | Kalibriertes Inline-Multi{0}}-Pfadmessgerät |
| Überwachung von Pipelines und Kompressorstationen | Geeignet für große Rohre und große Betriebsbereiche | Wirbel, Pulsation, Regler und Kompressorgeräusche können die Leistung beeinträchtigen | Inline- oder feldmontiertes Multi--Pfadsystem |
| Fackel- und Entlüftungsgas | Minimale Behinderung und die Möglichkeit, stark wechselnde Gasgeschwindigkeiten abzudecken | Niedriger Druck, nasses Gas, wechselnde Zusammensetzung und extreme Geschwindigkeit erfordern ein spezielles Design | Speziell-gebauter Fackelgaszähler |
| Prozess- und Brenngas | Geringer Druckverlust und begrenzter mechanischer Verschleiß bei großen Sammlern | Gasdichte, Zusammensetzung, Ablagerungen und Regelverhalten müssen überprüft werden | Inline- oder feldmontierter Industriezähler |
| Druckluft und Nutzgas | Nützlich für große Hauptverteiler, bei denen es auf den Druckverlust ankommt | Bei kleinen Ästen kann die thermische Massenmessung wirtschaftlicher sein | Inline-Ultraschall- oder thermisches Massemessgerät |
| Biogas, Deponiegas und RNG | Kann die Flussüberwachung unter validierten einphasigen-Bedingungen unterstützen | Kondensat, Schwefelwasserstoff, Siloxane und variable Zusammensetzung erhöhen das Anwendungsrisiko | Anwendungsspezifisches validiertes Messgerät |
Kann ein Ultraschall-Durchflussmesser Gas messen?
Ja. Laufzeit-Ultraschallgaszähler messen den Unterschied zwischen der Laufzeit eines akustischen Impulses, der sich stromabwärts bewegt, und der Laufzeit eines Impulses, der sich stromaufwärts bewegt.
Der mit dem Gas wandernde Impuls kommt etwas früher an. Der gegen das Gas wandernde Impuls kommt etwas später. Das Messgerät nutzt diese Differenz, um die Gasgeschwindigkeit entlang eines oder mehrerer akustischer Pfade zu berechnen.
Der Volumenstrom im Betriebszustand-errechnet sich dann aus:
Qtatsächlich = A × v̄
Wo:
- Qtatsächlichist der Volumenstrom bei Betriebsdruck und Betriebstemperatur.
- Aist die innere Querschnittsfläche des Rohrs.
- v̄ist die berechnete durchschnittliche Gasgeschwindigkeit.
Eine ausführlichere Erläuterung des akustischen Messvorgangs finden Sie im Leitfaden von FlowTFunktionsprinzip des Ultraschall-Gasdurchflusssensors.
Die Geschwindigkeitsmessung ist nur der erste Teil des Systems. Wenn das erforderliche Ergebnis ein Standardvolumen, ein Massendurchfluss, ein Energiedurchfluss oder eine Emissionsmassenrate ist, benötigt das System auch entsprechende Druck-, Temperatur-, Dichte-, Kompressibilitäts- oder Zusammensetzungsdaten.
Inline-, Feld--montierte und Clamp-Gaszähler-sind nicht austauschbar
Inline-Mehrweg-Ultraschall-Gaszähler
Ein Inline-Messgerät enthält einen gefertigten Messkörper mit genau positionierten Wandlern. Mehrere akustische Pfade tasten unterschiedliche Akkorde über das Rohr ab, wodurch das Messgerät das Querschnittsgeschwindigkeitsprofil effektiver abschätzen kann als ein einzelnes{2}}Pfad-Design.
Mehrere Pfade können auch diagnostische Informationen liefern, indem sie Pfadgeschwindigkeiten, akustische Signalqualität und gemessene Schallgeschwindigkeit vergleichen. FlowT bietet eine separate Einführung zuwie Mehrpfad-Ultraschalldurchflussmesser ein Geschwindigkeitsprofil abtasten.
Mehr Pfade machen einen Zähler nicht automatisch für den eichpflichtigen Verkehr geeignet. Das Messgerätdesign, die Kalibrierung, die Installation, die Druck- und Temperaturmessung, die Konfiguration des Durchflusscomputers und die geltenden Vertragsstandards müssen alle das Messziel unterstützen.
Feld-Montage- oder Einstecksysteme
Bei vor Ort montierten Systemen werden Wandler verwendet, die in speziell angefertigten Düsen, Anschlüssen oder einer Messspule installiert sind. Dieses Design wird häufig für große Prozessrohre, Fackelverteiler und Nachrüstprojekte in Betracht gezogen, bei denen ein vollständiger herkömmlicher Zählerkörper möglicherweise unpraktisch ist.
Die Düsengeometrie, der akustische Pfad, die Rohrabmessungen und die Wandlerausrichtung werden Teil des Messsystems. Diese Details müssen daher während des Engineerings überprüft werden und dürfen nicht den allgemeinen Installationsregeln überlassen werden.
Spezialisierte Klemme-für Gaszähler
Zangengaszähler übertragen akustische Energie durch die Rohrwand in das Gas, ohne den Prozess zu öffnen. Dadurch kann zwar der mechanische Installationsaufwand reduziert werden, aber die Übertragung eines stabilen Signals in Gas ist deutlich anspruchsvoller als die Messung einer Flüssigkeit durch die gleiche Rohrwand.
Die Machbarkeit hängt ab von:
- Gasdruck und Dichte
- Gaszusammensetzung
- Rohrmaterial und Wandstärke
- Außen- und Innenbeschichtungen
- Zustand der Rohroberfläche
- Akustische Pfadlänge
- Wandlerfrequenz und Kopplung
- Hintergrundgeräusche und Vibrationen
Ein Standard-Zangen-Ultraschall-Wasserzähler sollte niemals ausschließlich für Gas ausgewählt werden, da beide Produkte Laufzeittechnologie nutzen. Für den Gasservice ist eine schriftliche Bestätigung des jeweiligen Zählers und der Betriebsbedingungen erforderlich.
Wo funktionieren Ultraschall-Gasdurchflussmesser am besten?
1. Eichamtliche Übertragung und Zuteilung von Erdgas
Eichamtlicher Verkehr und Zuteilung sind etablierte Anwendungen für geeichte Inline-Mehrpfad-Gaszähler. Die Messung kann zur Abwicklung kommerzieller Transaktionen zwischen Produzenten, Pipelinebetreibern, Lagereinrichtungen, Vertriebsunternehmen oder großen Industrieabnehmern eingesetzt werden.
Das anwendbareISO 17089-1:2019 Anforderungen für eichamtliche Übertragungs- und Zuteilungszählerumfassen Konstruktion, Leistung, Kalibrierung, Diagnose, Ausgänge und Installationsbedingungen für Laufzeit-Ultraschallgaszähler.
Eine vollständige Verwahrungs-{0}}Übertragungsmessstation kann Folgendes umfassen:
- Ein kalibriertes Mehrweg-Ultraschallmessgerät
- Absolutdruckmessung
- Repräsentative Gastemperaturmessung
- Ein Durchflusscomputer
- Informationen zur Gaszusammensetzung oder -dichte
- Berechnungen der Kompressibilität
- Diagnostische Überwachung
- Nachvollziehbare Überprüfungs- und Wartungsverfahren
Einige Verträge oder Gerichtsbarkeiten verweisen möglicherweise auch auf den AGA-Bericht Nr.. 9. Die anwendbare Ausgabe und die Akzeptanzkriterien sollten vom Betreiber, Käufer oder der Regulierungsbehörde festgelegt werden.
Die wichtigste Lektion bei der Auswahl ist, dass die Leistung des eichpflichtigen{0}}Transfers zum gesamten Messsystem gehört. Ein Multi--Pfad-Label oder eine Broschüren-Genauigkeitsangabe sind allein kein ausreichender Beweis.
2. Überwachung von Pipelines und Kompressorstationen
Ultraschall-Gaszähler können an Empfangs- und Lieferstationen von Pipelines, Kompressorein- und -auslässen, Gassammelleitungen, Lagereinrichtungen und Druckreduzierstationen eingesetzt werden.
Ein Volldurchgangs-Ultraschallmessgerät erfordert nicht die Art von Einschränkung, die bei einer herkömmlichen Messblende verwendet wird. Dies kann den permanenten Druckverlust reduzieren, was wichtig ist, wenn Kompressionsenergie und verfügbarer Leitungsdruck einen betrieblichen Wert haben.
Die Leistung der Pipeline wird immer noch durch die umgebenden Rohrleitungen beeinflusst. Bögen, teilweise geöffnete Ventile, Druckregler, Reduzierstücke und Kompressoren können Wirbel, Asymmetrie, Pulsation und akustische Geräusche erzeugen.
Daher sollte der Standort des Zählers im Rahmen der Stationsplanung beurteilt werden. FlowTs Überblick überAnforderungen an Ultraschall-Durchflussmesser-Rohrleitungen und gerade -Streckenliefert zusätzliche Hintergrundinformationen darüber, wie sich stromaufwärts gelegene Störungen auf die Messstrecke auswirken.
Für Messungen hoher Werte sollten Ingenieure überlegen, ob das Messgerät mit repräsentativen vorgeschalteten Rohrleitungen oder einem qualifizierten Strömungskonditionierer kalibriert werden sollte.
3. Fackel- und Entlüftungsgasmessung
Die Messung von Fackel- und Entlüftungsgasen gehört zu den anspruchsvollsten Ultraschallanwendungen, da ein Rohr sehr unterschiedliche Betriebszustände aufweisen kann.
- Der normale Spülfluss kann nahe Null liegen.
- Durch routinemäßiges Abfackeln kann es zu einer schwankenden Gaszusammensetzung kommen.
- Störungen in der Anlage können zu schnellen Geschwindigkeitsanstiegen führen.
- Eine Druckentlastung im Notfall kann zu extremen Strömungs- und akustischen Geräuschen führen.
- Nassfackelsysteme können Kondensat oder mitgerissene Tröpfchen enthalten.
Ein speziell-entwickeltes Fackelgassystem kann geringe Hindernisse, bidirektionale Geschwindigkeitsmessung, schnelle Reaktion und akustische Diagnose bieten. Das Messgerät muss weiterhin für den erwarteten Mindestdruck, die maximale Geschwindigkeit, die Gaszusammensetzung, die Flüssigkeitsbeladung und die Bedingungen im Gefahrenbereich validiert werden.
Ab 2026,ISO/CD 17089-3 für Bördel- und Entlüftungsmessungenbleibt in der Entwicklung. Es sollte als Projektentwurf und nicht als veröffentlichte internationale Norm beschrieben werden.
Die regulatorische Emissionsberichterstattung hängt auch von der Messmethode, den Korrekturrechnungen, der Kalibrierung und den lokalen Meldevorschriften ab. Durch die Installation eines Ultraschallmessgeräts wird ein System nicht automatisch konform.
4. Prozessgas und Brenngas
Raffinerien, Chemiefabriken, Stahlwerke und Kraftwerke können Ultraschallmessgeräte für Prozessgas, Raffineriebrenngas, wasserstoffhaltige Ströme, Stickstoff, Recyclinggas und Erdgas verwenden, die an Kessel oder Öfen geliefert werden.
Ultraschallmessungen können bei großen Leitungen interessant sein, wo ein restriktives Primärelement Druck verbrauchen würde oder wo mechanischer Verschleiß den Wartungsaufwand erhöhen würde.
Die Bewerbungsprüfung sollte Folgendes umfassen:
- Mindestgasdruck und -dichte
- Normale und maximale Geschwindigkeit
- Änderungen der Gaszusammensetzung
- Kondensation und Ablagerungen
- Erforderliche Aktualisierungsrate
- Geringe-Strömungsstabilität
- Ausgangsdämpfung
- Die Folge des Verlusts eines akustischen Pfades
Wenn ein Standardvolumen- oder Massendurchfluss erforderlich ist, müssen Druck- und Temperaturmessungen die Gasbedingungen am Ultraschallmessgerät widerspiegeln. FlowTsProduktreihe industrieller Drucktransmitterzeigt die Art der sekundären Instrumentierung, die Teil eines kompensierten Gasmesssystems sein kann.
Das Sendersignal muss außerdem korrekt in den Durchflussrechner oder das Steuerungssystem integriert sein. Der ArtikelWas ist ein Durchflusstransmitter?Bietet zusätzliche Hintergrundinformationen zur Signalübertragung und Systemintegration.
5. Druckluft und Nutzgase
Druckluft, Stickstoff, Argon und andere Betriebsgase werden hinsichtlich Energiemanagement, Kompressorleistung, Kostenzuordnung und abnormalem Verbrauch überwacht.
Eine Ultraschallmessung ist eher gerechtfertigt, wenn:
- Die Linie ist ein großer Pflanzenkopf.
- Der permanente Druckverlust muss minimiert werden.
- Die Nachfrage variiert erheblich zwischen den Produktionsstaaten.
- Der Gasdruck unterstützt eine zuverlässige akustische Übertragung.
- Ein dauerhafter Inline-Messpunkt ist akzeptabel.
- Diagnoseinformationen haben operativen Wert.
Kleine Druckluftfilialen haben oft eine andere wirtschaftliche Bilanz. Athermischer Massendurchflussmesserkann einfacher zu rechtfertigen sein, wenn das Gas bekannt und relativ stabil ist, eine direkte massenbezogene Leistung benötigt wird und die Rohrgröße bescheiden ist.
Ein Beispiel für ein bestimmtes Gasprodukt finden Sie imVF10 thermischer Massendurchflussmesser zur Gasmessung. Die endgültige Eignung hängt immer noch von der tatsächlichen Gaszusammensetzung, dem Druck, der Temperatur, der Feuchtigkeit und dem Durchflussbereich ab.
6. Biogas, Deponiegas und erneuerbares Erdgas
Biogas und Deponiegas können Methan, Kohlendioxid, Wasserdampf, Schwefelwasserstoff, Siloxane und andere Schadstoffe enthalten. Ihre Konzentrationen können sich je nach Ausgangsmaterial, Aufschlussbedingungen, Gasaufbereitung und saisonalem Betrieb ändern.
Durch diese Komponenten entstehen unterschiedliche Messrisiken:
- Kondensat und Tröpfchen können die akustische Übertragung schwächen oder unterbrechen.
- Schwefelwasserstoff kann die Materialverträglichkeit beeinträchtigen.
- Siloxane und andere Verunreinigungen können Ablagerungen bilden.
- Eine Änderung der Zusammensetzung verändert Dichte, Kompressibilität und Schallgeschwindigkeit.
- Gasaufbereitungsgeräte können Druck- und Temperaturschwankungen verursachen.
Rohrneigung, Entwässerung, Sensorausrichtung, Taupunkt und Flüssigkeitsverschleppung sollten vor der Auswahl des Messgeräts überprüft werden.
Die US-Umweltschutzbehörde veröffentlichtAnforderungen an alternative Messprotokolle für Biogas und erneuerbares Erdgas. Diese Anforderungen zeigen, warum eine Zulassung oder Messmethode an definierte Standards, Installations-, Kalibrierungs- und Wartungsbedingungen gebunden sein muss und nicht auf jedes Ultraschallmessgerät verallgemeinert werden muss.
Wann ist ein Ultraschall-Gasdurchflussmesser nicht geeignet?
| Zustand | Warum es Risiken schafft | Möglicher nächster Schritt |
|---|---|---|
| Sehr niedriger Gasdruck oder sehr niedrige Dichte | Das akustische Signal ist möglicherweise nicht ausreichend stark oder stabil. | Fordern Sie eine Signal-Machbarkeitsprüfung an oder vergleichen Sie thermische, Differenzdruck- oder andere Technologien. |
| Erhebliche Flüssigkeitsverschleppung oder Zweiphasenströmung | Tröpfchen und Flüssigkeitsfilme können das Signal schwächen oder verzerren. | Verbessern Sie die Trennung und Entwässerung oder wählen Sie ein Messgerät aus, das für den tatsächlichen Nassgaszustand validiert ist. |
| Kleines Rohr mit geringem Durchfluss | Ein spezielles Ultraschallsystem ist möglicherweise wirtschaftlich nicht gerechtfertigt. | Vergleichen Sie thermische Masse, Turbine, positive -Verdrängung oder Coriolis-Messung. |
| Direkter Massenfluss mit minimaler Sekundärinstrumentierung erforderlich | Ultraschallmessgeräte messen hauptsächlich Geschwindigkeit und tatsächliches Volumen. | Ziehen Sie die Messung der thermischen Masse oder des Coriolis in Betracht. |
| Starke Regler-, Ventil- oder Kompressorgeräusche | Prozess-erzeugter Schall kann empfangene Ultraschallimpulse stören. | Stellen Sie das Messgerät um, führen Sie einen Feldtest durch oder verwenden Sie ein Design mit validierter Rauschunterdrückung. |
| Unzureichendes gerades Rohr | Wirbel und asymmetrische Geschwindigkeitsprofile können die Messunsicherheit erhöhen. | Platzieren Sie das Messgerät neu, verwenden Sie einen qualifizierten Aufbereiter oder evaluieren Sie ein Multi-{0}}Pfad-Design. |
| Nicht verifizierte Zulassung für den Gefahrenbereich- oder messtechnische Zulassung | Das Messgerät entspricht möglicherweise nicht den Projektspezifikationen oder den örtlichen Vorschriften. | Wählen Sie ein Modell mit dem erforderlichen Zertifikat und dokumentiertem Umfang. |
Wenn die Technologieauswahl noch offen ist, verwenden Sie eine breitereAuswahlverfahren für industrielle Durchflussmesseranstatt die Anwendung in eine Ultraschalllösung zu zwingen.
Ultraschall im Vergleich zu anderen Gasdurchflussmessertechnologien
| Technologie | Primäre Messung | Hauptstärke | Haupteinschränkung | Typische Passform |
|---|---|---|---|---|
| Ultraschall | Gasgeschwindigkeit und tatsächliches Volumen | Geringer permanenter Druckverlust, große Rohre, Diagnose und breite Durchflussabdeckung | Hängt von den akustischen Bedingungen, dem Strömungsprofil und den Sekundäreingängen für umgewandelte Mengen ab | Pipelines, große Prozessköpfe, eichpflichtiger Verkehr und spezielle Fackelsysteme |
| Thermische Masse | Massen-bezogener Fluss basierend auf Wärmeübertragung | Nützlich bei geringeren Durchflussmengen und kann Masse oder normalisiertes Volumen für das kalibrierte Gas anzeigen | Empfindlich gegenüber Gaszusammensetzung, Beschichtung und Kalibrierungsannahmen | Druckluft, Brenngas, Nutzgas und ausgewählte Biogasaufgaben |
| Differenzdruck | Aus der Druckdifferenz abgeleiteter Durchfluss | Ausgereifte Standards, umfassende Prozesskompatibilität und bekannte Wartungspraktiken | Permanenter Druckverlust und ein begrenzter nutzbarer Betriebsbereich in vielen Konfigurationen | Stabile Prozessbedingungen und Anlagen mit etablierten DP-Standards |
| Turbine | Volumenstrom | Gute Leistung bei sauberem, stabilem Gas | Bewegliche Teile, Lagerverschleiß und Empfindlichkeit gegenüber Verschmutzung und Strömungsprofil | Sauberes Gas mit kontrollierten Betriebsbedingungen |
| Coriolis | Direkter Massenfluss und Dichte | Direkte Massenmessung und begrenzte Abhängigkeit vom Geschwindigkeitsprofil | Bei großen Gasleitungen können sich Kosten, Größe, Gewicht und Druckverlust erhöhen | Kleinere hochwertige Gasströme und Anwendungen, die einen direkten Massenfluss erfordern |
Sowohl thermische als auch Coriolis-Messgeräte beziehen sich auf den Massendurchfluss, nutzen jedoch nicht das gleiche Messprinzip. FlowTs Erklärung dazuFunktionsprinzipien von Massendurchflussmessernliefert weiteren Kontext.
So wählen Sie einen Ultraschall-Durchflussmesser für Gas aus
Schritt 1: Definieren Sie die erforderliche Ausgabe
Bestätigen Sie, was das Kontroll-, Buchhaltungs- oder Reportingsystem tatsächlich benötigt:
- Gasgeschwindigkeit
- Tatsächlicher Volumenstrom
- Standard- oder Basisvolumenstrom
- Massenfluss
- Gesamtvolumen
- Energiefluss
- Emissionsmassenrate
Tatsächliches Volumen und Standardvolumen sind nicht austauschbar. Ein Zählerstand von 500 m³/h bei Betriebsdruck und Betriebstemperatur bedeutet nicht unbedingt 500 Nm³/h oder Sm³/h.
Eine allgemeine Basisbedingungskonvertierung kann wie folgt dargestellt werden:
Qb = Qa × (Pa / Pb) × (Tb / Ta) × (Zb / Za)
Druck und Temperatur müssen absolute Werte sein und die vertraglichen Grundbedingungen müssen definiert sein. DerISO 12213-Richtlinien für die Berechnung des Kompressionsfaktors von Erdgasbieten eine maßgebliche Referenz für Methoden zur Kompressibilität von Erdgas-.
Schritt 2: Dokumentieren Sie das Gas
Geben Sie mehr als eine allgemeine Beschreibung wie „Erdgas“ oder „Prozessgas“ an. Aufzeichnen:
- Erwartete Gaszusammensetzung
- Minimale und maximale Komponentenkonzentrationen
- Molekulargewicht oder Dichte, sofern verfügbar
- Feuchtigkeit und Taupunkt
- Erwartete Kondensat- oder Flüssigkeitsverschleppung
- Korrosive oder kontaminierende Komponenten
- Ob sich die Zusammensetzung während des Betriebs ändert
- Ob Gas-chromatographische Daten verfügbar sind
Schritt 3: Definieren Sie jeden Betriebszustand
Geben Sie Mindest-, Normal- und Höchstwerte für Durchfluss, Druck und Temperatur an. Berücksichtigen Sie auch Start-, Abschalt-, Spül-, Notfall- und Rückflussbedingungen.
Ein Messgerät, das nur für den maximalen Durchfluss ausgewählt wurde, weist am normalen Betriebspunkt möglicherweise eine unzureichende Leistung bei geringem Durchfluss auf. Ein Messgerät, das nur für den normalen Durchfluss ausgewählt wurde, kann im Notfall das Signal verlieren oder seine validierte Geschwindigkeit überschreiten.
Schritt 4: Notieren Sie das Rohr und die Installation
- Nennrohrgröße
- Tatsächlicher Innendurchmesser
- Rohrplan und Wandstärke
- Rohrmaterial
- Innenauskleidung oder -beschichtung
- Außenbeschichtung und Isolierung
- Druckklasse und Flanschnorm
- Vor- und nachgeschaltete Armaturen
- Ventil- und Reglerpositionen
- Verfügbares gerades Rohr
- Zugang für Installation und Wartung
Diese Details sind besonders wichtig für die Machbarkeit von Clamp-{0}, da Rohrwandeigenschaften und -beschichtungen Teil des akustischen Pfads sind.
Schritt 5: Definieren Sie die Messunsicherheit, nicht nur die Messgerätgenauigkeit
Die Prospektgenauigkeit des Messgeräts ist nur ein Faktor für das Endergebnis. Eine Bewertung der Gasmessunsicherheit kann auch Folgendes umfassen:
- Fluss-Profileffekte
- Unsicherheit des internen-Durchmessers
- Unsicherheit des Drucktransmitters
- Unsicherheit des Temperaturtransmitters
- Unsicherheit der Kompressibilitätsberechnung
- Unsicherheit der Gaszusammensetzung
- Kalibrierungsunsicherheit
- Installations- und Signalverarbeitungseffekte
Weitere Hintergrundinformationen finden Sie in der Diskussion von FlowTGenauigkeit des Ultraschall-Durchflussmessers und Korrektur der Durchflussrate.
Schritt 6: Überprüfen Sie die Kalibrierung und Verifizierung
Bestimmen Sie, ob das Projekt Folgendes erfordert:
- Funktionsprüfung im Werk
- Trockenkalibrierung
- Durchflusskalibrierung
- Mehrpunktkalibrierung
- Kalibrierung mit repräsentativen Rohrleitungen
- Überprüfung vor Ort-
- Regelmäßige Neukalibrierung
- Vergleich mit einem Referenzmessgerät
Die richtige Methode hängt vom Messwert, den gesetzlichen Anforderungen, der historischen Leistung und den Folgen von Fehlern ab. FlowTs Überblick überOnline- und Offline-Kalibrierung von Ultraschall-Durchflussmessernerklärt den grundlegenden Unterschied.
Schritt 7: Bestätigen Sie Genehmigungen, Ausgaben und Dokumentation
Die endgültige Spezifikation sollte Folgendes angeben:
- Gefahrenbereichsklassifizierung-
- Erforderliche IECEx-, ATEX- oder lokale Zulassungen
- Umweltschutzbewertung
- Stromversorgung
- 4–20 mA, Impuls-, HART-, Modbus- oder Feldbusausgänge
- Datenprotokollierungs- und Diagnoseanforderungen
- Materialzertifikate
- Dokumentation der Druckprüfung
- Anforderungen an die lokale Anzeige oder den Fernsender
DerIECEx-zertifiziertes Geräteprogrammerklärt, wie Gerätezertifikate für explosionsfähige Atmosphären bewertet und veröffentlicht werden. Der Zertifikatsumfang muss zum ausgewählten Zähler und der vorgesehenen Installation passen.
Ein praktisches Auswahlbeispiel
Betrachten Sie zwei Druckluftmesspunkte.
Großer Pflanzenkopf
Der Hauptheader weist einen großen Unterschied zwischen Produktions- und Nichtproduktionsnachfrage auf. Die Aufrechterhaltung des Drucks ist wichtig und der Benutzer benötigt ein summiertes Standardvolumen für die Energieverteilung.
Die Prüfung eines Inline-Ultraschallmessgeräts kann sich lohnen, da das große Rohr, der große Durchflussbereich und der geringe permanente Druckverlust den zusätzlichen technischen Aufwand rechtfertigen können. Das System würde weiterhin geeignete Druck- und Temperaturdaten für die Standard--Volumenumrechnung benötigen.
Kleinmaschinenbranche
Eine kleinere Niederlassung versorgt einen Produktionsbereich mit trockener Druckluft. Die Gaszusammensetzung ist stabil, das Rohr ist klein und die Messung dient eher der internen Energieüberwachung als der kommerziellen Abrechnung.
Ein thermischer Massemesser könnte eine einfachere und wirtschaftlichere Lösung darstellen. In diesem Fall wäre es nicht die beste Gesamtentscheidung für das Projekt, sich nur deshalb für die Ultraschalltechnologie zu entscheiden, weil sie keine beweglichen Teile hat.
Dieses Beispiel zeigt, warum die Auswahl eines Messgeräts mit dem Messwert, der Rohrgröße, den Leistungsanforderungen und den Installationskosten beginnen sollte und nicht mit einer bevorzugten Technologie.
Installations- und Inbetriebnahmeprüfungen
Wenden Sie nicht auf jedes Messgerät eine Straight{0}}Run-Regel an
Eine feste Regel wie 10D Upstream und 5D Downstream ist nicht allgemeingültig. Der erforderliche Abstand hängt vom Messgerätdesign, den akustischen Pfaden, der vorgeschalteten Störung, dem Strömungskonditionierer und der Kalibrierungsanordnung ab.
Unzureichend gerade Rohre können zu Wirbeln und asymmetrischen Geschwindigkeitsprofilen führen. FlowTs Erklärung dazuAuswirkung eines unzureichend geraden Rohrs auf die Ultraschallmessungbeschreibt, warum der Werkszählerfaktor in einer gestörten Installation möglicherweise nicht reproduziert wird.
Erstellen Sie eine diagnostische Basislinie
Zeichnen Sie Diagnosewerte nach der Inbetriebnahme auf, während die Rohr-, Wandler- und Prozessbedingungen bekanntermaßen akzeptabel sind. Diese Baseline dient als Referenz für die spätere Fehlerbehebung.
| Diagnoseänderung | Mögliche Ursache | Empfohlener Check |
|---|---|---|
| Das Signal-zu-Rauschverhältnis nimmt ab | Kondensation, Verschmutzung, akustische Geräusche oder Wandlerverschlechterung | Überprüfen Sie die Entwässerung, den Sensorzustand, das Ventilgeräusch und Prozessänderungen. |
| Erforderliche Signalverstärkung erhöht sich | Größere akustische Dämpfung oder schwächere Kopplung | Überprüfen Sie Ablagerungen, Rohrzustand, Wandlermontage und Gasdruck. |
| Pfadgeschwindigkeiten weichen von ihrem normalen Verhältnis ab | Wirbel, asymmetrische Strömung oder blockierter Weg | Überprüfen Sie die vorgeschalteten Anschlüsse, die Ventilposition und den Status der einzelnen Pfade. |
| Gemessene Geschwindigkeit von Schallverschiebungen | Gaszusammensetzung oder Temperatur haben sich geändert | Vergleichen Sie Prozesstemperatur, Gasanalyse und erwartete Schallgeschwindigkeit. |
| Abgewiesene Impulse nehmen zu | Akustisches Rauschen, schwaches Signal oder instabile Prozessbedingungen | Überprüfen Sie Regler, Kompressoren, Hochgeschwindigkeitsdüsen und Signalqualität. |
| Die tatsächliche Lautstärke ist stabil, die Standardlautstärke ändert sich jedoch unerwartet | Problem mit der Druck-, Temperatur- oder Konvertierungskonfiguration | Überprüfen Sie sekundäre Sender, absolute Einheiten, Grundbedingungen und Kompressibilitätseinstellungen. |
Kosten und Gesamtbetriebskosten
Der niedrigste Kaufpreis für einen Zähler führt nicht immer zu den niedrigsten Projektkosten. Vergleichen:
- Kosten für Messgerät und Sender
- Herstellung von Spulen-Stücken
- Hot-Tapping oder Prozessabschaltung
- Druck- und Temperaturinstrumente
- Anforderungen an Durchflussrechner oder Gasanalysatoren
- Strömungskonditionierer und zusätzliche Rohrleitungen
- Werks- oder Laborkalibrierung
- Inbetriebnahme und Feldüberprüfung
- Permanenter Druckverlust
- Regelmäßige Wartung und Neukalibrierung
- Die finanziellen Folgen der Messunsicherheit
Ein hochwertiger Erdgasübergabepunkt kann ein kalibriertes Mehrwegesystem rechtfertigen. Bei einer kleinen Versorgungsfiliale ist dies möglicherweise nicht der Fall. Die wirtschaftliche Bewertung sollte den Wert des gemessenen Gases und die Kosten eines falschen Ergebnisses widerspiegeln.
RFQ-Checkliste für Gasdurchflussmesser
| Kategorie | Zu liefernde Informationen |
|---|---|
| Gas | Zusammensetzung, Dichte, Molekulargewicht, Feuchtigkeit, Taupunkt, Verunreinigungen und erwartete Schwankungen |
| Fließen | Minimaler, normaler, maximaler, Start-, Abschalt-, Spül- und Notdurchfluss |
| Verfahren | Minimaler, normaler und maximaler Druck und Temperatur |
| Rohr | Nenngröße, Innendurchmesser, Zeitplan, Wandstärke, Material, Beschichtung und Druckklasse |
| Installation | Verfügbar mit geradem Anschluss, Anschlüssen, Ventilen, Reglern, Kompressoren, Ausrichtung und Zugang |
| Ausgabe | Tatsächliches Volumen, Standardvolumen, Massenfluss, Energiefluss, Summierung oder Emissionsrate |
| Leistung | Erforderliche Unsicherheit, Wiederholbarkeit, Reaktionszeit, geringer-Durchflussbedarf und bidirektionaler Betrieb |
| Einhaltung | Anwendbare Normen, Zulassungs-, Kalibrierungs- und Dokumentationsanforderungen für Gefahrenbereiche- |
| Elektrisch | Strom, 4–20 mA, Impuls, HART, Modbus, Feldbus, Datenprotokollierung und Fernanzeige |
Häufige Auswahlfehler
- Verwendung einer Flüssigkeitsklemme-am Messgerät für Gas ohne Bestätigung:Das gleiche Messprinzip macht die Produkte nicht austauschbar.
- Nur Vergleich der Broschürengenauigkeit:Installation, Rohrabmessungen, Kalibrierung und Sekundärinstrumente beeinflussen das Gesamtergebnis.
- Verwechslung von tatsächlichem und Standardvolumen:Falsche Druck-, Temperatur-, Kompressibilitäts- oder Basisbedingungen können zu einem Umrechnungsfehler führen, selbst wenn die Gasgeschwindigkeit stabil ist.
- Betriebsextreme ignorieren:Anlauf-, Spül- und Notfallbedingungen können anspruchsvoller sein als der normale Durchfluss.
- Vorausgesetzt, dass die gesamte Feuchtigkeit akzeptabel ist:Wasserdampf, leichte Kondensation und starke Zweiphasenströmung sind unterschiedliche Bedingungen.
- Verwendung einer generischen Straight-Run-Nummer:Befolgen Sie die genauen Zähler- und Installationsanforderungen.
- Akustische Geräusche ignorieren:Regler, Steuerventile, Kompressoren und Hochgeschwindigkeitsdüsen sollten vor der Auswahl des Messpunkts überprüft werden.
FAQ
F: Kann ein Ultraschall-Durchflussmesser jedes Gas messen?
A: Nein. Die spezifischen Gas-, Druck-, Dichte-, Temperatur-, Geschwindigkeits-, Feuchtigkeits- und Rohrbedingungen müssen eine zuverlässige akustische Übertragung ermöglichen. Materialien und Zulassungen für Gefahrenbereiche- müssen ebenfalls mit der Anwendung übereinstimmen.
F: Was ist der Mindestgasdruck für ein Ultraschallmessgerät?
A: Es gibt keinen allgemein gültigen Mindestdruck. Die Anforderungen hängen von der Gaszusammensetzung, der Dichte, dem Rohrdurchmesser, dem akustischen Pfad, dem Wandlerdesign und dem Hintergrundgeräusch ab. Erhalten Sie eine schriftliche Anwendungsbeschränkung oder führen Sie einen Signal-Machbarkeitstest für das ausgewählte Modell durch.
F: Kann ein Ultraschallmessgerät mit Zange-Gas messen?
A: Spezielle Klemmen-für Gassysteme können ausgewählte Anwendungen messen. Es ist nicht davon auszugehen, dass ein normaler Flüssigkeitszähler mit Zange-bei Gas funktioniert. Rohrmaterial, Wandstärke, Beschichtung, Gasdruck und akustische Signalqualität müssen beurteilt werden.
F: Sollte ich einen einzelnen-Pfad- oder einen Multi-Pfad-Messer wählen?
A: Einzelpfadmessgeräte können für weniger anspruchsvolle Überwachungsaufgaben mit kontrollierten Durchflussbedingungen ausreichend sein. Multi-{2}Pfadmessgeräte bieten mehr Informationen zum Geschwindigkeitsprofil und eine bessere Diagnose, wodurch sie sich besser für Anwendungen mit hohem{{4}Wert oder gestörter-Strömung eignen. Die erforderliche Unsicherheit und der anwendbare Standard sollten die Wahl bestimmen.
F: Wie viel gerades Rohr wird benötigt?
A: Die Anforderung hängt vom genauen Messgerät, der vorgeschalteten Störung, der akustischen{0}}Pfadanordnung und der Verwendung eines Strömungskonditionierers ab. Befolgen Sie die Installationsanweisungen des Herstellers und nicht eine allgemeingültige Regel.
F: Kann ein Ultraschall-Gaszähler einen Massendurchfluss ausgeben?
A: Das Ultraschallmessgerät misst in erster Linie die Geschwindigkeit und den tatsächlichen Volumenstrom. Der Massendurchfluss kann berechnet werden, wenn zuverlässige Dichte- oder Zusammensetzungs-, Druck- und Temperaturdaten verfügbar sind. Hierbei handelt es sich eher um ein abgeleitetes Ergebnis als um eine direkte Massenmessung im Coriolis--Stil.
F: Wie oft sollte ein Ultraschall-Gaszähler kalibriert werden?
A: Das Intervall sollte die Messkritikalität, behördliche Anforderungen, historische Stabilität, Prozessbedingungen und Diagnosetrends widerspiegeln. Für eichpflichtige Übertragungen und Emissionsanwendungen ist möglicherweise ein formellerer Verifizierungsplan erforderlich als für die allgemeine Prozessüberwachung.
F: Können Ultraschallmessgeräte nasses Gas messen?
A: Nur wenn das ausgewählte Messgerät und die Installation für die erwartete Feuchtigkeits- und Flüssigkeitsbelastung validiert sind. Wasserdampf schafft nicht die gleichen Messbedingungen wie mitgerissene Tröpfchen, Flüssigkeitsfilme oder starke Zweiphasenströmungen.
Abschluss
Ultraschall-Gasdurchflussmesser sind gute Kandidaten für die Erdgaszuteilung, die Überwachung großer Pipelines, spezielle Fackel- und Entlüftungssysteme, Prozessgasverteiler, große Druckluftnetze und ausgewählte Biogasanwendungen.
Ihr Wert beruht auf einem geringen permanenten Druckverlust, dem Verzicht auf rotierende Messkomponenten, einer breiten Einsatzmöglichkeit und nützlichen Diagnosefunktionen. Diese Vorteile machen die Bewertung von Gasdruck, Dichte, Zusammensetzung, Feuchtigkeit, Strömungsprofil, akustischem Geräusch, erforderlicher Leistung und vollständiger Systemunsicherheit nicht überflüssig.
Bereiten Sie vor der Auswahl eines Messgeräts die Gaszusammensetzung, die Rohrabmessungen, den minimalen und maximalen Durchfluss, den Druck, die Temperatur, den Feuchtigkeitszustand, die erforderliche Unsicherheit, die Klassifizierung von Gefahrenbereichen und die Kommunikationsanforderungen vor.
FlowT kann diese Details überprüfen und dabei helfen, festzustellen, ob Ultraschall, thermische Masse, Differenzdruck oder eine andere Durchflussmesstechnologie besser geeignet ist. Senden Sie die Bewerbungsdaten über dieAnfrageformular für FlowT-Gasdurchflussmesser.
