設置中に超音波水道メーターの測定に気泡が及ぼす悪影響を回避する方法- Ningbo Jingcheng Technology Co, ltd.

超音波水道メーター流体内の音波伝播時間の違いに基づいて流量を測定します。高い測定精度を備え、摩耗しないため、スマートな水管理や貿易決済に広く使用されています。ただし、パイプネットワーク内の気泡や空洞は、超音波水道メーターの安定性と測定精度に重大なリスクをもたらします。気体と液体の音響インピーダンスには大きな違いがあるため、気泡の存在は超音波信号の伝播を著しく妨げ、測定の歪みを引き起こす可能性があります。したがって、気泡による悪影響を最小限に抑えるには、専門的な設置とシステム設計が鍵となります。

超音波信号に対する気泡の本質的な影響

超音波水道メーターの動作原理は、通過時間法を使用するかドップラー法を使用するかにかかわらず、水中での超音波の安定した伝播に依存しています。

信号の減衰と中断: 気泡は音波を強力に減衰させます。超音波ビームがパイプ内を伝播する際、気泡に遭遇して強い反射や散乱が発生し、その結果受信信号強度が急激に低下したり、場合によっては完全に遮断されたりする「パルスロス」と呼ばれる現象が発生します。これにより、電子コンバータが上流の流れと下流の流れの間の伝播時間の差を正確に測定できなくなり、計量誤差に直接つながります。

速度場の歪み: 多数の気泡がパイプ内の流体の物理的特性を変化させる可能性があり、スラッギングや層状の流れが生じ、速度プロファイルが大きく歪みます。超音波水道メーター、特に単一経路設計では、パイプが完全に満たされており、流れのパターンが均一であることを前提とする必要があります。速度プロファイルのこの歪みにより、内蔵の補正係数が無効になり、系統的な誤差が生じます。

測定の不確かさ: 通過時間計の場合、気泡のランダムな性質により追加のノイズと不確実性が生じ、瞬間的な流量測定値の大きな変動として現れ、場合によっては「逆流」のような錯覚を引き起こす可能性さえあります。

設置場所の選択: 気泡の蓄積を回避するための基本戦略

気泡の干渉を避ける最も効果的な方法は、測定パイプ内のガスの発生源での蓄積を防ぐことです。これには、流体力学および超音波計量に関する専門的な設置仕様に厳密に従う必要があります。

1. 低レベルまたは上昇流のパイプを優先する

パイプネットワークシステムでは、気泡は浮力により上方に移動し、パイプ内の高い位置に蓄積する傾向があります。

高所への設置を避ける: 超音波水道メーターはパイプラインの最高点に設置しないでください。高いポイントは、エアポケットが最も形成される可能性が高い場所であり、気泡が長時間残留する可能性があり、パイプの断面全体に空洞が形成され、計量に重大な影響を与えます。

フルフローの上向きパイプを推奨します。理想的な設置場所は、パイプの低点または垂直上向きの流れ部分です。垂直に上向きに流れるセクションでは、水がパイプ全体を通って流れるため、気泡が流れとともに急速に上方に移動し、トランスデューサーの近くに蓄積する可能性が低くなります。

2. 直管の要件と整流器の構成

直管は主に均一な流速分布を確保するために使用されますが、気泡の分散にもプラスの効果があります。

十分な直管の長さ: 超音波水道メーターの上流と下流で十分な直管の長さを維持する必要があります (一般に、「10D」および「5D」の要件を満たすことが推奨されます。D は管の直径を表します)。これにより、流れのパターンが安定し、水から気泡が抽出されたり、水中に引き込まれたりする原因となる渦が減少します。

上流のフローコンディショナー: 複雑な配管レイアウトでは、超音波水道メーターの上流に専用のフローコンディショナーを設置することを検討してください。フローコンディショナーは主に流速の歪みを除去しますが、一部の設計は大きな気泡を破壊するのにも役立ち、気泡がより小さく、水流によってより容易に計量エリアを通過するようにすることもできます。

システムサポートと設計最適化対策

設置場所の選択に加えて、システムレベルの設計とサポート機器も、気泡のない超音波水道メーターの動作を確保するための鍵となります。

1. エア抜きバルブの取り付け

信頼性の高い自動エアベントバルブを、パイプラインの上流の高い位置、または超音波水道メーターの近くに設置する必要があります。

機能: ベントバルブは、パイプネットワークから自由空気を継続的かつ効果的に除去します。これは、水の充填中、水の遮断と再流中、または圧力変動中に特に当てはまります。閉じ込められた大量の空気はベントバルブを介してのみ迅速に除去され、流量計の前のパイプラインが満杯状態に保たれます。

2. 充填および通気手順

超音波水道メーターの設置および試運転時には、厳密な充填および通気手順が非常に重要です。

ゆっくりとした充填: パイプネットワークが給水に復旧するときは、大量の空気を巻き込んでエアポケットを形成し、ウォーターハンマーを防ぐ可能性のある急速な水の流れを避けるために、水をゆっくりと充填する必要があります。

徹底的な通気: 試運転前に、流出が安定し気泡がなくなるまで、通気バルブまたはパイプの端にあるバルブを開いて、パイプを完全に通気する必要があります。

3. 通過時間法とドップラー法の適用性の違い

超音波技術が異なれば、気泡に対する感度も異なります。

通過時間: この方法は気泡に非常に敏感であり、きれいな液体を測定することを目的としています。気泡はノイズまたは干渉とみなされるため、上記の方法を使用して厳密に回避する必要があります。