Invloed van flowregelaars op ultrasone flowmeters

Signaal/ruisverhouding

Wanneer het storende geluid in de omgeving van de ultrasone flowmeter in de buurt komt van de sonische golven die de meter genereert, kan de ontvangende transducer het meetsignaal niet meer onderscheiden van de ruis. Op dat moment is de signaal/ruisverhouding (S/N) te slecht.

Maar te veel binnenkomende ruis is niet het hele verhaal. Ruis wordt eigenlijk alleen een probleem voor een meting wanneer de frequentie ervan dicht bij de draaggolf van de ultrasone debietmeter ligt. Andere frequenties worden weg gefilterd door de ontvangende transducers.

Spectrum analysers kunnen het vermogensniveau over het frequentiespectrum meten en dit probleem duidelijk zichtbaar maken.

Illustratie: fictief meetresultaat op een spectrum analyser met een goede signaal/ruisverhouding (S/N).

Ontwerpen voor een succesvolle meetopstelling

Op basis van ervaring hebben verschillende constructiewijzen en installatievoorschriften bewezen dat ze het lawaai verminderen.

• Voeg één of twee bochten toe tussen de regelaar en de debietmeter.
• Maximaliseer de afstand tussen de regelaar en de debietmeter.
• Zoals gezegd: een regelaar of klep met ingebouwde geluiddemper kan problemen opleveren.
• Gebruik een flowconditioner als dempingselement (S/N 6dB beter).
• Gebruik een speciaal dempingselement (S/N 20dB beter).
• Voeg T-stukken toe tussen regelaar en meter.

Ellebogen en T-stukken zijn de klassieke manier om geluid te dempen, maar vergeet niet dat dit ook het stromingsprofiel verstoort. En de gevoeligheid voor flowprofiel is nou net een ander zwak punt van een ultrasone flowmeter. Een rechte aanvoer van minstens 10D moet de meeste problemen met het flowprofiel oplossen. Zelfs als het een 4-pads meter is.

Verwacht geen grote verschillen tussen de stroomopwaartse en stroomafwaartse plaatsing van de debietmeter. Geluid verplaatst zich in elke richting en een pijp is een uitstekende geleider voor geluid.

Foto: traditionele geluiddemping met T-stukken.

Foto: geluiddemper voor ultrasone flowmeters

Tips voor de keuze van een ultrasone debietmeter

Het is een goed idee om bij de selectie van de ultrasone flowmeter al rekening te houden met een aantal factoren, om zo toekomstige problemen met sonische ruis te minimaliseren:

• Transducers moeten een hoog signaalniveau afgeven.
• Goede frequentiefiltering.
• Een meter met een directe weg is beter dan een indirecte.
• Omschakelbare draaggolffrequenties (S/N 10dB beter).
• Fase gecorreleerde signaalverwerking.
• Digitale pakketten bieden checksum foutcontrole.

Deze laatste twee zllen we even toelichten:
Fase gecorreleerde signaalverwerking: dit betekent dat de ontvanger "weet" wat hij kan verwachten en alleen fase gecorreleerde signalen versterkt. Signalen met dezelfde frequentie, maar met een nuldoorgang op een ander tijdstip worden uitgefilterd.

Digitale pakketten met checksum-foutcontrole: de computer "weet" welke bits hij kan verwachten. Als het inkomende signaal niet hetzelfde is als dat wat werd uitgezonden, wordt aangenomen dat het signaal ruis is. Het nadeel is dat deze berekeningen tijd kosten en een negatief effect hebben op de responstijd van de meters.