Trong các quy trình công nghiệp, nơi đo lường dòng chảy chất lỏng chính xác ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả, an toàn và kiểm soát chi phí, máy đo dòng chảy truyền thống thường không đủ.tắc nghẽn từ môi trường nhớt, và sự cần thiết phải ngừng hoạt động tốn kém để bảo trì đã lâu bị ảnh hưởng bởi các hoạt động trong các lĩnh vực như hóa dầu, xử lý nước và sản xuất.Nhập Yokogawa siêu âm Flow Meter một giải pháp đột phá ví dụ như Ultra YEWFLO-UYF200Xây dựng trên nhiều thập kỷ chuyên môn của Yokogawa trong đo lường dòng chảy (kể từ những người tiên phong theo dõi dòng chảy xoắn ốc trong những năm 1970), các thiết bị dựa trên siêu âm này xác định lại độ tin cậy, độ chính xác,và dễ sử dụng cho các ứng dụng chất lỏngBài viết này trả lời câu hỏi quan trọng: Tại sao máy đo lưu lượng siêu âm Yokogawa là sự lựa chọn hàng đầu cho các nhóm công nghiệp hiện đại?lợi thế kỹ thuật, và tác động thực tế trên các ngành.

Sự tiến hóa của máy đo lưu lượng siêu âm Yokogawa: Giải quyết các điểm đau truyền thống
Yokogawa đã là một nhà lãnh đạo trong việc đo lưu lượng trong hơn 50 năm, ra mắt máy đo lưu lượng xoáy công nghiệp đầu tiên của mình (YEWFLO) vào năm 1979.000 đơn vị YEWFLO trên toàn cầuTuy nhiên, các mô hình YEWFLO thông thường dựa trên phát hiện xoáy dựa trên căng thẳng gặp phải những hạn chế đáng kể đối với đo lường chất lỏng:
- Sự nhạy cảm với rung động: rung động của ống (thường xảy ra ở các nhà máy lọc dầu hoặc nhà máy điện) làm sai lệch các phép đọc, dẫn đến dữ liệu dòng chảy không chính xác.
- Nguy cơ tắc nghẽn: Các chất lỏng hoặc dư lượng nhớt (ví dụ: bùn, rỉ sét) bám vào các cảm biến tích hợp, làm giảm độ nhạy theo thời gian.
- Khóa máy tốn kém: Các cảm biến được tích hợp vào các máy phun xoáy, có nghĩa là thay thế chúng đòi hỏi phải dừng dòng chảy chất lỏng ợ làm gián đoạn hoạt động và tăng thời gian chết.

Để giải quyết những khoảng trống này, Yokogawa đã phát triển **Ultra YEWFLO-UYF200**, chiếc tàu sân bay của dòng máy đo lưu lượng siêu âm Yokogawa.loại bỏ các lỗ hổng truyền thống trong khi tăng độ chính xác và linh hoạt.

Ngày nay, máy đo lưu lượng siêu âm Yokogawa được sản xuất tại bốn cơ sở trên toàn thế giới, đảm bảo chất lượng nhất quán và giao hàng nhanh cho các ngành công nghiệp trên toàn thế giới.

Máy đo lưu lượng siêu âm Yokogawa hoạt động như thế nào: Khoa học được hỗ trợ bởi độ chính xác
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, các phép đo không can thiệp.

1. Karman Vortex Shedding: Cơ sở của tính toán tốc độ dòng chảy
Khi chất lỏng chảy qua một máy phun xoáy cố định (một chướng ngại vật có hình dạng đặc biệt bên trong ống của máy đo), các xoáy xen kẽ hình thành hạ lưu.Tần số của các xoáy này ((f)) là tỷ lệ trực tiếp với dòng chảy của chất lỏng ((Q)), được mô tả bằng phương trình:
[ f = K cdot Q ]
Ở đây, (K) (k-factor) là một giá trị gần như không đổi trong một phạm vi rộng các số Reynolds (một thước đo của nhiễu loạn chất lỏng) là một lợi thế chính của máy đo lưu lượng dựa trên xoáy.Yokogawa tối ưu hóa hình học shedder để duy trì sự ổn định yếu tố K ± 00,5% trên các số Reynolds từ 10.000 đến 300.000 (khi đo nước trong ống 50 mm).Điều này đảm bảo độ chính xác ngay cả khi dòng chảy hoặc thay đổi độ nhớt chất lỏng quan trọng đối với các quy trình lô hoặc hệ thống nhu cầu biến đổi.

2. Ultrasonic Phase Demodulation: Sự đổi mới loại bỏ sự can thiệp
Không giống như các máy đo lưu thông thường, máy đo lưu siêu âm Yokogawa sử dụng sóng siêu âm (không phải cảm biến căng thẳng) để phát hiện xoáy, loại bỏ rung động và tắc nghẽn.
- Truyền siêu âm: Các yếu tố piezoelectric (được đặt trong các ổ thép không gỉ) truyền sóng siêu âm 1,2 MHz qua tường ống của máy đo.Một thiết bị nhận từ phía bên kia phát hiện ra sóng.
- Chuyển pha do xoắn ốc: xoắn ốc xen kẽ thay đổi hướng lan truyền sóng siêu âm, thay đổi thời gian di chuyển của sóng.Điều này tạo ra một sự thay đổi pha đồng bộ với tần số xoáyPhạm vi thay đổi pha ((phi)) được tính bằng cách sử dụng:
[ phi = frac {2pi f_c D m nu} {C ^ 2} cdot sinomega t ]
Ở đâu:
- (f_c) = Tần số sóng siêu âm
- (D) = đường kính bên trong ống
- (m) = hệ số điều chế (được cố định bởi thiết kế máy tản nhiệt / cảm biến)
- (nu) = Tốc độ chất lỏng
- (C) = Tốc độ siêu âm trong chất lỏng tĩnh
- (omega) = tần số góc của xoáy
- Xử lý tín hiệu: Máy chuyển đổi đồng hồ đo ơmodulate tín hiệu chuyển pha, lọc ra tiếng ồn và chuyển đổi nó thành một đọc tần số xoáy rõ ràng.Tần số này sau đó được sử dụng để tính tỷ lệ dòng chảy thông qua phương trình yếu tố K.

Cách tiếp cận siêu âm này mang lại hai lợi ích thay đổi trò chơi:
- Khả năng chống rung động: rung động của ống không ảnh hưởng đến truyền sóng siêu âm, đảm bảo đọc ổn định trong môi trường rung động cao (ví dụ, gần máy bơm hoặc máy nén).

- Độ nhạy dòng chảy thấp: cường độ tín hiệu tỷ lệ với vận tốc chất lỏng (so với vận tốc bình phương trong các mét dựa trên căng thẳng),cho phép đo chính xác tốc độ dòng chảy thấp, lý tưởng cho các ứng dụng như liều hóa học hoặc phát hiện rò rỉ.

Các đặc điểm chính của máy đo lưu lượng siêu âm Yokogawa: Được xây dựng để đáng tin cậy và dễ dàng
Yokogawa siêu âm dòng chảy (như Ultra YEWFLO-UYF200) được thiết kế với nhu cầu công nghiệp trong tâm trí, có thiết kế mô-đun, vật liệu bền,và chức năng thông minh làm giảm bảo trì và tăng thời gian hoạt động.

1Xây dựng mạnh mẽ cho môi trường khắc nghiệt
- Bộ đúc xoáy tích hợp: ống của máy đo (có sẵn trong loại wafer hoặc flange) được làm bằng đúc đầu tư, hợp nhất bộ đúc xoáy thành một mảnh duy nhất.Điều này giảm thiểu rò rỉ sóng siêu âm và suy giảm, cải thiện tỷ lệ tín hiệu-tầm ồn (S/N) để đọc rõ hơn.
- Thiết kế cảm biến chống rò rỉ: Các cảm biến được gắn bên ngoài ống, với một phần hàn cắm ngăn ngừa tiếp xúc chất lỏng.hàn laser YAG đảm bảo các bộ giữ cảm biến là chống cháy và chống ăn mòn.
- Khớp với âm thanh: Phần phích ống và bộ giữ cảm biến được thiết kế để là một số nguyên gấp đôi 1⁄2 bước sóng siêu âm ((lambda)), tối đa hóa hiệu quả truyền sóng.Các cảm biến liên kết dầu silicon chống nhiệt với ống, nâng cao hiệu suất âm thanh hơn nữa.

2. Thay đổi cảm biến trực tuyến: Không ngừng tắt
Một tính năng nổi bật của máy đo lưu lượng siêu âm Yokogawa là khả năng thay thế các cảm biến ** mà không dừng dòng chảy chất lỏng **. Không giống như các máy đo thông thường (nơi các cảm biến là một phần của máy thu), máy đo lưu lượng siêu âm Yokogawa có khả năng thay thế các cảm biến ** mà không ngăn chặn dòng chảy chất lỏng **.Các cảm biến của Yokogawa là bên ngoài và mô-đunCác kỹ thuật viên có thể thay thế chúng trong vài phút, giảm thời gian ngừng hoạt động không được lên kế hoạch lên đến 90% và loại bỏ tổn thất doanh thu từ các quy trình bị dừng lại.

3. Máy chuyển đổi nhỏ, thông minh
- Thiết kế nhỏ gọn: Sử dụng mạch tích hợp cụ thể cho ứng dụng (ASIC),Yokogawa thu nhỏ bộ chuyển đổi để phù hợp với kích thước của máy phát EJA-series phổ biến của nó giảm trọng lượng ~ 60% của các máy chuyển đổi YEWFLO thông thườngĐiều này tiết kiệm không gian trong bảng điều khiển và đơn giản hóa việc cài đặt.
- Điều chỉnh tham số tự động: CPU của bộ chuyển đổi tự động tối ưu hóa cài đặt bộ lọc, tăng và cổng phát hiện dựa trên kích thước ống và tốc độ siêu âm.Điều này có nghĩa là một mô hình chuyển đổi hoạt động cho tất cả các loại chất lỏng và đường kính ống (từ các đường ống nhỏ 15 mm đến các đường ống lớn 300 mm).
- Kết nối kỹ thuật số: Lần đầu tiên trong dòng máy đo xoáy của Yokogawa, bộ chuyển đổi hỗ trợ giao tiếp trực tuyến (ví dụ: HART, Modbus) và đầu ra đồng thời tương tự (4 ‰ 20 mA) và xung.Điều này cho phép chia sẻ dữ liệu theo thời gian thực với các hệ thống điều khiển (e.g., DCS) và nền tảng phân tích dựa trên đám mây là chìa khóa cho các sáng kiến Công nghiệp 4.0.