W procesach przemysłowych, w których dokładne pomiary przepływu płynu mają bezpośredni wpływ na wydajność, bezpieczeństwo i kontrolę kosztów, tradycyjne przepływomierze często są niedostateczne.zatykanie z lepkich nośników, a także konieczność kosztownych przerw w obsłudze od dawna dręczyła działalność w sektorach takich jak petrochemikalia, oczyszczanie wody i produkcja.Wprowadź Yokogawa ultradźwiękowe przepływomierze, przełomowe rozwiązanie na przykład Ultra YEWFLO-UYF200W oparciu o wieloletnią wiedzę ekspercką Yokogawa w zakresie pomiaru przepływu (począwszy od pionierskich wirówek przepływowych w latach siedemdziesiątych), urządzenia te oparte na ultradźwiękach na nowo definiują niezawodność, dokładność,i łatwość użytkowania w zastosowaniach płynnychTen artykuł odpowiada na kluczowe pytanie: Dlaczego ultradźwiękowe mierniki przepływu Yokogawa są najlepszym wyborem dla nowoczesnych zespołów przemysłowych?zalety techniczne, oraz wpływ na rzeczywisty świat w różnych branżach.

Ewolucja ultradźwiękowych przepływometrów Yokogawa: rozwiązywanie tradycyjnych problemów
Yokogawa jest liderem w zakresie pomiaru przepływu od ponad 50 lat, wprowadzając swój pierwszy przemysłowy wir przepływowy (YEWFLO) w 1979 roku.000 jednostek YEWFLO na świecieJednak konwencjonalne modele YEWFLO – oparte na wykrywaniu wirów opartych na naprężeniu – miały znaczące ograniczenia w zakresie pomiarów płynów:
- Wrażliwość na drgania: drgania rur (często występujące w rafineriach lub elektrowniach) wypaczają odczyty, co prowadzi do niedokładnych danych przepływowych.
- Ryzyko zatykania: lepkie płynne lub pozostałości (np. osada, rdza) przyklejone do zintegrowanych czujników, zmniejszające wrażliwość w czasie.
- Kosztowne wyłączenia: czujniki zostały wbudowane w wirówki, co oznacza, że ich wymiana wymagała zatrzymania przepływu płynu, zakłócenia pracy i zwiększenia czasu przestoju.

W celu rozwiązania tych problemów firma Yokogawa opracowała **Ultra YEWFLO-UYF200****, flagowy zestaw pomiarów przepływu ultradźwiękowego Yokogawa.wyeliminowanie tradycyjnych wad przy jednoczesnym zwiększeniu dokładności i elastyczności.

Obecnie pomiary przepływu ultradźwiękowe Yokogawa są produkowane w czterech zakładach na całym świecie, zapewniając stałą jakość i szybką dostawę dla przemysłu na całym świecie.

Jak działają ultradźwiękowe przepływomierze Yokogawa: Nauka poparta precyzją
Yokogawa Ultrasonic Flow Meters operate on two core principles—Karman Vortex Shedding (for flow rate correlation) and ultrasonic phase demodulation (for reliable vortex detection)—working in tandem to deliver precise, pomiarów bez zakłóceń.

1Karman Vortex Shedding: Podstawa obliczeń przepływu
Gdy płyn przepływa obok stałego “worcików” (specjalnie ukształtowanej przeszkody wewnątrz rury licznika), w dół powstają przemienne wiry.Częstotliwość tych wirów ((f)) jest bezpośrednio proporcjonalna do natężenia przepływu płynu (Q)), opisane przez równanie:
[ f = K cdot Q ]
Tutaj (K) (czynnik K) jest niemal stałą wartością w szerokim zakresie liczb Reynoldsa (miara turbulencji płynu).Yokogawa zoptymalizował geometrię shedderu, aby utrzymać stabilność czynnika K ± 00,5% w liczbach Reynoldsa od 10 000 do 300 000 (w przypadku pomiaru wody w rurach o długości 50 mm).Zapewnia to dokładność nawet w przypadku zmiany natężenia przepływu lub lepkości płynu, która jest kluczowa dla procesów seryjnych lub systemów o zmiennym zapotrzebowaniu.

2Demodulacja fazowa ultradźwiękowa: innowacja, która eliminuje zakłócenia
W przeciwieństwie do konwencjonalnych wirówek, ultradźwiękowe mierniki przepływu Yokogawa wykorzystują fale ultradźwiękowe (nie czujniki naprężenia) do wykrywania wirówek, eliminując drgania i zatkania.
- Przekazywanie ultradźwięków: elementy piezoelektryczne (zainstalowane w uchwytach ze stali nierdzewnej) przekazują fale ultradźwiękowe o częstotliwości 1,2 MHz przez ścianę rury licznika.Odbiornik z drugiej strony wykrywa fale.
- Zmiany fazowe wywołane wirem: Zmiany wirów zmieniają kierunek rozprzestrzeniania się fal ultradźwiękowych, zmieniając czas podróży fal.To tworzy zmianę fazy zsynchronizowaną z częstotliwością wiruAmplituda przesunięcia fazowego ((phi)) oblicza się przy użyciu:
[ phi = frac {2pi f_c D m nu} {C ^ 2} cdot sinomega t ]
Gdzie:
- (f_c) = częstotliwość fal ultradźwiękowych
- (D) = Wewnętrzna średnica rury
- (m) = współczynnik modulacji (ustawiony w oparciu o konstrukcję odbiornika/czujnika)
- (nu) = prędkość płynu
- (C) = prędkość ultradźwiękowa w płynie stacjonarnym
- (omega) = częstotliwość kątowa wirówek
- Przetwarzanie sygnału: Konwerter licznika demoduluje sygnał z przesunięciem fazowym, filtrując hałas i przekształcając go w wyraźne odczyty częstotliwości wiru.Ta częstotliwość jest następnie wykorzystywana do obliczenia przepływu za pomocą równania czynnika K.

To podejście ultradźwiękowe oferuje dwie korzyści:
- odporność na wibracje: wibracje rury nie wpływają na transmisję fal ultradźwiękowych, zapewniając stabilne odczyty w środowiskach o wysokich wibracjach (np. w pobliżu pomp lub sprężarek).

- Niska wrażliwość przepływu: intensywność sygnału jest proporcjonalna do prędkości płynu (w porównaniu z prędkością kwadratową w miernikach napędowych),umożliwiające dokładne pomiary niskiego natężenia przepływu, idealne do zastosowań takich jak dawkowanie chemiczne lub wykrywanie wycieków.

Główne cechy ultradźwiękowych przepływometrów Yokogawa: Zbudowane z myślą o niezawodności i łatwości
Yokogawa ultradźwiękowe mierniki przepływu (takie jak Ultra YEWFLO-UYF200) są zaprojektowane z myślą o potrzebach przemysłowych, charakteryzujące się modułowymi konstrukcjami, trwałymi materiałami,i inteligentne funkcjonalności, które zmniejszają utrzymanie i zwiększają czas pracy.

1- Wytrzymała konstrukcja na trudne warunki
- Zintegrowany zderzacz wiru: Rura zderzacza (dostępna w rodzajach płytki lub płaszczyzny) jest wykonana przez odlewanie inwestycyjne, które łączy zderzacz wiru w jeden kawałek.Minimalizuje to wyciek fal ultradźwiękowych i tłumienie, poprawa stosunku sygnału do hałasu (S/N) dla wyraźniejszych odczytów.
- Projektowanie czujników odpornych na wycieki: czujniki są zamontowane na zewnątrz rury, z sekcją spawaną z wtyczką, która zapobiega kontaktowi płynu.Spawanie laserowe YAG zapewnia, że uchwyciciele czujników są płomienioodporne i odporne na korozję, doskonałe do zastosowań petrochemicznych lub ścieków.
- Akustyczne dopasowanie: Sekcja wtyczki rurki i uchwyciciele czujników są zaprojektowane tak, aby były wielokrotnością całkowitej 1⁄2 ultradźwiękowej długości fali ((lambda)), maksymalnie zwiększając wydajność transmisji fal.Czujniki związków olejowych silikonowych odpornych na ciepło do rury, co zwiększa wydajność akustyczną.

2. Zmiana czujników w trybie online: Nie ma więcej wyłączeń
Wyróżniającą cechą ultradźwiękowych liczników przepływu Yokogawa jest ich zdolność do wymiany czujników ** bez zatrzymania przepływu płynu **.Czujniki Yokogawa są zewnętrzne i modułowe.Technicy mogą wymienić je w ciągu kilku minut, zmniejszając nieplanowane przestoje nawet o 90% i eliminując straty przychodów z powodu zatrzymanych procesów.

3Zmniejszone, inteligentne konwertery
- Kompaktowy projekt: wykorzystanie specjalnych dla danego zastosowania układów scalonych (ASIC),Yokogawa zmniejszyła konwerter do rozmiaru swoich popularnych nadajników serii EJA, zmniejszając masę do ~ 60% konwencjonalnych konwerterów YEWFLOOszczędza to przestrzeń w panelach sterowania i ułatwia instalację.
- Automatyczna regulacja parametrów: procesor przetwornika automatycznie optymalizuje ustawienia filtrów, wzrost i bramy wykrywania w zależności od wielkości rur i prędkości ultradźwiękowej.Oznacza to, że jeden model konwertera działa dla wszystkich rodzajów płynów i średnic rur (od małych przewodów o średnicy 15 mm do dużych rur o średnicy 300 mm).
- łączność cyfrowa: po raz pierwszy w linii pomiarów wirówki Yokogawa, przetwornik obsługuje komunikację online (np. HART, Modbus) oraz jednoczesne wyjścia analogowe (420 mA) i impulsowe.Umożliwia to wymianę danych w czasie rzeczywistym z systemami sterowania (eW tym celu wprowadza się nowe technologie, takie jak systemy analityczne (np. DCS) i platformy analityczne oparte na chmurze.