Đang tải... (xem toàn văn)
Tiêu chuẩn này hướng dẫn lựa chọn nguyên lý và các đặc tính thiết kế cơ bản của máy đo lưu lượng siêu âm dựa trên cơ sở đo hiệu (sai phân) thời gian đi qua để đo lưu lượng thể tích của chất lưu (chất lỏng và khí). Tiêu chuẩn này bao hàm các hướng dẫn vận hành thao tác, tính năng kỹ thuật và hiệu chuẩn. Tiêu chuẩn này chủ yếu trình bày các đầu đo (đầu chuyển đổi) ướt và chỉ dẫn vắn tắt cách lắp đặt đầu đo dạng kìm.
tCvn Tiªu chuÈn quèc gia TCVN 6816 : 2001 iso/tr 12765 : 1998 đo lu lợng chất lỏng chất khí ống dẫn kín phơng pháp ứng dụng máy đo lu lợng siêu âm thời gian qua Measurement of fluid folw in closed conduits − Methods using transit-time ultrasonic flowmeters Hµ Néi – 2008 TCVN 6816 : 2001 TCVN 6816 : 2001 Lời nói đầu TCVN 6816 : 2001 hoàn toàn tơng đơng với ISO/TR 12765 : 1998 TCVN 6816 : 2001 Ban kü thuËt tiêu chuẩn TCVN/TC 23 Máy kéo máy dùng nông lâm nghiệp biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lờng chất lợng Vụ Khoa học công nghệ chất lợng sản phẩm thuộc Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trờng (nay Bộ Khoa học Công nghệ) ban hành Tiêu chuẩn đợc chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định khoản Điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm a khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01/08/2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn vµ Quy chuÈn kü thuËt TCVN 6816 : 2001 tiêu chuẩn quốc gia tcvn 6816 : 2008 Đo lu lợng chất lỏng chất khí ống dẫn kín Phơng pháp ứng dụng máy đo lu lợng siêu âm thời gian qua Measurement of fluid flow in closed conduits − Methods using transit-time ultrasonic flowmeters Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn hớng dẫn lựa chọn nguyên lý đặc tính thiết kế máy đo lu lợng siêu âm dựa sở đo hiệu (sai phân) thời gian qua ®Ĩ ®o l−u l−ỵng thĨ tÝch cđa chÊt l−u (chÊt lỏng khí) Tiêu chuẩn bao hàm hớng dẫn vận hành thao tác, tính kỹ thuật hiệu chuẩn Tiêu chuẩn chủ yếu trình bày đầu đo (đầu chuyển đổi) ớt dẫn vắn tắt cách lắp đặt đầu đo dạng kìm Phụ lục A tiêu chuẩn dẫn cách tính toán lu lợng thể tích cách đo kỹ thuật xung thời gian qua Phụ lục B đa qui định sử dụng lắp đặt Phụ lục C đa danh mục thông tin mà nhà chế tạo phải cung cấp Tiêu chuẩn trích dẫn ISO 4006:1991 Đo lu lợng chất lỏng chất khí èng kÝn − Tõ vùng vµ kÝ hiƯu (Measurement of fluid flow in closed conduits – Vocabulary and symbols) ISO 4185:1980 Đo lu lợng chất lỏng ống dẫn kín Phơng pháp trọng lợng (Measurement of liquid flow in closed conduits – Weighting method) ISO 8316:1987 §o l−u lợng chất lỏng ống dẫn kín Phơng pháp céng dån chÊt láng thïng thÓ tÝch (Measurement of liquid flow in closed conduits – Method by collection of the liquid in a volumetric tank) TCVN 6816 : 2001 ISO 9300:1990 Đo lu lợng khí vòi phun venture dòng tới hạn (Measurement of gas flow by means of critical flow Venture nozzles) ISO 9951:1993 Đo lu lợng chất khí ống kín Máy đo kiểu tuốc bin (Measurement of gas flow in closed conduits – Turbine meters) Từ vựng quốc tế thuật ngữ chung đo lờng học (VIM), BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAP, OIML, 1993 (International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology (VIM), BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML, 1993) Định nghĩa Trong tiêu chuẩn sử dụng số định nghĩa lấy từ tài liệu VIM ISO 4006 số định nghĩa khác nh sau: 3.1 Phơng pháp sai phân thời gian qua Phơng pháp thời gian bay qua Phơng pháp đo lu lợng dòng chảy tốc độ trung bình chất lu chảy dọc theo đờng dẫn âm đợc xác định hiệu thời gian hai tín hiệu siêu âm lan truyền xuôi ngợc dòng chảy qua khoảng cách dòng chảy chất lu 3.2 Phơng pháp sờn trớc Phơng pháp đo lu lợng dòng chảy, thời gian qua xung siêu âm đợc xác định dựa thay đổi trạng thái (lật trạng thái) tín hiệu thu nhận đợc mức biên độ cho trớc (hình 1) t1 ,t2 - Điểm trạng thái sờn trớc Hình Nguyên lý đo thời gian qua phơng pháp sờn trớc 3.3 Phơng pháp tần số lặp xung Phơng pháp vòng đơn Phơng pháp sai phân tần số TCVN 6816 : 2001 Phơng pháp đo lu lợng dòng chảy máy đo lu lợng siêu âm, theo hai dòng xung độc lập ®−ỵc trun theo hai chiỊu ®èi ng−ỵc cho, xung đợc phát sau phát đợc xung trớc dòng chảy, đo đợc độ sai phân tần số lặp lại xung theo hai chiều Chú thích: Độ sai phân tần số lặp xung theo hai chiều hàm số tốc độ chất lu 3.4 Phơng pháp điều khiển pha Phơng pháp nút h m lamđa Phơng pháp đo lu lợng dòng chảy, tốc độ trung bình chất lỏng dọc theo đờng truyền âm đợc đo, dựa vào độ sai phân tần số âm với bớc sóng theo chiều đối ngợc qua dòng chảy chất lu 3.5 Phơng pháp qua điểm không Phơng pháp đo lu lợng dòng chảy thời gian qua xung siêu âm đợc đo tín hiệu (hay tín hiệu khác đợc xác định trớc) nhận đợc qua điểm không tín hiệu thu nhận đợc sau nửa chu kì (Hình 2) t1 ,t2 - Điểm lật trạng thái (tại điểm qua không) Hình Nguyên lý đo thời gian qua theo phơng pháp qua điểm không 3.6 Phơng pháp nhiều đờng dẫn Phơng pháp đo lu lợng dòng chảy tốc độ trung bình dòng chất lu đợc xác định loạt đờng truyền khác 3.7 Phơng pháp xung đồng thời Phơng pháp đo lu lợng dòng chảy theo thời gian qua hiệu thời gian qua đợc xác định từ tín hiệu đợc truyền đồng thời xuôi ngợc dòng chảy đờng truyền âm TCVN 6816 : 2001 3.8 Phơng pháp dịch pha Phơng pháp đo lu lợng dòng chảy tốc độ trung bình chất lu dọc theo đờng dẫn âm đợc xác định từ dịch pha tín hiệu siêu âm dòng chất lu 3.9 Máy đo lu lợng siêu âm USM Máy đo lu lợng mà tự phát tín hiệu siêu âm nhận tín hiệu hồi âm ngợc trở lại sau tác động ảnh hởng dòng chảy cho kết thu nhận đợc đợc sử dụng nh giá trị đo lu lợng dòng chảy Chú thích: Máy đo lu lợng siêu âm thông thờng bao gồm đầu đo ( đầu chuyển đổi) siêu âm thiết bị ớc lợng kết từ tín hiệu siêu âm phát nhận về, chuyển đổi tín hiệu thành tín hiệu đầu chuẩn hoá, tỷ lệ với lu lợng dòng chảy 3.10 Bộ tích phân lu lợng Thiết bị đo thể tích cách tích phân lu lợng thể tích theo thời gian 3.11 Đầu đo siêu âm Phần tử có chức chuyển lợng siêu âm thành tín hiệu điện và/hoặc ngợc lại Chú thích: Đầu đo siêu âm dùng máy đo lu lợng kiểu thời gian qua thông thờng làm việc hai chế độ phát nhận 3.12 Gá lắp dạng kìm Cách gá lắp đầu đo siêu âm lên mặt ống dẫn kín để đo lu lợng dòng chảy bên ống 3.13 ống đo lờng Đoạn ống dẫn kín đợc chế tạo đặc biệt, chứa đầu đo siêu âm đảm bảo phù hợp với đặc tính kỹ thuật tiêu chuẩn phơng diện 3.14 Phân đoạn đo lờng Đoạn ống dẫn kín bao gồm ống đo lờng, phân đoạn ống vào 3.15 §−êng dÉn ©m §−êng dÉn thùc tÕ cđa tÝn hiƯu siêu âm hai đầu đo 3.16 Chiều dài đờng dẫn LP Chiều dài đờng dẫn âm chất lu trạng thái tĩnh bề mặt tiếp xúc hai đầu đo (hình 3a 3b) TCVN 6816 : 2001 3.17 Chiều dài dò sóng L Chiều dài phần đờng dẫn âm, chất lu trạng thái tĩnh, bên ống dẫn kín (hình 3a 3b) 3.18 Khoảng cách dò sóng d Hình chiếu chiều dài dò sóng đờng song song với trục ống dẫn kín hay trục dòng chảy (hình 3a 3b) 3.19 Góc nghiêng Góc trục đầu đo siêu âm đờng song song víi trơc cđa èng dÉn kÝn (h×nh 3a) 3.20 Gãc pha Vị trí pha dao động (sóng siêu âm) 3.21 Tèc ®é lan trun C Tèc ®é lan trun tín hiệu siêu âm tơng quan với vị trí quan trắc trạng thái tĩnh 3.22 Tốc độ siêu âm Co Tốc độ tín hiệu siêu âm chất lu trạng thái tĩnh 3.23 Tốc độ trung bình chất lu dọc theo đờng truyền âm Tốc độ chất lu mặt phẳng hình thành đờng dẫn âm chiều dòng chảy 3.24 Tốc độ chÊt l−u trung b×nh däc trơc ν A Tû sè lu lợng thể tích qV (tích phân thành phần dọc trục tốc độ chất lu mặt cắt ngang ống đo lờng) diện tích mặt cắt đo lờng A 3.25 Hệ số hiệu chỉnh phân bố tốc độ kh Tỷ số tốc độ trung bình dọc trục A chất lu máy đo máy đo hoạt động tốc độ trung bình dòng chảy dọc theo đờng dẫn âm 3.26 Xung siêu âm Tín hiệu điện đợc phát kích thích điện có thời gian trì xác định từ đầu đo siêu âm 3.27 Sóng siêu âm liên tục Tín hiệu điện đợc phát kích thích điện liên tục từ đầu đo siêu âm TCVN 6816 : 2001 3.28 Thêi gian ®i qua t Thêi gian cần thiết để xung siêu âm suốt qua ®−êng dÉn ©m 3.29 Sai ph©n thêi gian ®i qua t Sai phân thời gian qua tín hiệu siêu âm lan truyền ngợc xuôi dßng Lp D/s L= c2 =c0+νcosϕ D ϕ in c1 =c0cos d a) Máy đo kiểu chùm xuyên tâm trùc tiÕp 10 TCVN 6816 : 2001 y = c0 t2 sin2 (A.12) xung tới B, phải ®i qu·ng ®−êng X theo h−íng x víi thêi gian ®i qua t2, vËy t2 X ∫ X = dx = ∫ [c cosϕ + ν (y)]dτ (A.13) t2 ∫ (A.14) = c t cosϕ + ν (y)dτ y ν (y) = c t cosϕ + dy c sinϕ 0 ∫ (A.15) Bëi tốc độ dòng chảy không phạm vi dòng chảy có giá trị trung bình độ rộng phân đoạn dòng chảy D, nên y (y)dy = ν D (A.16) V× vËy X = c t cosϕ + = c t cosϕ + νD c sinϕ (A.17) ν Dt (A.18) Y Bëi v× D/Y = d/X nên phơng trình xếp lại: c cosϕ = X νd − t2 X (A.19) d hình chiếu đoạn AB theo hớng x dòng chảy Từ (A.12) (A.19) với sin2ϕ2 + cos2ϕ2 = c 02 = Y2 t 22 + X2 t 22 + ν d2 X2 2 ν d2 ν d2 2ν d L p ν d + − − = − t2 Lp t2 X2 Lp (A.20) LP khoảng cách đầu ®o vµ LP2=X2+Y2 Do vËy Lp t2 38 2 ν d2 ν d2 = c0 − + X2 Lp 1/ + νd Lp (A.21) TCVN 6816 : 2001 Xung ®i tõ B ®Õn A, víi thêi gian ®i qua t1 vµ rêi khái B theo gãc ϕ1 so với trục ống Phơng trình tơng ứng (A.9), (A.12) (A.19) là: y= c0 t1 sin1 c cosϕ = Lp t1 (A.22) X νd + t1 X 2 ν d2 ν d2 = c0 − + X2 Lp (A.23) 1/ − νd Lp (A.24) Trõ (A.21) cho (A.24) xếp lại có: = L2p (t − t ) 2d t t (A.25) Dễ dàng nhìn thấy phơng trình bao gồm thông số đo đợc, kích thớc LP d (hình A.4), thời gian qua t1 t2 Không có số thực nghiệm Tuy nhiên, giả thuyết tốc độ dẫn âm chất lu tĩnh (c0) tơng tự nh dòng chảy chất lu , có nghĩa chất lu đẳng nhiệt A.4 Tính tốc độ dòng chảy trung bình dọc trục A Đối với máy đo đờng dẫn, tốc độ trung bình dòng chảy dọc trục A giá trị trung bình diện tích mặt cắt ngang ống kín đợc tính theo công thức A = kh (A.26) Đối với máy đo đờng dẫn kiểu xuyên tâm, kh đợc tính theo công thức: kh = 1,12 - 0,011lgRe D (A.27) cho dòng chảy hoàn toàn rối, kh = 0,75 (A.28) cho dòng chảy tầng Đối với máy đo đờng dẫn kiểu dây cung, tức đờng dẫn âm dọc theo dây cung nghiêng, vị trí bên đầu đo siêu âm cách đờng tâm khoảng r, kh đợc tính nh sau: k h (Re D ) = νA ν (r ) (A.29) 39 TCVN 6816 : 2001 ®ã ν (r ) tốc độ trung bình dòng chảy dọc trục r Tính A (r ) theo định luật phân bố tốc độ r n (r , Re D ) = ν r =0 1 − R (A.30) = 0,250 − 0,023 lg Re D n (A.31) víi r = R/2 gi¸ trị trung bình kh 0,996 (hằng số Reynold dải 104 đến 108) Với vị trí đờng dẫn bên riêng phần, thay đổi kh 4% toàn phạm vi số Reynold đà công bố Đối với máy đo kiểu dây cung, vị trí bên đầu đo đợc qui định r = R/2 Vì điều kiện giả thuyết để tính kh đợc thoả mÃn, hiệu chuẩn dòng chảy phải đợc thực thiết bị thử sau lắp đặt nơi sử dụng, bố trí đợc Với ống hình tròn, hàm biểu diễn lý thuyÕt ν νA = A R R ∫( A cã d¹ng 2 D (r ) ν (r ) dr = R − r A −R −R ∫ ) 1/ ν (r )dr (A.32) (r ) tốc độ dòng chảy trung bình dọc theo cung D(r) có vị trí bên r, A diện tích mặt cắt đờng ống Trong máy đo nhiều kênh (r ) đợc tính tập hợp giá trị rời rạc r Bằng kỹ thuật tích phân số thích hợp, A tính đợc dựa đà tính cho đờng dẫn Vì vậy, tính đợc A , ví dơ b»ng kü tht tÝch ph©n Gauss víi n 2 w i ν i (ri ) A i =1 A = (A.33) wi trọng số phụ thuộc vào kỹ thuật tích phân đợc áp dụng, ri vị trí bên đầu đo siêu âm Đây kỹ thuật đợc sử dụng rộng rÃi cho tích phân số Phơng pháp đà đợc thực theo nhiều cách khác máy đo lu lợng siêu âm nhiều đờng dẫn Ví dụ nh trong, bảng A.1 cho trọng số phép đo vị trí đầu đo bên cho phép tích phân Gauss víi hµm träng sè f(r) = (Gauss) vµ f(r) = (R2-r2)1/2 (Gauss-Jacobi) 40 TCVN 6816 : 2001 B¶ng A.1 Ví dụ vị trí đầu đo chuẩn hoá lấy trọng số phép đo tích phân Gauss hµm träng sè f(r) =1 (Gauss) vµ f(r) = (R2-r2)1/2 (Gauss-Jacobi), t−¬ng øng 1/ r 2 Dới đây, Fi đợc xác định nh: Fi = R 1 − i R Kỹ thuật tích phân Gauss đờng dẫn ri/R ®−êng dÉn wi ri/R wi ®−êng dÉn ri/R wi −0,577 Fi −0,774 0,555 Fi −0,861 0,347 Fi 0,577 Fi 0,000 0,888 Fi −0,340 0,652 Fi 0,774 0,555 Fi 0,340 0,652 Fi 0,861 0,347 Fi Gauss-Jacobi −0,5 0,785 4R2 −0,809 0,217 R2 0,5 0,785 4R2 −0,309 0,568 R2 0,309 0,568 R2 0,809 0,217 R2 Chú thích: Phơng pháp Gauss-Jacobi áp dụng cho cấu trúc số đờng dẫn thờng gặp Ngoài ra, A đợc tính cách đa đa thức vào tốc độ đà tính cho đờng dẫn, sau tích phân đa thức để nhận đợc A A.5 Tính lu lợng thể tích Lu lợng thể tích đợc tÝnh tõ biÓu thøc: qV = A v A (A.34) A.6 Cấu trúc đờng dẫn Cơ có ba loại máy đo lu lợng nhiều đờng dẫn dựa cấu trúc chúng: máy đo lu lợng đờng dẫn chéo; máy đo lu lợng đờng dẫn song song; máy đo lu lợng đờng dẫn phản xạ Máy ®o l−u l−ỵng ®−êng dÉn chÐo sư dơng mét sè đờng dẫn bố trí chéo Lu lợng chảy qua đợc tính giá trị trung bình giá trị đo tốc độ riêng 41 TCVN 6816 : 2001 Máy đo lu lợng đờng dẫn song song sử dụng số đờng dẫn (nhìn chung không nhiều 5) song song với Để bố trí đờng dẫn tính toán lu lợng, áp dụng trọng số cho tốc độ dòng chảy khác nhau, sử dụng phơng pháp tích phân số (ví dụ nh tích phân Gauss) Máy ®o l−u l−ỵng ma trËn sư dơng l−íi ®−êng dÉn âm phản xạ (Hình A.5) Lới đờng dẫn âm phản xạ đa thêm thông tin méo dạng tốc độ lu lợng Giá trị tốc độ trung bình dòng chảy chất lu dọc trục, từ ®ã l−u l−ỵng thĨ tÝch, ®−ỵc xư lý b»ng viƯc kết nối thông tin khác nhận đợc từ đờng dẫn khác Hình A.5 Cấu trúc ma trận đờng dẫn âm 42 TCVN 6816 : 2001 Phụ lục B (tham khảo) Quy định sử dụng lắp đặt B.1 Yêu cầu chung Trong phụ lục này, mô tả qui định sử dụng lắp đặt máy đo lu lợng siêu âm Ngoài trừ, có qui định khác việc lắp đặt phải tuân theo sổ tay hớng dẫn nhà chế tạo Máy đo lu lợng phải làm việc điều kiện nhà chế tạo qui định để đạt đợc cấp xác mong muốn có tuổi thọ chuẩn bình thờng Các qui định phép đo lu lợng máy đo lu lợng siêu âm nh sau: ống dẫn phải đầy nớc; chất lỏng phải dẫn âm; thông số hình học nh D, L, LP (LiLPi) d(di) phải đợc xác định với độ không đảm bảo E < Eqv, với Eqv độ không đảm bảo đo cần thiết máy đo lu lợng Lệch khỏi trạng thái biên dạng triển khai đầy làm tăng độ không đảm bảo máy đo lu lợng Máy đo đờng dẫn, nhìn chung nhạy cảm sai lệch nh so với máy đo kiểu nhiều đờng dẫn Nếu thiết bị kèm đợc sử dụng để qui đổi trị số đọc lu lợng thể tích chất lu điều kiện sở ghi thông số làm việc hay khối lợng dòng chảy (lu lợng khối lợng), chúng phải đợc lắp đặt kết nối nh sau: a) Đo nhiệt độ: Các nhiễu loạn phía dòng chảy phải đợc hạn chế mức tối thiểu Do vậy, vị trí qui định cho giếng đo nhiệt phía dới dòng, sau máy đo lu lợng siêu âm Nhiệt kế phải đợc bố trí gần cửa ống đo lờng (đến mức có thể) Giới hạn khoảng 5D sau ống đo lờng trớc van xả chỗ dòng chảy bị cản Giếng đo nhiệt phải đợc lắp đặt cho nhiệt độ đo đợc nhiệt độ dòng chảy giới hạn (giữa giá trị nhỏ lớn nhất), không bị ảnh hởng truyền nhiệt từ ống dẫn vào cấu kiện gá giếng đo nhiệt b) Đo áp suất: Vị trí qui định để trích đo áp suất mặt bích ông ®o l−êng c) §o tû träng chÊt khÝ: §iỊu kiƯn khí máy đo tỷ trọng phải thể điều kiện khí máy đo lu lợng siêu âm toàn dải đo máy Phải ý tới khả không đo đợc khí sử dụng 43 TCVN 6816 : 2001 máy đo tỷ trọng chất khí đà bị loại Máy đo tỷ trọng chất khí ống dẫn phải đợc lắp đặt xuôi dòng sau ống đo lờng B.2 Kiểm tra âm học sơ Nếu chất lu cha đợc biết trớc đó, cần tiến hành thử truyền âm sơ phép đo siêu âm thông thờng kiểm tra nơi nghi ngờ có suy giảm truyền âm lớn Nếu chất lu mét chÊt láng th× viƯc kiĨm tra cã thĨ sư dụng máy đo dạng kìm Nếu chất lu chất khí cần thiết phải kiểm tra khả dẫn "phần tử thử" đặc biệt Nói chung, phép thử dẫn âm qua chất khí phải đợc thực áp suất dòng chảy thấp gặp thực tế B.3 Kích thớc dải ®o KÝch th−íc èng ®−ỵc lùa chän phï hỵp víi hệ số Reynold dải tốc độ nhà chế tạo qui định Nói chung, tốc độ lớn toàn dải đợc qui định khoảng 10 m/s cho chất lỏng 30m/s cho chất khí Khuyến cáo chọn kích thớc máy đo cho tránh thao tác đo vùng chuyển tiếp chảy tầng-chảy rối, đặc biệt máy đo sử dụng đờng dẫn xuyên tâm B.4 Điều kiện môi trờng Tránh nơi nhiệt độ lớn giới hạn thấp giới hạn dới đà đợc nhà chế tạo công bố Phân đoạn phải đảm bảo tránh không bị phả nóng ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp Nếu máy đo lu lợng đợc lắp đặt môi trờng dễ gây nổ phải có chứng theo tiêu chuẩn thích hợp tơng đơng Tránh môi trờng ăn mòn cao và/hoặc độ ẩm lớn Tránh nơi có rung sóc lớn Lựa chọn nơi có không gian thích hợp để giám sát ống đo lờng (các đầu đo siêu âm) Máy đo lu lợng phải phù hợp pháp qui mức tơng hợp điện từ B.5 Điều kiện chất láng ChÊt l−u mét pha sÏ lµ lý t−ëng ChÊt lu gồm có hỗn hợp chất lỏng đồng có trở kháng âm học tơng đồng (c0) thông thờng không làm nảy sinh vấn đề Sự không đồng đáng kể tỷ trọng làm tăng độ không đảm bảo đo máy đo lu lợng g©y sù cè Tû träng chÊt khÝ tù lín 0,5% dọc theo đờng dẫn âm chất lỏng gây nên vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt áp suất thấp, ví dụ khoảng 100kPa(1bar) Khi có khả độ không đảm bảo đo máy đo lu lợng tăng xảy cố Phải ý để đảm bảo bọt khí không đợc giữ lại rÃnh, ngăn cản đầu đo kiểu −ít lµm viƯc 44 TCVN 6816 : 2001 Cho phÐp phân tán chất lỏng chất khí, dới dạng giọt nhỏ sơng mù Khi đó, tăng độ không đảm bảo đo máy đo lu lợng Sự nhiễm chất lỏng bẩn lên đầu đo siêu âm cản trở tín hiệu siêu âm khả dẫn âm qua thành ống Hình B.1 Ví dụ lắp đặt ống đo lờng đầu đo siêu âm để đảm bảo ống dẫn kín chảy đầy Khi chất lỏng chảy xuôi dòng, áp suất ngợc phải đợc trì để đảm bảo ống dẫn chảy đầy, (hình B.1) Chú thích: Máy đo dạng kìm không phù hợp cho ứng dụng chất khí B.6 ống công tác Phần đoạn đầu vào ống phải đủ dài để giảm ảnh hởng nhiễu loạn dòng chảy ®Õn møc chÊp nhËn ®−ỵc (ISO 9951 ®−ỵc sư dơng hớng dẫn có thông tin tốt hơn) ống đo lờng nh phân đoạn ống vào phải đợc cách nhiệt tốt Điều ®Ỉc biƯt quan träng ®o chÊt khÝ ë tèc độ dòng chảy thấp Đờng kính phân đoạn đầu vào phải với sai số không lớn 1% Gioăng đệm ống đo lờng phân đoạn ống nối liền không đợc nhô phía ống đo lờng Nếu bề mặt bên ống công tác sử dụng có vẩy gỉ phải đợc thay ống Thiết bị tách pha đợc lắp đặt tốt phía trớc ống đo lờng đầu đo, dòng chất lu có hai nhiều pha 45 TCVN 6816 : 2001 BÊt kú van ®iỊu khiĨn đóng cắt phải đợc lắp đặt phía sau phân đoạn đo lờng Tuy nhiên, van đợc lắp đặt trớc máy đo lu lợng đảm bảo biến động ống đo lờng mức chấp nhận cho kiểu máy đo cụ thể Cẩn trọng để tránh tạp âm sinh van điều khiển làm giảm áp suất đột ngột Điều đặc biệt quan trọng đo lu lợng chất khí B.7 Lắp đặt ống đo lờng đầu đo siêu âm Đối với ứng dụng chất lu đơn pha, ống đo lờng đợc lắp đặt theo phơng nằm ngang, nghiêng thẳng đứng, không vi phạm qui định cho B.5 ống đo lờng phải đợc cách nhiệt Điều ®Ỉc biƯt quan träng ®èi víi ®o chÊt khÝ ë tốc độ dòng chảy thấp Với máy đo kiểu kìm, việc lắp đặt ống đo lờng đầu đo đặc biệt quan trọng, phải đảm bảo dẫn âm tốt đầu đo thành ống Phải tuân thủ qui định nhà chế tạo cách nghiêm ngặt Nếu tạp chất nào(chất lỏng, vật chất đặc biệt, sáp, ) định hình phía trớc đầu đo, ống dẫn không chảy đầy Các đầu đo phải đợc bố trí cho giảm rủi ro cản trở tín hiệu siêu âm (hình B.2) Trong ứng dụng chất lỏng, máy đo kiểu kìm lu động đợc sử dụng để nhận dạng vị trí đầu đo thuận lợi - Chất lắng; - Mặt nằm ngang; - Kh«ng khÝ/khÝ ; - Khu vùc qui định để lắp đặt đầu đo Hình B.2 Ví dụ bố trí đầu đo để tránh cản trở tín hiệu siêu âm trờng hợp tạp chất nằm phía trớc đầu đo (ứng dụng chất lỏng) 46 TCVN 6816 : 2001 Trong trờng hợp dòng chảy biến động, máy đo nhiều đờng dẫn đợc khuyến cáo sử dụng để làm giảm độ không đảm bảo máy đo lu lợng Cách sử dụng thuật ngữ "ngợc dòng" "xuôi dòng" phải tơng thích máy đo lu lợng siêu âm USM hai chiều Bằng việc sử dụng máy đo lu lợng kiểu kìm để đo dòng lu lợng biến động, độ không đảm bảo giảm đợc sử dụng cấu hình hai đờng dẫn phản xạ theo hai mặt trục toạ độ trực giao (hình B.3) 1 - Đầu đo Hình B.3 Ví dụ cách bố trí cặp đôi trực giao đầu đo B.8 Cáp thiết bị điện tử Cáp đầu đo ống đo lờng thiết bị điều khiển điện tử phải đợc lắp đặt theo hớng dẫn nhà chế tạo Độ dài cáp lớn đầu đo (phần tử sơ cấp) thiết bị điều khiển (phần tử thứ cấp) thông thờng đợc công bố nhà chế tạo Phải lắp đặt cáp đo lờng cách xa cáp công suất, đặt lới chống nhiễu nối đất cho cáp đo lờng hợp cách B.9 Kiểm tra lắp đặt Nhìn chung, nhà chế tạo phải cung cấp thông tin chi tiết cách thực kiểm tra lắp đặt máy đo cụ thể (phụ lục C) Thông thờng, ngời vận hành phải thực số kiểm tra để đảm bảo máy đo đợc lắp đặt có cấu hình : 47 TCVN 6816 : 2001 a) Tại dòng chảy "không", thị máy đo không đợc lệch độ lệch "không" cho phép tốc độ/lu lợng thể tích nhà chế tạo qui định b) Tốc độ dẫn âm đo đợc chất lu đợc so sánh với tốc độ dẫn âm lý thuyết cho chất lu cụ thể nhiệt độ áp suất thực Ngời vận hành phải tính toán độ không đảm bảo đo tốc độ dẫn âm lý thuyết so sánh giá trị với độ không đảm bảo đo tốc độ dẫn âm nhà chế tạo qui định Hai tốc độ dẫn âm phải nằm giới hạn, xác định giá trị lớn hai độ không đảm bảo đo c) Tại dòng chảy "không", độ dài đờng dẫn LP đợc tính từ tốc độ dẫn âm lý thuyết thời gian qua đo đợc., thời gian qua đà đợc xác định sẵn cho ngời vận hành Độ không đảm bảo đo hai đại lợng LP tính đợc LP đo đợc đợc thiết lập Hai giá trị LP phải phù hợp, nằm giá trị lớn hai độ không đảm bảo đo Các thao tác đặt/kiểm tra "không" tự động đợc áp dụng d) Đối với máy đo nhiều đờng dẫn, số đọc đờng dẫn độc lập cần đợc so sánh với Tại dòng chảy "không", tất đờng dẫn phải "không" giới hạn đặt không máy đo (xem phần trên) Nếu chất lu đồng tốc độ dẫn âm đo đợc cho đờng dẫn phải nhau, giới hạn độ không đảm bảo đo nhà chế tạo qui định Tất đầu máy đo lu lợng đà nói (tốc độ dòng chảy, tốc độ dẫn âm, thời gian qua) phải lấy giá trị trung bình từ số lợng đủ lớn giá trị quan trắc để nhận đợc giá trị trung bình đại diện thống kê Khó nhận đợc dòng chảy "không" thực, đặc biệt với chất khí Nếu nhiệt độ chất lỏng khác biệt nhiệt độ xung quanh dòng chảy ¶nh h−ëng nhiÖt sÏ x¶y èng dÉn NÕu ống công tác chịu nhiệt xạ, ví dụ: ánh nắng mặt trời, hầu nh đạt đợc lu lợng "không" thực ống dẫn kín Một số máy đo lu lợng hiển thị độ lệch chuẩn tốc độ dòng chảy đo đợc Nếu độ lệch chuẩn tơng đồng với độ phân giải lu lợng thể tích/tốc độ dòng chảy công bố nhà chế tạo lu lợng "không" thực tế ống kín chấp nhận đợc Các thao tác chỉnh định/kiểm tra "không" tự động đợc sử dụng B.10 Kiểm tra hoạt động Nhìn chung, máy đo lu lợng thực phép tự kiểm tra chuẩn đoán trình hoạt động bình thờng để phát sai lỗi Tín hiệu cảnh báo xác đa lu ý cho ngời vận hành Nhà chế tạo phải cung cấp thông tin chi tiết tự chuẩn đoán cảnh báo (phụ lục C) Phép thử b, d, mô tả B.9 đợc thực máy đo hoạt động bình thờng Độ không đảm bảo đo LP theo tính toán lớn so với dòng chảy "không" thực tế Đối với máy đo nhiều đờng dẫn số đọc kênh cần đợc so sánh với nh đà mô tả B.9 48 TCVN 6816 : 2001 Cho ứng dụng khí tự nhiên, có mối tơng quan tốc độ âm tỷ trọng khí, áp suất nhiệt độ Nếu tỷ trọng đo tính đợc ngời vận hành dành thời gian thêm để thiết lập biểu đồ tán xạ tốc độ dẫn âm đo đợc tỷ trọng Mỗi sai lệch so với tơng quan đà thiết lập đợc đòi hỏi phải kiểm tra riêng rẽ máy đo lu lợng tỷ trọng khí tr−êng hỵp 49 TCVN 6816 : 2001 Phơ lơc C (tham khảo) Thông tin cần đợc nhà chế tạo cung cấp C.1 Yêu cầu chung Nhà chế tạo phải cung cấp thông tin sổ tay nh nhÃn mác máy đo đầu đo C.2 Nh n mác Thông tin tối thiểu nhÃn mác ống đo lờng gồm: tên hay dấu hiệu nhà chế tạo; nhận dạng kiểu loại ; số loạt sản xuất; đờng kính đờng kính danh định; dải tốc độ dòng chảy; dải áp suất; dải nhiệt độ; hớng mũi tên đợc xác định hớng thuận (chiều dơng); chứng an toàn Thông tin tối thiểu nhÃn mác đầu đo gồm: tên hay dấu hiệu nhà chế tạo; nhận dạng kiểu loại; số loạt sản xuất; dải áp suất nhiệt độ; chứng an toàn C.3 Thông tin phải cung cấp sỉ tay h−íng dÉn sư dơng Sỉ tay h−íng dẫn phải mô tả tất phận chức liên quan máy đo, đa đặc tính kỹ thuật liên quan, chứng chỉ, hớng dẫn yêu cầu lắp đặt, mô tả cách vận hành máy đo lu lợng, cách sửa chữa chuẩn đoán phát cố thờng gặp 50 TCVN 6816 : 2001 C.3.1 Mô tả Tối thiểu thông tin sau phải đợc đa ra, áp dụng: vẽ diễn giải tất phận khí điện tử; nhận dạng tất thành phần số phụ tùng thay thế; cách thức lắp ráp tháo dỡ phận khí; sơ đồ nối điện C.3.2 Chức Tối thiểu thông tin sau phải đợc đa ra, áp dụng: nguyên lý tính toán đo tốc độ lu lợng thể tích; cách xác định hệ số phụ thuộc ứng dụng yếu tố; thông số đợc hiển thị có dới dạng tín hiệu ra; định dạng hiển thị tín hiệu đầu vào đầu ra; có chức tự chuẩn đoán; cách xử lý trục trặc, hỏng hóc; thông báo, cảnh báo ý nghĩa C.3.3 Tính kỹ thuật Tối thiểu thông tin sau phải đợc đa áp dụng: loại chất lỏng khí; phạm vi hoạt động (tốc độ, áp suất nhiệt độ); cấp xác điều kiện hoạt động khác nhau; độ ổn định dài hạn; công suất yêu cầu, bao gồm nhạy cảm nguồn điện bị thay đổi C.3.4 Tài liệu Tối thiểu chứng sau phải đợc cung cấp, áp dụng: chứng an toàn (loại Ex, chứng áp st, chøng chØ vËt liƯu,v.v); − chøng chØ ®é chÝnh xác (chứng phép đo hình học, chứng chØ hiƯu chn l−u l−ỵng theo phÐp thư chÝnh, chøng đầu đo với thời gian trễ kích thớc) 51 TCVN 6816 : 2001 C.3.5 Yêu cầu lắp đặt Tối thiểu thông tin sau phải đợc đa : cách để đảm bảo dẫn âm phận phát phận nhận qua chất lỏng khí; an toàn lắp đặt đầu đo; độ dài phân đoạn ống thẳng đầu vào liên quan đến nhiễu loạn dòng chảy; bớc lớn cho phép phân đoạn đo; hớng dẫn tránh sai lỗi gặp khó khăn C.3.6 Thao t¸c Tèi thiĨu c¸c b−íc cđa thđ tơc phải bao gồm: khởi động máy đo; cách nhập liệu cấu hình vào máy điều khiển đo điện tử thực điều chỉnh có yêu cầu; thủ tục kiểm tra vµ hiƯu chn vµ sai sè cho phÐp sư dơng; thay đầu đo; sử dụng hệ thống chuẩn đoán; làm trờng hợp có cố đầu đo 52 ... Phân đo? ??n đo lờng Đo? ??n ống dẫn kín bao gồm ống đo lờng, phân đo? ??n ống vào 3.15 Đờng dẫn âm Đờng dẫn thực tế tín hiệu siêu âm hai đầu đo 3.16 Chiều dài đờng dẫn LP Chiều dài đờng dẫn âm chất lu... Sự nhiễm chất lỏng bẩn lên đầu đo siêu âm cản trở tín hiệu siêu âm khả dẫn âm qua thành ống Hình B.1 Ví dụ lắp đặt ống đo lờng đầu đo siêu âm để đảm bảo ống dẫn kín chảy đầy Khi chất lỏng chảy... dụng hai đầu đo Các đầu đầu đợc đa vào ống dẫn kín tiếp xúc với chất lu tách biệt chất lu cần gắn đầu đo dạng kìm bên thành ống dẫn kín (hình 8) Đầu đo siêu âm đợc gắn vào ống dẫn kín nhờ đồ gá