Бесконтактный накладной датчик расхода Flow Pulse

Flow Pulse - базовый ультразвуковой накладной датчик потока, который представляет собой экономичную альтернативу врезным расходомерам на системах сбора сточных вод и отходов. Датчика расхода Flow Pulse используется для контроля потока жидкостей с высоким содержанием твердых частиц или газов, где важны измерения общих показателей потока.

Технология, воплощенная в датчике расхода Flow Pulse

Датчик Flow Pulse излучает ультразвуковые волны через стенку трубы перпендикулярно потоку с помощью мощного керамического резонатора, расположенного вдоль поверхности трубы. Ультразвук преломляется под разными углами к оси потока и затем отражается от пузырьков, частиц и завихрений во всех направлениях и в широком диапазоне частот.

Эхо-сигнал анализируется с помощью платформы обработки преломленных широкополосных цифровых сигналов датчика Flow Pulse для получения информации о потоке. Анализатор преломленных широкополосных сигналов анализирует и обобщает полученные сигналы в широком диапазоне частот, затем делит их для анализа и расчета расхода в режиме реального времени. Метод измерения через анализ преломления с расширенным спектром действует на жидкостях, содержащих твердые вещества и газы.

Исполнения датчика расхода Flow Pulse

Датчик расхода Flow Pulse доступен в двух исполнениях в зависимости от диаметра трубы.

• Диаметр трубы от 30 мм до 350 мм
• Диаметр трубы от 30 мм до 1250 мм

Датчик Flow Pulse может использоваться как автономное устройство либо вместе с контроллером Flow Monitor. Датчик контроля потока Flow Pulse изготовлен из нержавеющей стали 316 марки и доступен с релейным и 420 мА рабочими выходами, его также можно настроить с помощью коммуникационных протоколов RS 232, RS 485 и Modbus используя специальное программное обеспечение.

Уникальная новая технология контроля расхода

Датчик расхода Flow Pulse® представляет собой качественный рывок в развитии технологий измерения расхода — он не требует никаких сложных технологических присоединений, врезки в трубу или привлечения строительных организаций; достаточно просто закрепить на трубе небольшой датчик, чтобы получать достоверные сведения о расходе с высокой точностью и повторяемостью.

Фактически не требует расходов на монтаж, не требует прерывания потока, все действия выполняются просто и не загрязняют место установки. Датчик расхода Flow Pulse просто крепится в нужном месте с помощью хомута (единственный необходимый инструмент — отвертка). Силиконовая подложка обеспечивает хороший акустический контакт датчика Flow Pulse с трубой.

Датчик Flow Pulse работает по новому алгоритму анализа широкополосных сигналов, который ранее не применялся для отслеживания расхода. В нем использован принципиально новый подход к цифровой обработке сигналов, который демонстрирует исключительную повторяемость результатов измерений.

Датчик расхода Flow Pulse генерирует широкий ультразвуковой луч, который преломляется на стенке трубы, а также отражается от взвешенных частиц в движущейся среде.

Датчик Flow Pulse излучает ультразвуковые волны через стенку трубы перпендикулярно потоку с помощью мощного керамического резонатора, расположенного вдоль поверхности трубы. Ультразвук преломляется под разными углами к оси потока и затем отражается от пузырьков, частиц и завихрений во всех направлениях и в широком диапазоне частот. Широкий отраженный ультразвуковой луч увеличивает ультразвуковую энергию, отраженную от движущихся частиц, до максимума. Эти многократно отраженные сигналы поступают обратно на устройство через второй мощный керамический резонатор.

Полученный эхо-сигнал анализируется с помощью платформы обработки преломленных широкополосных цифровых сигналов датчика Flow Pulse для получения информации о потоке. Анализатор преломленных широкополосных сигналов анализирует и обобщает полученные сигналы в широком диапазоне частот, затем делит их для анализа и расчета расхода в режиме реального времени.

Цифровая платформа обеспечивает надежное функционирование, повторяемость результатов измерений, а также гибкую подстройку к требованиям каждой конкретной задачи. К примеру, можно легко настроить такие характеристики, как время затухания и время отклика.

Датчик расхода Flow Pulse работает в широком диапазоне скоростей потока (от 0,3 до 10 м/с), при минимальном размере частиц 100 мкм и концентрации 200 ppm и выше (аналог жесткой воды).

Датчик работает на трубопроводах из таких материалов, как жесткий пластик, нержавеющая сталь, низкоуглеродистая сталь и чугун. Возможна установка и на гофрированные трубы, поскольку силиконовая подложка заполняет неровности; хороших результатов можно добиться даже на трубах, подвергшихся небольшой коррозии.

Датчик расхода Flow Pulse обеспечивает повторяемость ±5%.

Flow Pulse представляет собой не расходомер, а прибор для контроля потока. Несмотря на то, что во многих случаях точность измерений достаточно высока, результаты напрямую зависят от конкретного варианта установки и условий применения.

Разработка — анализатор преломленных широкополосных сигналов

Компания Pulsar воплотила в датчике Flow Pulse две инновационных технологии: система устанавливается без нарушения контура, и в ней применяется новый алгоритм анализа большого массива данных. Компания Pulsar называет этот алгоритм анализом преломленных широкополосных сигналов (RSSA).

Анализ преломленных широкополосных сигналов основан на достижениях компании Pulsar в области разработки средств для цифровой обработки акустических сигналов. Оборудование компании Pulsar для бесконтактного ультразвукового измерения уровня и расхода в открытом канале коренным образом изменило представление инженеров-технологов и инженеров по эксплуатации энергосистем о данной технологии — во многом благодаря встроенному программному обеспечению для обработки эхо-сигналов DATEM. Аналогичным образом прибор для определения концентрации ила (осадка) поспособствовал тому, что специалисты компании Pulsar направили свой технический опыт на разработку точного и надежного датчика для измерения уровня осадка в сточных водах.

Преимущества

• Бесконтактный накладной датчик
• 2 исполнения в зависимости от диаметра трубы (от 30 до 350 мм, от 30 до 1250 мм)
• Водонерпоницаемый - IP68
• Простой монтаж без прерывания потока - просто закрепите прибор снаружи трубы
• Возможность использования на всех стандартных трубопроводах, выполнение измерений на гофрированных и подвергшихся коррозии трубах
• Выходы: RS485, 4-20 мА и 1 релейный
• Протокол Modbus RTU
• Автономная работа, не требует подключения внешнего контроллера
• Повторяемость результатов измерений около ±5%
• Питание постоянного тока
• Для жидкостей с плотностью частиц более 200 ppm
• Простое программирование через специальное программное обеспечение
• Низкие эксплуатационные расходы
• Компактный размер

Технология работы

Flow Pulse подает ультразвук через стенку трубы под углом 90 градусов к потоку через керамическую пластину с высокой выходной мощностью. Ультразвук преломляется под углами поперек оси потока и затем отражается от пузырьков, частиц и вихрей во всех направлениях и в широком диапазоне частот.

Возвращенный сигнал анализируется с помощью платформы цифровой обработки сигналов Flowrase Refracted Spread Spectrum Analysis (RSSA) для получения информации о потоке. RSSA анализирует и интегрирует полученные сигналы в широком частотном диапазоне, а затем разбивает их на части для анализа в реальном времени и расчета расхода.

Параметры Flow Pulse

Flow Pulse доступен в двух версиях в зависимости от размера трубы приложения.

• Диаметр трубы от 30 до 350 мм
• Диаметр трубы от 30 до 1250 мм

Сферы применения:

Воднохозяйственный комплекс (водоснабжение и канализация) - измерение сточных вод, контроль канализационных сбросов, измерения различных стоков, защита насосов.

Пищевая промышленность (в т.ч. сельскохозяйственная промышленность) - измерение на трубах пищевых отходов и производственных линий производства продуктов с повышенной густотой (вязкостью).

Энергетическая отрасль - измерение потока анаэробного автоклава.

Прочая промышленность - измерение газированной жидкости, бурового шлама, активного ила, угольного шлама, целлюлозосодержащих отходов, красок и т.п.

Примеры эксплуатации:

Flow Pulse может работать как автономное устройство или может использоваться с одним из контроллеров Pulsar. Имеется портативный контроллер Flow Pulse для полевого мониторинга потока.

Датчик Flow Pulse, установленный в помещении канализационной насосной станции:

Датчик Flow Pulse, измеряющий расход сточных вод:

Три датчика Flow Pulse, отслеживающие работу насосов:

Датчик расхода Flow Pulse работает как автономное устройство и требует наличия источника питания 18–28 В пост. тока. Он содержит 1 программируемое реле с переключающими (беспотенциальными) контактами, выдает сигнал 4–20 мА, пропорциональный контролируемому расходу, а также может быть подключен к ПК через интерфейс RS232 (см. описание программного обеспечения ниже).

Кроме того, датчик расхода Flow Pulse можно с помощью совмещенного 5-жильного кабеля питания и передачи данных напрямую подключить к специализированному контроллеру Flow Monitor настенного монтажа с питанием от источника как переменного, так и постоянного тока.