Ultrasonic cookbook

10 tips voor ultrasoon flowmeting

Goed ultrasoon flow meten is niet eenvoudig. Er zijn veel variabelen en factoren die een rol spelen. Wat zijn zaken waar je rekening mee moet houden die niet in de specificatiebladen van ultrasoon flowmeters staan? Merkonafhankelijk proberen we hier wat antwoorden te geven.

Tip #1: Kies de regelklep met zorg uit
We kennen het allemaal: de enorme herrie die kan ontstaan in regelkleppen. De keus voor een low-noise klep is dan snel gemaakt en voor iedereen aangenamer. Maar een low-noise klep geeft opvallend genoeg vaak meer problemen dan een eenvoudige klep. Deze regelkleppen zijn namelijk zodanig aangepast dat het frequentiespectrum verlegd is. Ze zijn daardoor in het hoorbare frequentiebereik stiller, maar in het ultrasoon frequentiegebied maken ze meer lawaai. En laten we daar nou net willen meten. Gelukkig is er ook een oplossing: in een goede ultrasoon flowmeter kan een iets hogere frequentie gekozen worden als meetfrequentie.

Tip #2: Custody transfer meting met ultrasoon flowmeters
Bij de zoektocht naar een geschikte ultrasoon flowmeter zult u ontdekken dat Custody Transfer flowmeters minimaal 4 kanalen gebruiken. Dat moet, want daarmee voldoen ze aan de OIML-R117 norm (ze moeten dan natuurlijk nog wel een typegoedkeuring hebben). De redenen hiervoor:

Sensors monitoren elkaar
Beter zicht op het flowprofiel
Verbetering nauwkeurigheid

Custody transfer meters worden ook nog wel eens dubbel uitgevoerd. Als u een flowmeter redundant uitvoert heeft u niet alleen meer bedrijfszekerheid, maar ook de mogelijkheid om de nauwkeurigheid nog verder te verbeteren. Ook als een instrument gebruikt wordt in een Emergency ShutDown (ESD) systeem, dan is een dubbel uitgevoerde meter de norm. Want voor het veiligheidssysteem mag geen flowmeter gebruikt worden die ook voor procesmetingen wordt gebruikt. Om tegemoet te komen aan deze verplichte redundantie zijn er fabrikanten die de flowmeter dubbel uitvoeren.

Tip #3: Voorkom het vollopen van sensor pockets
Soms bestaat de kans dat de holte in de wand waarin de sensor is geplaatst vol loopt met vloeistof. Bij goede flowmeters komt het niet vaak voor, omdat de pockets van de transducers zelflozend zijn. Maar als het probleem zich toch voordoet kan het opgelost worden door de sensorkop dieper in de buis te laten steken. Dat voorkomt dat het geluid direct via de wand wordt overgebracht. Bij goede flowmeters is de sensor zelf al sonisch ontkoppeld van het meterhuis. Het dieper insteken van de sensor veroorzaakt natuurlijk wel een verstoring van het flowprofiel op, maar in grotere buisdiameters is dat meestal geen significant probleem.

Tip #4: Koolstofdioxide werkt dempend op akoestische signalen
Deze tip kan voor desillusies zorgen als u vastbesloten bent een ultrasoon flowmeter te gaan gebruiken. Heeft u namelijk een te meten procesgas met hoge concentraties CO2 en een lage procesdruk? Gebruik dan liever geen ultrasoon flowmeter. Het CO2 werkt erg dempend voor akoestische signalen, wat vooral bij een lage druk onvoorspelbare resultaten tot gevolg heeft. Bij hogere druk kan het geluid zich gemakkelijker verplaatsen in een medium en hoeft het geen probleem te zijn.

Tip #5: Regelklep voor of na de flowmeter?
Geluid producerende onderdelen in de buurt van een ultrasoon flowmeter kunnen verstorend werken. Een ultrasoon flowmeter is immers afhankelijk van het verzenden en ontvangen van geluid. Het gaat natuurlijk wel om het geluid dat geproduceerd wordt in het frequentiespectrum dat de flowmeter gebruikt. Hoorbaar geluid zegt niet zoveel over mogelijke verstoringen.
Met name regelkleppen en drukregelaars zijn berucht en moet rekening mee gehouden worden in het ontwerp van de meetstraat. En soms is men geneigd te denken: “De storingsbron heeft geen effect, want de bron bevindt zich na de flowmeter.” Dat is helaas niet waar. Het geluid “stroomt” niet mee met het medium, het verplaatst zich in alle richtingen. En de beste dragers voor geluid met een hoge frequentie zoals ultrasoon geluid is een buis… De tip is dan ook: zorg voor voldoende afstand tussen de flowmeter en de andere componenten. Een minimumafstand van 10 buisdiameters lost al veel op.

Also interesting

Hoe kies je een flowmeter voor 0-20 bar en 0-100m3/min?

Lees het klantverhaal

Bekijk ons aanbod ultrasone flowmeters

Bekijk ons aanbod

Voorbeeld datasheet UIM-4F Duo Metric

Download de datasheet

Heeft u vragen?

Neem contact op met onze specialisten

Tip #6: Vloeistof meten? Altijd 3 signaalpaden
Deze tip zou eigenlijk een van de basisregels voor ultrasoon meten moeten zijn: gebruik een ultrasoon flowmeter met minimaal 3 signaalpaden (met dus 6 sensoren) als uw medium een vloeistof is. Een minimum van 3 paden is namelijk nodig om met enige zekerheid te weten of het flowprofiel symmetrisch en ontwikkeld is. Even uitleggen. Een ontwikkeld flowprofiel is een laminair flowprofiel (met een Reynoldsgetal <2300, dit ten opzichte van een volledig turbulent flowprofiel). Een laminair flowprofiel kan optreden in vloeistoffen, of in een gas in een dunne pijp bij een lage flow. Een niet symmetrisch flowprofiel is een probleem wat vaak optreedt na een bocht. Met 3 meetpaden zijn zowel de symmetrie als de ontwikkeling van het flowprofiel inzichtelijk te maken en te verrekenen. Het is om deze reden dat ijkwaardige meters 4 paden hebben. Zoals gezegd: omdat bij gassen altijd sprake is van een hoog Reynoldsgetal is de flow altijd turbulent en speelt dit niet.

Tip #7: Voorkom mechanische geluidsoverdracht
Bepaal hoe de meterrun aan de omringende installatie wordt bevestigd. Soms wordt er door de bevestiging verstorende trillingen ingekoppeld in het systeem. In dat geval is het een overweging om bepaalde delen mechanisch te ontkoppelen. Voorbeeld: een meterrun was opgehangen aan een constructie met M8 draadeinden. Omdat draadeinden dun zijn produceren ze makkelijk harmonischen die storend zijn. Toen deze ontkoppeld waren met rubber was het probleem opgelost.

Tip #8: Indirecte meetmethode? Horizontaal meten
Het komt niet vaak voor, maar als het te meten gas een vloeistof fractie heeft, dan kan het zijn dat vocht op de bodem van de pijp verstorend werkt, in het geval van een indirecte meetmethode. Dit verandert namelijk het reflectiepunt van het ultrasone signaal en daarmee de nauwkeurigheid. Met name ook omdat het geen constant fenomeen is. De meest eenvoudige oplossing is om de sensors onder een hoek te plaatsen (het meetpunt feitelijk te draaien). Als de ultrasoon flowmeter nog niet aangeschaft is kan beter gekozen worden voor een flowmeter met directe paden, omdat de sensors daarvan per definitie hoger in de buis liggen.

Tip #9: Kleine diameters: geen ruimte voor sensors
Dit lijkt misschien een dooddoener, maar toch… Het aantal meetpaden is afhankelijk van de buisdiameter. Want in kleine diameters buis is er beperkte ruimte voor de sensors. Dat beperkt het aantal mogelijke meetpaden vanzelfsprekend en de vraag of ultrasoon wel de juiste flowmeettechniek is voor deze applicatie. Meestal kan een meerkanaals meter gemaakt worden tot ongeveer 2 inch.

Tip #10: Kijk naar de responsetijden van de complete meetcyclus
Bij de meeste ultrasoon flowmeters worden de kanalen na elkaar uitgelezen. Dat moet, omdat anders de signalen uit de verschillende kanalen door de verkeerde sensors worden gemeten. Onderzoek of de gegeven responsetijden in de specificaties voor een complete meetcyclus geldt of voor het uitlezen van een enkele sensor. Die totale responsetijd kan belangrijk zijn, bijvoorbeeld in Emergency ShutDown systemen. Een ultrasoon flowmeter die de verzonden pakketten digitaal signeert kan alle kanalen simultaan zenden en ontvangen. Daarmee wordt de totale responsetijd veel korter. Wanneer is dat fijn? Bij het meten van flare gas bijvoorbeeld. Daar is de meeste tijd geen flow. Bij een incident moet de plant snel van druk af, met plotseling een hele hoge flow. Rapportages over emissies gebeurt dan nauwkeuriger en hij stuurt een eventuele regellus accurater.

Meer informatie?

Meer informatie over onze producten of op zoek naar een oplossing op maat? Neem contact op met onze sales engineers.

NL: +31 70 413 07 00
CN: +86-(0)10-60576210
USA: +(1) 973 383 0691
TW: +886-(0)3-5600560

Of gebruik ons contact formulier

Heeft u al contact met een sales engineer? Neem rechtstreeks contact op:

Vind uw sales engineer