Elektromagnetické prietokomery sú široko používané na meranie prietoku vodivých kvapalín vrátane agresívnych chemikálií, ako sú kyseliny, zásady a soli. Zatiaľ čo elektromagnetické prietokomery sú vysoko presné a spoľahlivé, jednou z bežných výziev, ktorým čelia niektoré aplikácie, je výskyt šumu bublín, ktorý môže viesť k chybným údajom a nestabilite merania.
Čo je to Bubble Noise?
Bublinový šum vzniká, keď bubliny alebo plynové vrecká prechádzajú cez snímacie elektródy prietokomeru, čo spôsobuje dočasné prerušenie signálu a vedie k chybám merania. Tento jav je obzvlášť bežný v systémoch, kde prúdiace médium môže obsahovať vzduchové alebo plynové bubliny, ako sú systémy chladiacej vody alebo určité chemické procesy. Keď bubliny prechádzajú cez prietokomer, môžu spôsobiť krátkodobú stratu signálu alebo kolísanie signálu, čo vytvára takzvaný "bublinový šum".
Tento problém nie je len rušivý, ale môže viesť aj k nesprávnym údajom a nesprávnemu výkladu skutočných prietokov. Preto pochopenie základných príčin hluku bublín a implementácia účinných metód na jeho zmiernenie alebo odstránenie je rozhodujúce pre zabezpečenie presnosti a spoľahlivosti meraní prietoku.
Prečo bubliny spôsobujú hluk v prietokomeroch?
Základný princípprietokomery magnetického typuje Faradayov indukčný zákon, kde vodivé kvapaliny prechádzajúce magnetickým poľom vytvárajú indukované napätie. Elektródy prietokomeru potom zmerajú toto napätie, aby určili prietok.
Prítomnosť vzduchových bublín alebo plynových vreciek v tekutine však môže narušiť elektrické pole a indukované napätie. Toto rušenie môže viesť k kolísaniu alebo dočasnému vynulovaniu čítania, čo vedie k šumu bublín.
V mnohých priemyselných aplikáciách, ako sú oceliarne alebo čistiarne odpadových vôd, nie je kvapalné médium vždy úplne bez plynu, čo ho robí náchylnejším na tento typ hluku. Keď plynové vrecká prechádzajú elektródami, prietokomer to môže nesprávne interpretovať ako výrazný pokles alebo kolísanie prietoku, čo spôsobí falošný poplach alebo nepresný výstup údajov.
Vplyv bublinkového hluku
Bublinový hluk môže mať niekoľko negatívnych vplyvov na presnosť merania:
Chybné merania: Keď plynové bubliny prejdú cez elektródy, prietokomer môže produkovať nesprávne údaje. To môže viesť k nesprávnym meraniam prietoku, čo spôsobí neefektívnosť výroby, bezpečnostné riziká alebo problémy s kvalitou.
Alarmy a falošné signály: V automatizovaných systémoch môže šum bublín spúšťať alarmy alebo zbytočne zastavovať procesy. To by mohlo narušiť prevádzku a viesť k neplánovaným prestojom alebo potrebe manuálneho zásahu.
Strata presnosti údajov: Častý výskyt šumu bublín môže znížiť celkovú spoľahlivosť údajov o prietoku, čo sťažuje dôveryhodnosť údajov v určitých aplikáciách, najmä v tých, ktoré vyžadujú vysokú presnosť.
Ako sa vyhnúť bublinovému šumu v elektromagnetických prietokomeroch
1. Správna inštalácia
Jedným z najefektívnejších spôsobov, ako predchádzať problémom súvisiacim s bublinami, je zabezpečiť, aby bol prietokomer inštalovaný s dostatočne rovnými časťami potrubia pred a po prúde. Podľa priemyselných noriem by dĺžka priameho potrubia pred prúdom mala byť aspoň 10-násobkom priemeru potrubia a dĺžka po prúde by mala byť aspoň 5-násobkom priemeru. Pomáha to stabilizovať prietok a znižovať pravdepodobnosť tvorby bublín v blízkosti elektród snímača.
Okrem toho je dôležité nainštalovať prietokomer na miesto, kde sa plyn nemôže hromadiť, ako je napríklad vyhýbanie sa vysokým bodom v potrubí, kde sa môže prirodzene usadzovať vzduch. Ak sú plynové vrecká neoddeliteľnou súčasťou toku, zvážte použitie konštrukcie potrubia v tvare U alebo inštaláciu odvzdušňovacieho ventilu proti prúdu, ktorý pomôže uvoľniť všetok zachytený vzduch.
2. Nastavenie doby tlmenia
V prípadoch, keď bubliny stále vytvárajú hluk, môže úprava času tlmenia na prietokomere pomôcť zmierniť účinky. Čas tlmenia je v podstate čas, ktorý prístroj potrebuje na to, aby reagoval na zmeny signálu prietoku. Pri riešení šumu bublín je dôležité zvoliť dostatočne dlhý čas tlmenia na vyhladenie impulzov spôsobených bublinami.
Vo všeobecnosti nastavujeme čas tlmenia na 3 až 5-násobok šírky pulzu šumu bublín. Napríklad, ak je šírka impulzu 10 sekúnd, čas tlmenia by mal byť nastavený na 30 až 50 sekúnd. Toto nastavenie pomáha odfiltrovať krátkodobý šum, ale môže spomaliť odozvu merača na skutočné zmeny prietoku. Preto je potrebné starostlivo zvážiť vyváženie času tlmenia s požadovaným časom odozvy pre danú aplikáciu.
3. Inteligentné algoritmy na redukciu šumu
Mnohé moderné elektromagnetické prietokomery sú vybavené inteligentnými algoritmami, ktoré pomáhajú detekovať a odfiltrovať šum bublín. Tieto systémy používajú softvérovú logiku na určenie, či je kolísanie signálu spôsobené skutočnými zmenami prietoku alebo len prechodom plynových bublín. Keď sa zistí šum bublín, prietokomer môže ignorovať tieto výkyvy a zachovať predchádzajúcu platnú hodnotu.
Integráciou pokročilých algoritmov na potláčanie chýb a úpravou nastavení citlivosti je možné predísť zbytočným alarmom a zabezpečiť, aby prietokomer naďalej poskytoval presné údaje aj v prítomnosti prerušovaných bublín.
4. Zabezpečenie správnych stredných podmienok
Prietokomer by sa mal používať v systéme, kde je kvapalina konzistentne naplnená v meracom potrubí a bez významných vzduchových bublín. Pravidelná údržba je potrebná, aby sa zabezpečilo, že žiadne úlomky alebo usadeniny neblokujú prietokovú dráhu alebo povrch elektród. Pravidelné čistenie a kontrola prietokomeru môže pomôcť vyhnúť sa problémom spôsobeným kontaminantmi alebo zvyškami, ktoré môžu tiež prispieť k chybným meraniam.
5. Zvoľte Vhodné materiály
Nakoniec je nevyhnutný výber správnych materiálov pre elektródy a výstelky. Materiály ako vysokokvalitné fluoropolymérové výstelky PFA môžu pomôcť minimalizovať vplyv bublín na meranie. Tieto materiály poskytujú nielen lepšiu odolnosť voči koróznemu prostrediu, ale zlepšujú aj výkon snímača v aplikáciách s vysokým potenciálom tvorby bublín.
Bublinový šum v magnetických prietokomeroch je bežný problém, ktorý môže narušiť presnosť merania prietoku v mnohých priemyselných aplikáciách. Pochopením príčin a účinkov bublinkového hluku a zavedením preventívnych opatrení možno výrazne znížiť vplyv bublinkového hluku.
Potrebujete ďalšie pokyny k meračom magflow? Kontaktujte našich inžinierov ešte dnes.