초음파 수량계에는 직선 파이프가 필요합니까? 설치 사실

초음파 수량계에는 직선 파이프가 필요합니까?

예. 대부분의 초음파 수량계는 라벨에 명시된 정확도를 제공하기 위해 상류 및 하류로 직선 파이프를 연결해야 합니다. 생산 시설에서 단일 경로 초음파 측정기를 테스트할 때 교정 벤치에는 바로 이러한 이유로 긴 직선 섹션이 포함됩니다. 동일한 계기가 펌프나 부분적으로 닫힌 밸브에 너무 가깝게 장착된 경우 계기 자체는 변경되지 않았더라도 판독값이 몇 퍼센트 정도 이동할 수 있습니다.

일반적인 운송 시간 초음파 수도 계량기의 경우 허용되는 설치 규칙은 계량기 상류의 직관 직경이 최소 10이고 하류의 파이프 직경이 최소 5입니다. 업스트림 거리는 90도 엘보우, 티, 펌프 또는 밸브와 같은 가장 가까운 흐름 방해 피팅에서 계기 입구까지 측정됩니다. 하류 거리는 계기 배출구에서 다음 피팅까지 측정됩니다.

물리적 거리는 미터 크기에 따라 달라지기 때문에 이러한 요구 사항은 파이프 직경으로 표현됩니다. 따라서 DN20 미터에는 상류에 약 200mm, 하류에 100mm의 직관이 필요합니다. DN50 미터에는 업스트림 500mm, 다운스트림 250mm가 필요합니다. DN200 벌크 미터는 업스트림 2m, 다운스트림 1m가 필요합니다.

초음파 수량계의 작동 방식과 직선 파이프가 중요한 이유

초음파 수량계는 물에 고주파 음파를 보내 유량을 측정합니다. 두 개의 변환기는 일반적으로 동일한 유동관에 장착됩니다. 한 변환기는 펄스 다운스트림을 보내고 다른 변환기는 펄스 업스트림을 보냅니다. 물이 움직이기 때문에 하류 펄스는 상류 펄스보다 약간 빠르게 이동합니다. 미터는 시간차를 측정하고 이를 음향 경로를 따라 평균 유속으로 변환합니다.

이 측정 방법은 빠르고 움직이는 부분이 없으며 매우 낮은 유속을 감지할 수 있지만 파이프 전체의 예측 가능한 속도 프로파일에 따라 달라집니다. 긴 직선 파이프에서는 물의 흐름이 완전히 발달합니다. 이는 속도 분포가 안정적이고 대칭임을 의미합니다. 가장 빠른 물은 중앙에 있고, 느린 물은 파이프 벽 근처에 있습니다. 단일 경로 초음파 측정기는 해당 프로파일의 한 코드를 사용하고 나머지 프로파일도 동일한 패턴을 따른다고 가정합니다.

흐름 프로필의 모양이 판독값을 변경하는 이유

파이프 피팅이 물 흐름을 방해하면 프로파일이 비틀리거나 비대칭이 됩니다. Swirl은 파이프 직경이 20 이상인 경우 파이프에 남아 있을 수 있습니다. 초음파 경로가 프로파일의 더 빠른 쪽을 샘플링하게 되면 미터가 과도하게 등록됩니다. 느린 쪽을 샘플링하면 미터가 과소 등록됩니다.

이는 기계적 결함이 아닙니다. 계량기 전자 장치는 여전히 경로 전체의 실제 이동 시간 차이를 측정하고 있습니다. 문제는 경로 속도가 더 이상 전체 단면의 평균 속도를 나타내지 않는다는 것입니다. 따라서 직선 파이프 연결은 선택적 권장 사항이 아닙니다. 이는 설비의 유압 설계의 일부입니다.

초음파 수량계 설치에 권장되는 직선 파이프 길이

다양한 업스트림 피팅은 다양한 수준의 흐름 방해를 생성합니다. 단일 팔꿈치는 가벼운 비대칭을 만듭니다. 부분적으로 열린 게이트 밸브는 고속 제트와 심각한 난류를 생성합니다. 서로 다른 평면에 있는 두 개의 팔꿈치는 훨씬 더 오래 지속되는 소용돌이를 만듭니다. 아래 표는 단일 경로 초음파 수량계의 실제 시작 값을 제공합니다.

이 값은 동일한 공칭 직경의 파이프에 설치된 완전 내경 초음파 계측기를 가정합니다. 파이프가 오래되었거나 크기가 조정되었거나 부분적으로 막힌 경우 직선 파이프 요구 사항이 더 길어질 수 있습니다. 계기에 여러 개의 음향 경로가 있거나 내부 흐름 조절기가 있는 경우 요구 사항이 더 짧을 수 있지만 가정하기보다는 항상 기술 데이터시트에서 확인해야 합니다.

직선 파이프 길이가 너무 짧으면 어떻게 되나요?

불충분한 직관은 초음파 수도 계량기 설치 시 정합 오류, 신호 불안정, 일관되지 않은 저유량 성능이라는 세 가지 뚜렷한 문제를 야기합니다.

지원 기록의 현장 사례는 이것이 얼마나 중요한지 보여줍니다. 유럽의 한 대리점은 버터플라이 밸브의 3D 하류에만 DN80 초음파 수량계를 설치했습니다. 첫 달 동안 전력회사는 야간 유량이 의심스러울 정도로 높다는 사실을 확인했습니다. 휴대용 테스트에서는 계량기가 실제 부피보다 약 6% 더 높은 것으로 나타났습니다. 미터는 12D 상류 직관이 있는 위치로 이동되었으며 오프셋은 1% 미만으로 떨어졌습니다. 미터 내부의 구성 요소는 변경되지 않았습니다. 유일한 차이점은 유압 프로필이었습니다.

흐름 장애의 일반적인 원인

초음파 수도 계량기 설치를 계획할 때 계량기 위치를 선택하기 전에 파이프 경로를 살펴보고 가능한 모든 방해 원인을 식별하는 것이 도움이 됩니다.

• 팔꿈치와 굴곡: 단일 엘보가 파이프의 한쪽 방향으로 흐름을 밀어내고 2차 순환 패턴을 만듭니다.
• 평면을 벗어난 엘보 2개: 이는 하류까지 이동할 수 있는 강한 소용돌이 흐름을 생성하며 짧은 직선 구간으로는 제거하기 어렵습니다.
• 부분적으로 닫힌 밸브: 밸브 디스크 또는 게이트는 좁은 제트와 그 뒤에 저압 재순환 구역을 생성합니다.
• 펌프: 펌프 토출은 특히 굽은 부분 가까이에 설치될 때 매우 난류가 많은 회전 속도 프로파일을 갖습니다.
• 감속기 및 확장기: 단면의 급격한 변화로 인해 흐름이 고르지 않게 가속되거나 감속됩니다.
• 티 및 막다른 가지: 이는 특히 분기가 활발하게 사용되지 않을 때 흐름 분리를 만듭니다.
• 에어 포켓과 갇힌 공기: 적절한 직선 파이프를 사용하더라도 공기 축적으로 인해 초음파 신호가 차단되거나 간헐적인 판독값이 생성될 수 있습니다.

가장 좋은 접근 방식은 측정기를 가장 방해가 되는 피팅 이후가 아닌 이전에 배치하는 것입니다. 예를 들어, 시스템에 필터와 펌프가 있는 경우 펌프 배출 직후가 아닌 직선 파이프가 앞에 있는 필터 입구측에 초음파 수량계를 설치합니다.

일부 초음파 계측기 설계는 더 짧은 직선 파이프에 사용할 수 있습니까?

다른 것보다 방해받는 흐름을 더 잘 견딜 수 있는 초음파 수량계 설계가 있습니다. 주된 이유는 음향 경로의 수와 배열입니다.

다중 경로 초음파 측정기

다중 경로 초음파 측정기는 파이프 내 서로 다른 높이의 여러 코드를 따라 사운드 펄스를 보냅니다. 계측기 전자 장치는 이러한 속도 측정값을 보다 정확한 단면 평균으로 결합합니다. 이렇게 하면 비대칭 프로파일로 인한 오류가 줄어들지만 직선 파이프의 필요성이 완전히 없어지지는 않습니다. 다중 경로 측정기는 단일 경로 측정기에 10D 및 5D가 필요한 5D 업스트림 및 2D 다운스트림에서 작동할 수 있습니다.

내부 유량 조절 기능이 있는 계기

일부 흐름 튜브에는 음향 경로 이전의 흐름을 직선화하는 가공된 내부 형상이 있습니다. 이 계기는 상당히 짧은 외부 직선 파이프를 사용하여 설치할 수 있습니다. 그러나 내부 컨디셔너도 압력 손실을 증가시킬 수 있으며 잔해물이 쌓이면 수질에 영향을 받을 수 있습니다.

클램프온 초음파 측정기는 자동으로 더 관대하지 않습니다

클램프온 초음파 유량계는 파이프 벽을 통해 측정하며 임시 검증에 자주 사용됩니다. 가공된 유동관의 장점이 없습니다. 이는 파이프 벽 상태, 변환기 정렬 및 속도 프로필에 민감합니다. 클램프형 계기는 인라인 계기와 마찬가지로 직선 파이프에 주의를 기울여야 하며 때로는 더 많은 주의가 필요합니다.

파이프 레이아웃이 매우 콤팩트하고 초음파 계량기가 직선 요구사항을 충족할 수 없는 경우 전자기 수량계가 실용적인 대안입니다. 전자기 계량기는 자기장을 통해 이동하는 전도성 물에 의해 생성된 전압을 기반으로 유량을 측정하기 때문에 완벽하게 대칭적인 속도 프로파일에 덜 의존합니다. 이러한 이유로 우리는 종종 좁은 기계실과 펌프장 개조를 위해 전자기 계량기를 권장합니다.

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초음파 수량계의 실제 설치 지침

직관은 가장 중요한 설치 조건이지만 이것이 유일한 것은 아닙니다. 당사가 제조하는 모든 초음파 수량계에 대해 다음 설치 순서를 권장합니다.

1. 파이프에 물이 완전히 차 있는지 확인하십시오. 초음파 측정기는 공기를 물처럼 측정할 수 없습니다. 공기가 모일 수 있는 파이프의 가장 높은 지점에 측정기를 설치하지 마십시오.
2. 파이프를 절단하기 전에 직선 파이프 거리를 측정하십시오. 가장 가까운 상류 피팅에서 제안된 계기 위치까지 파이프 직경을 계산하고 데이터시트 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
3. 미터 보어를 파이프 보어와 정렬되도록 유지하십시오. 개스킷, 플랜지 및 연결 부품이 유동 경로로 돌출되어서는 안 됩니다.
4. 미터 양쪽에서 파이프를 지지합니다. 진동과 기계적 응력으로 인해 계기 본체가 이동하고 변환기 정렬이 변경될 수 있습니다.
5. 가능하면 테스트 티 또는 바이패스를 설치하십시오. 이렇게 하면 물 공급을 중단하지 않고도 휴대용 장치에 대한 계량기 판독값을 더 쉽게 확인할 수 있습니다.
6. 설치 후 업스트림 밸브를 천천히 엽니다. 갑작스러운 서지는 공기나 잔해물을 음향 경로로 유입시켜 시운전 중에 판독값이 잘못될 수 있습니다.

흐름 방향이 위쪽인 경우 수직 파이프 설치가 허용됩니다. 상향 흐름은 파이프를 가득 채운 상태로 유지하고 가스가 계량기 내부에 머물지 않고 위로 이동하도록 합니다. 하향 수직 흐름은 낮은 유속에서는 파이프가 가득 찬 상태를 유지하지 못할 수 있으므로 위험합니다.

대구경 초음파 수량계: 현장 경험

DN50에서 DN200까지의 대구경 초음파 수량계는 배전망, 관개 네트워크 및 산업용 보조 계량기에 사용됩니다. 이러한 위치에는 펌프, 제어 밸브, 스트레이너 및 복잡한 매니폴드 레이아웃이 포함되는 경우가 많습니다. DN150 라인의 10D 요구 사항은 계기 앞에 1.5m의 투명한 파이프를 의미하기 때문에 단일 경로 초음파 계기는 이러한 조건에서 설치하기 어려울 수 있습니다.

실제로 우리는 다중 경로 변환기 배열과 가공된 보어를 갖춘 대구경 초음파 측정기를 설계합니다. 이는 잔류 흐름 비대칭성을 평균화하는 데 도움이 되며 단순한 단일 경로 설계에 비해 필요한 직선 파이프를 줄여줍니다. 그럼에도 불구하고 각 모델의 기술 도면에는 최소 업스트림 및 다운스트림 거리가 명시되어 있습니다. 계기에 낮은 직선 승인이 명시적으로 표시되어 있지 않거나 통합 유량 조절기가 없는 한 직선 파이프를 모두 제거하는 것은 권장하지 않습니다.

수도 시설 및 플랜트 엔지니어의 경우 미터가 클수록 토목 공사가 완료되기 전에 설치 도면을 얻는 것이 더 중요합니다. 콘크리트 챔버와 파이프 지지대를 제작한 후 DN200 미터를 절단하고 위치를 변경하는 데는 매우 많은 비용이 듭니다. 설계 단계에서 파이프 레이아웃을 빠르게 검토하면 수년간 숨겨져 있던 만성적인 정확도 문제를 예방할 수 있습니다.

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직선 파이프가 충분한지 확인하는 방법

간단한 육안 검사만으로도 잘못된 설치를 거부할 수 있는 경우가 많습니다. 미터의 상류쪽으로 가서 가장 가까운 피팅을 확인하십시오. 해당 피팅에서 미터 입구 면까지의 거리를 측정합니다. 거리를 공칭 파이프 직경으로 나눕니다. 결과가 필요한 파이프 직경 수보다 작으면 직선 실행으로는 충분하지 않습니다.

버킷이나 보정된 탱크를 사용하여 실제적인 현장 검증을 수행할 수도 있습니다. 측정된 시간 동안 안정된 매체 흐름으로 물을 흐르게 하고 수집된 양을 미터 총량과 비교합니다. 낮은 유량과 높은 유량에서 테스트를 반복합니다. 오류가 유량에 따라 변경되는 경우 계기 교정 문제보다는 속도 프로필의 혼란이 원인인 경우가 많습니다.

보다 정확한 확인을 위해 초음파 계기 판독값을 직관 요구 사항을 충족하는 위치에 설치된 다른 유량계와 비교하십시오. 이는 휴대용 클램프형 초음파 측정기를 기준으로 사용할 때 일반적입니다. 여전히 자체 직선 파이프가 필요하므로 가장 좋은 기준점은 엘보우와 밸브가 없는 메인 미터의 하류 또는 상류 파이프 섹션인 경우가 많습니다.

우리 엔지니어링 팀은 배송 전에 설치 도면도 검토합니다. 소형 파이프 레이아웃이 확실하지 않은 경우 파이프 직경, 피팅 위치 및 흐름 방향이 포함된 간단한 스케치를 보내주십시오. 제안된 위치가 적합한지 여부를 알려드리고, 그렇지 않은 경우 대체 계량기 유형을 제안해 드립니다. 자세한 내용은 실제 설치 참고 사항을 검토할 수도 있습니다. 초음파 수량계 설치 주의사항 .

직선 배관 및 초음파 계량에 관해 자주 묻는 질문

90도 엘보 바로 뒤에 초음파 수량계를 설치할 수 있나요?

대부분의 경우에는 그렇지 않습니다. 단일 90도 엘보우가 많은 파이프 직경에 대해 지속될 수 있는 강력한 비대칭 속도 프로파일을 생성합니다. 권장되는 최소값은 일반적으로 업스트림 10D이며, 엘보우가 펌프나 밸브에 가까울 경우 값이 높을수록 더 안전합니다. 엘보우 바로 뒤에 설치하면 여전히 유용한 판독값을 얻을 수 있지만 오류가 미터 사양을 초과할 수 있습니다.

하류 직관이 정말 필요한가요?

예, 하지만 하류 거리가 상류 거리보다 짧습니다. 하류 파이프는 계기 출구에서 제어된 압력과 속도 조건을 제공합니다. 또한 하류 피팅이 계기 본체 내부의 흐름을 방해할 수 있는 저압 구역을 생성하는 것을 방지합니다. 표준 최소값은 일반적으로 5D입니다.

더 큰 초음파 수량계에는 더 많은 물리적 직선 파이프가 필요합니까?

예. 직선 파이프 요구 사항은 파이프 직경으로 표현됩니다. 즉 실제 물리적 거리는 미터 크기에 따라 증가합니다. 10D 요구 사항이 있는 DN20 미터에는 200mm의 직선 파이프가 필요하고 DN200 미터에는 2m가 필요합니다. 이것이 바로 대구경 설치에 더 많은 계획 공간이 필요한 이유입니다.

흐름 교정기가 직선 파이프를 대체할 수 있습니까?

흐름 교정기는 소용돌이를 줄일 수 있지만 완벽한 대체품은 아닙니다. 계기 상류에 권장 거리를 두고 하류에 깨끗한 파이프 부분을 두고 설치해야 합니다. 흐름 교정기는 또한 시간이 지남에 따라 잔해물과 스케일을 수집하여 성능을 변화시킵니다. 우리는 레이아웃이 허용할 때마다 진정한 직선 파이프를 선호합니다.

모든 초음파 수량계에는 동일한 직선 파이프 요구 사항이 있습니까?

아니요. 단일 경로 계측기는 유량 프로필 교란에 더 민감합니다. 다중 경로 측정기는 일반적으로 더 안정적입니다. 일부 소형 주거용 계량기는 외부 파이프 요구 사항을 줄이기 위해 내부 흐름 조절 기능으로 설계되었습니다. 일반적인 규칙을 적용하는 대신 항상 미터 데이터시트의 설치 섹션을 확인하세요.

파이프 피트가 10D에 비해 너무 짧은 경우 어떻게 해야 합니까?

먼저, 다중 경로 측정 또는 내부 조절로 인해 계기 모델에 더 짧은 직선 파이프 요구 사항이 있는지 확인하십시오. 공간이 여전히 너무 좁다면 전자식 수량계를 고려하거나 파이프 레이아웃을 조정하여 계량기를 더 나은 위치로 이동하세요. 크기가 작은 직선 주행을 영구적으로 허용하면 미터 데이터를 신뢰할 수 없게 됩니다.

흐름이 0인 경우 직선 파이프가 중요합니까?

유량이 0일 때 측정할 속도가 없으므로 직선 파이프 요구 사항은 주로 시작 유량보다 낮은 유량 감지 및 계량 정확도에 영향을 미칩니다. 교란된 흐름 프로파일에서는 낮은 흐름 판독값이 종종 불안정하여 누출을 숨기고 야간 흐름 분석을 어렵게 만들 수 있습니다.