Заултразвучен мерач на проток со стегач за време на транзит, јачината на сигналот е еден од најкорисните дијагностички параметри. Сепак, постои едно вообичаено недоразбирање:

Високата јачина на сигналот не мора да значи висока точност на мерењето, а ниската јачина на сигналот не мора да значи дека мерачот на проток е неисправен.

Јачината на сигналот главно ни кажува колку ефикасно ултразвучниот сигнал патува низ цевката и течноста и колку добро е примен од спротивниот трансдуцер.

1. Што е јачина на сигналот?

Едноставно кажано,јачината на сигналот ја означува јачината на ултразвучниот сигнал примен од мерачот на проток.

За ултразвучен мерач на проток со стегач, акустичната патека е приближно:

Трансдуцер → Ѕид на цевка → Облога → Течност → Облога → Ѕид на цевка → Трансдуцер

Предавателот генерира ултразвучен сигнал, кој патува низ ѕидот на цевката и течноста пред да стигне до приемниот трансдуцер.

Ако акустичната енергија се пренесува со релативно мали загуби, примениот сигнал ќе биде посилен. Ако сигналот доживее значително слабеење, рефлексија или расејување, примениот сигнал ќе стане послаб.

2. Кои фактори влијаат на јачината на сигналот?

Неколку фактори можат значително да влијаат на примениот ултразвучен сигнал.

2.1 Материјал на цевката

Различните материјали за цевки имаат различни акустични својства.

Вообичаени примери вклучуваат:

• Јаглероден челик
• Нерѓосувачки челик
• Леано железо
• ПВЦ
• HDPE
• Цевка обложена со цемент

Ултразвучната енергија се однесува различно кога минува низ различни материјали. Затоа, истиот мерач на проток може да покаже различна јачина на сигналот кога е инсталиран на различни типови цевки.

2.2 Дебелина на ѕидот на цевката

Дебелината на ѕидот на цевката е особено важна за ултразвучно мерење на протокот со стегач.

Генерално, колку е подебел ѕидот на цевката, толку е поголема количината на материјал низ кој мора да помине ултразвучниот сигнал, што може да го зголеми акустичното слабеење.

Ова може да стане особено важно за:

Цевки со голем дијаметар, дебели ѕидови

Затоа, само големината на цевката не е доволна за избор на ултразвучен мерач на проток.

На пример, наместо да се обезбеди само:

Големина на цевка: DN500

Многу е покорисно да се обезбеди:

Материјал на цевката + Надворешен дијаметар + Дебелина на ѕидот + Материјал на облогата

2.3 Облога на цевки

Облогата на цевките може да има значително влијание врз јачината на сигналот.

Вообичаените материјали за обложување вклучуваат:

• Тефлонски
• Гума
• Цемент
• Епоксидна
• Пластика

Ултразвучниот сигнал можеби ќе треба да помине низ:

Трансдуцер → Ѕид на цевка → Облога → Течност

Доколку акустичните својства на облогата значително се разликуваат од оние на цевката и течноста, може да се појават дополнителни акустични загуби.

Затоа, знаењето дека цевката е „челична“ не е секогаш доволно. Треба да се земат предвид и видот и дебелината на внатрешната обвивка.

3. Зошто воздушните меурчиња ја намалуваат јачината на сигналот?

Воздушните меурчиња се една од најчестите причини за слаби или нестабилни ултразвучни сигнали.

Бидејќи гасот и течноста имаат многу различни акустични својства, меурчињата можат да расејуваат и рефлектираат ултразвучни бранови.

Без значителни воздушни меурчиња:

Ултразвучен сигнал → Течност → Приемен трансдуцер

Со воздушни меурчиња:

Ултразвучен сигнал → Меурчиња → Расејување/Одразнување → Губење на енергија → Послаб примен сигнал

Како резултат на тоа, прекумерните воздушни меурчиња може да предизвикаат:

• Намалена јачина на сигналот
• Нестабилни отчитувања на протокот
• Повремено губење на сигналот
• Лоша стабилност на мерењето

Затоа, кога јачината на сигналот одеднаш се намалува, инженерот не само што треба да ги провери преобразувачите, туку и да испита дали има воздух во цевката.

4. Спојката на трансдуцерот е исто така критична

Кај ултразвучниот мерач на проток со стегач, трансдуцерот не доаѓа директно во контакт со течноста. Ултразвучниот сигнал мора да помине низ ѕидот на цевката.

Патот на спојување може да се поедностави на следниов начин:

Претворач → Спојка → Ѕид на цевка

Лошото поврзување може значително да ја намали јачината на сигналот.

Типични причини вклучуваат:

• Недоволно спојно соединение
• Нерамномерно спојување
• 'Рѓа или корозија на површината на цевката
• Дебела боја или премаз
• Груба површина на цевката
• Лабави трансдуцери
• Трансдуктори кои се поместиле од нивната првобитна положба

Затоа, соодветната подготовка на површината и добриот механички контакт помеѓу трансдуцерот и цевката се неопходни за сигурен ултразвучен пренос.

5. Дали високата јачина на сигналот значи и висока точност?

Не мора нужно.

Ова е една од најважните точки што треба да се разберат.

Јачината на сигналот главно ни кажува:

„Дали мерачот на проток може да прими доволно силен ултразвучен сигнал?“

Точноста на мерењето, од друга страна, бара:

„Колку е блиску измерената брзина на проток до вистинската брзина на проток?“

Ова се две различни работи.

На пример:

Случај А

Јачина на сигналот: Висока

Но, предавателите се инсталирани на лоша локација и профилот на проток е значително искривен.

→ Сигналот може да биде силен, но мерењето сепак може да има грешка.

Случај Б

Јачина на сигналот: Умерена

Но, преобразувачите се правилно инсталирани, условите на цевките се соодветни, а сигналот е стабилен.

→ Мерачот на проток може сè уште да постигне добри перформанси на мерење.

Затоа:

Висока јачина на сигналот ≠ Висока точност

6. Колку ниско е премногу ниско?

Не постои универзална вредност за јачина на сигналот што може да се примени на секој ултразвучен мерач на проток.

Различни производители може различно да ја дефинираат и прикажуваат јачината на сигналот, на пример:

• Јачина на сигналот %
• Јачина на сигналот во dB
• Квалитет на сигналот
• SNR
• Ниво на примен сигнал

Овие параметри се поврзани, но тие сене мора да биде директно споредливо помеѓу различни производители или модели.

За специфичен мерач на проток, упатството на производителот и внатрешната дефиниција на инструментот треба да се користат како референца.

7. Јачина на сигналот наспроти SNR

За понапредно разбирање, важно е да се направи разлика иЈачина на сигналотодSNR (Сооднос сигнал-шум).

Јачина на сигналотглавно опишува:

Колку е силен примениот ултразвучен сигнал.

SNRопишува:

Колку е силен корисниот сигнал во однос на позадинскиот шум.

На пример, мерачот на проток може да прими релативно силен сигнал, но ако електричниот или механичкиот шум е исто така висок, SNR може сè уште да биде слаб.

Затоа, кога инструментот обезбедува параметри како што се:

Јачина на сигналот + SNR + Квалитет на сигналот

идеално е да се оценуваат заедно.

8. Како може да се користи јачината на сигналот за решавање проблеми?

Практичен пристап кон решавање проблеми е да се набљудуваат и дветениво и стабилностна сигналот.

Стабилен и релативно силен сигнал

Ова генерално укажува на тоа дека:

• Трансдукторите се добро поврзани
• Акустичната патека е прифатлива
• Приемниот сигнал е стабилен

Сепак, точноста на мерењето сè уште треба да се оценува одделно.

Многу слаб сигнал

Проверете го следново:

1. Инсталација на трансдуцер
2. Спојка за спојување
3. Состојба на површината на цевката
4. Дебелина на ѕидот на цевката
5. Облога на цевки
6. Воздушни меурчиња
7. Дали цевката е целосно полна
8. Растојание помеѓу трансдуцерите
9. Избор на трансдуцер
10. Параметри на цевки и течности внесени во мерачот на проток

Јачината на сигналот одеднаш се намалува

Обрнете посебно внимание на:

• Воздушни меурчиња што влегуваат во цевката
• Лабави трансдуцери
• Влошена спојка
• Промени во условите за работа
• Значителни промени во температурата на течноста
• Вибрации на цевките

9. Јачината на сигналот е повеќе индикатор за акустична здравствена состојба

На крајот на краиштата,јачината на сигналот треба да се смета како акустичен дијагностички индикатор, а не како директен индикатор за точност..

Помага да се одговори на прашањето:

„Дали ултразвучниот сигнал патува низ цевката и течноста и е правилно примен?“

Само по себе, тоа не одговара:

„Дали мерењето на протокот е точно?“

Правилната евалуација треба да земе предвид повеќе фактори:

Јачина на сигналот + SNR/Квалитет на сигналот + Инсталација на трансдуцерот + Состојба на цевката + Состојба на течноста + Профил на протокот + Калибрација

Затоа, во практичните инженерски апликации,Јачината на сигналот е првенствено корисна за верификација на инсталацијата, решавање проблеми и следење на акустичната состојба на мерниот систем - не како самостојна спецификација за точност на мерењето.