Son on yılda ultrasonik akış ölçerler kayda değer bir dönüşüm geçirdi. Bir zamanlar niş bir teknoloji olan bu cihazlar artık piyasadaki en hızlı büyüyen akış ölçüm sistemlerinden biridir.
Bu teknolojinin ilk prototipleri 1960'lara kadar uzanmaktadır. Fuji Electric, 1975 yılında ilk FLH modelini piyasaya sürerek ultrasonik akış ölçerleri geliştiren ilk şirket olmuştur.
Birkaç on yıldır piyasada bulunmalarına rağmen, ultrasonik akış ölçerler ancak son zamanlarda yaygın olarak kabul görmeye başlamıştır.
Ultrasonik akış ölçerler çeşitli nedenlerden dolayı giderek daha popüler hale gelmektedir. Sinyal işleme alanındaki gelişmeler, gürültü filtrelemenin iyileştirilmesine yol açarak akış ölçümünde daha fazla doğruluk ve verimlilik sağlamıştır.
Sinyal işleme teknolojisindeki gelişmeler, gürültünün daha iyi azaltılmasını sağlayarak akış ölçümlerinin doğruluğunu artırmıştır. Bu gelişme, ultrasonik akış ölçerlerin artan popülaritesine ve çeşitli endüstrilerde yaygın olarak benimsenmesine katkıda bulunmuştur.
Mekanik akış ölçerlerle karşılaştırıldığında, ultrasonik akış ölçerler minimum bakım gerektirir ve çok daha güvenilirdir. Fuji Electric gibi tedarikçiler, sadece sıvıları değil aynı zamanda buharı da ölçme yeteneği de dahil olmak üzere belirli endüstrilere ve uygulamalara göre uyarlanmış ürünler de geliştirmiştir.
Bu odaklanmış ürün geliştirme, akış ölçümünde devrim yarat maya yardımcı olmuş ve ultrasonik akış ölçerleri dünya çapında birçok sektörde ve şirkette giderek daha popüler bir seçim haline getirmiştir.
Ultrasonik kelepçeli akış ölçeri tam olarak anlamak için, ultrasonik akış ölçerlerin temel prensipleriyle başlamak önemlidir.
"Ultrasonik" terimi, bu cihazlar tarafından kullanılan ve 20 kHz'in üzerinde olan ve bu nedenle insan kulağı tarafından duyulamayan ses dalgalarının frekansını ifade eder.
Ultrasonik akış ölçerler, elektrik sinyallerini ses sinyallerine dönüştürmek için piezoelektrik kristalleri kullanan dönüştürücüler tarafından üretilen bu yüksek frekanslı ses dalgalarını kullanarak akışı ölçer.
Ultrasonik akış ölçerlerin iki ana kategorisi vardır: hat içi akış ölçerler ve müdahaleci olmayan kelepçeli akış ölçerler.
Aradaki fark, ses dalgası sinyallerinin iletilme, alınma ve verimi ölçmek için işlenme biçiminde yatmaktadır.
Hat içi akış ölçerler, doğru açı ve montaj kolaylığı sağlamak için genellikle standart uzunlukta prefabrik bir bobin üzerine monte edilmiş, proses sıvısı ile doğrudan temas halinde olan dönüştürücülere sahiptir.
In-line sayaçlar daha uzun bir geçmişe sahiptir ve kelepçeli sayaçlarda bulunan boru duvarları, ölçeklendirme ve kurulum tutarsızlıklarının neden olduğu sinyal bozulmasının olmaması nedeniyle daha yüksek doğruluk sunma eğilimindedir.
Sonuç olarak, in-line ultrasonik akış ölçerler genellikle işlemsel uygulamalar için tercih edilir. Mali ölçüm olarak da bilinen işlemsel transfer, ölçülen akışkanın mülkiyetinin bir taraftan diğerine aktarıldığı (faturalandırma) akış ölçüm uygulamalarını içerir.
Bu uygulamalar tüm ultrasonik akış ölçüm senaryolarının yalnızca küçük bir bölümünü temsil etse de çok önemli bir rol oynamaktadır.
Hat içi sayaçların aksine, müdahaleci olmayan kelepçeli sayaçlar proses sıvısıyla doğrudan temas etmeden borunun dışına sabitlenir.
Bu kelepçeli ultrasonik akış ölçerler önemli teknolojik ilerlemeler kaydetmiştir ve bu da onları iki sayaç türü arasında en hızlı büyüyen tür haline getirmiştir. Dahası, ultrasonik akış ölçerler artan popülerliklerine katkıda bulunan özel avantajlar sunmaktadır.
Tüm ultrasonik akış ölçerler ses dalgası sinyalleri kullansa da aynı şekilde çalışmazlar.
İki ana tip kelepçeli ultrasonik akış ölçer vardır: ses dalgası sinyallerini iletme, alma ve işleme şekillerine göre farklılık gösteren geçiş süresi akış ölçerler ve Doppler akış ölçerler.
Geçiş süresi akış ölçerler, ses dalgası sinyallerinin hem vericisi hem de alıcısı olarak hareket eden bir çift transdüser kullanır. Bir akışkan içindeki ses dalgalarının hızı, aşağı yönde ilerledikçe daha hızlı ve yukarı yönde ilerledikçe daha yavaştır.
Bu senaryolar arasındaki zaman farkını ölçerek, sayaç akışkan hızını ve ardından hacimsel akış hızını hesaplayabilir. Akışkanın bilinen yoğunluğu ile birleştirildiğinde, kütle akış hızı da belirlenebilir.
Geçiş süresi ultrasonik akış ölçerler daha çok yönlüdür, sıvıları ve buharı ölçebilir, ancak genellikle aynı anda yalnızca bir tür sıvıyla çalışırlar. Ses dalgası sinyaliyle etkileşimi önlemek için minimum katı partikül veya sürüklenmiş kabarcık içeren sıvılara ihtiyaç duyarlar.
Doppler akış ölçerler ise akışkanın hızıyla orantılı olan ses sinyalinin frekans kaymasını ölçer.
Bu akış ölçerler, ses dalgası sinyallerini akış ölçere yönlendirmek için akış akışındaki katı partiküllerin veya hava kabarcıklarının varlığına dayanır.
Sonuç olarak, Doppler ölçüm cihazları kirli veya havalandırılmış sıvılar ve bulamaçlar gibi katı parçacıklar veya hava kabarcıkları içeren sıvılarla sınırlıdır.
BTU metre olarak da bilinen termal enerji ölçüm cihazları, hacimsel akış sensörleri, sıcaklık sensörleri ve bir akış hesaplayıcı kullanarak hidronik ısıtma ve soğutma sistemlerindeki enerjiyi ölçer.
Çevresel düzenlemelerin ve finansal teşviklerin artan önemi ile termal enerji ölçümü, bölgesel enerji sistemlerinde ve ticari kurulumlarda ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme sistemlerini optimize etmek için giderek daha önemli hale gelmektedir.
Kelepçeli ultrasonik termal enerji sayaçları, maliyetli ve zaman alıcı boru tesisatı değişiklikleri ihtiyacını ortadan kaldırdığı için eski sistemlerin yenilenmesi için idealdir.
Ultrasonik geçiş süresi sıvı ölçüm cihazlarının doğru çalışması için sıvının minimum katı partikül veya sürüklenmiş hava kabarcığı içermesi önemlidir. Bunlar ses dalgası sinyaliyle etkileşime girebilir ve ölçüm doğruluğunu tehlikeye atabilir.
Şimdiye kadar, genellikle elektronik kutusu bir duvara veya boruya monte edilmiş şekilde tek bir yere kurulan sabit montajlı kelepçeli akış ölçerlere odaklandık.
Bununla birlikte, kelepçeli transdüser tasarımı taşınabilir akış ölçüm çözümleri için son derece uygundur. Kelepçeli transdüserleri taşınabilir elektroniklerle birleştirerek taşınabilir ultrasonik akış ölçerler geliştirmek mümkündür.
Bu taşınabilir cihazlar genellikle kompakt bir taşıma çantasında taşınabilir elektronik, transdüserler, sabitlemeler ve gerekli tüm aksesuarlarla donatılmıştır.
Portatif akış ölçerler, nokta kontrolleri, diğer akış ölçerlerin doğruluğunun onay lanması ve sabit montajlı akış ölçerlerin geçici olarak değiştirilmesi gibi sabit montajlı akış ölçerlerin yapamayacağı benzersiz uygulamalar sunar.
Noktasal ölçüm, sabit bir sayacın olmadığı durumlarda, genellikle sistem genelinde yapılan akış araştırmalarının bir parçası olarak geçici akış ölçümlerinin yapılmasını içerir. Bu çalışmalar, kullanıcıların sistem genelindeki akışları anlamalarına, referans akışlar oluşturmalarına ve sızıntıları veya tıkanıklıkları belirlemelerine yardımcı olur.
Taşınabilir sayaçlar, özellikle olağandışı veya düzensiz okumalar gösteriyorsa, başka bir akış ölçerin doğruluğunu kontrol etmek için de kullanılabilir. Bu, sorunun proseste mi yoksa ölçüm cihazının kendisinde mi olduğunu belirlemeye yardımcı olabilir.
Bazı durumlarda, arıtma tesisleri enstrümantasyonlarının periyodik olarak kalibre edilmesini gerektirir, bu da akredite bir tesiste kalibrasyon için bir debimetrenin çıkarılmasını içerebilir. Bu süre zarfında, sabit sayaç yeniden takılana kadar geçici bir yedek olarak taşınabilir bir akış ölçer kullanılabilir.
Fuji Electric'in taşınabilir akış ölçeri, analog çıkış gibi çeşitli sinyal çıkış seçenekleri sunarak kontrol sistemleriyle sorunsuz entegrasyona olanak tanır.
Operatörler, hem sabit hem de taşınabilir non-intrusive ultrasonik akış ölçerler kullanarak ekipman maliyetlerini en aza indirirken proses görünürlüğünü en üst düzeye çıkarabilirler.
Yaygın bir strateji, tüm potansiyel kör noktaları kapsayacak şekilde kritik ölçümler için sabit ölçüm cihazları ve geçici ölçümler için taşınabilir ölçüm cihazları kullanmaktır.
Buna ek olarak Fuji Electric, geçici ihtiyaçlar için taşınabilir ultrasonik akış ölçer kiralama programları sunmaktadır.
Birçok endüstri profesyoneli, proses kontrolünü optimize etmek ve yatırım getirisini korumak için sabit ve taşınabilir ultrasonik kelepçeli akış ölçerlerin bir kombinasyonunu kullanır.
Son zamanlarda, enerji tasarrufu sağlamak için elektriğin görselleştirilmesindeki gelişmeler, sera gazı emisyonlarının azaltılmasında önemli bir rol oynamıştır.
Ancak buhar kullanımında enerji tasarrufuna yönelik çabalar, buhar kayıplarının görselleştirilmesindeki zorluklar nedeniyle geride kalmıştır.
Bu sorunu çözmek için,boruları kesmeden buhar kayıplarını belirleyebilecek ultrasonik bir kelepçeli buhar debimetresine ihtiyaç vardı.
Kelepçeli akış ölçerler sıvıları ölçmek için kullanılırken, borulardan son derece düşük ultrasonik iletim katsayısı nedeniyle buhar için ürün geliştirmek zor olmuştur.
Gürültü azaltma teknolojileri, ultrasonik dalgalar olarak da bilinen Lamb dalgalarının kullanımı ve gelişmiş sinyal işleme yöntemlerini kullanan Fuji Electric, düşük basınçta doymuş buharı ölçebilen dünyanın ilk akış ölçerini 2019 yılında başarıyla piyasaya sürdü.
Fuji Electric FSJ ultrasonik buhar akış ölçer, doymuş buhar uygulamalarında termal enerjiyi ölçmek için sıcaklık veya basınç transdüserleri kullanır.
FSJ serisi akış ölçerler, geniş iletişim seçenekleri sayesinde bina otomasyon sistemlerine kolayca entegre edilebilir.
Kelepçeli ultrasonik akış ölçer teknolojisi birçok avantaj sunsa da, uygun olup olmadığını belirlemek için uygulamayı göz önünde bulundurmak önemlidir.
Her akış ölçüm teknolojisinde olduğu gibi, kelepçeli ultrasonik akış ölçerler de benzersiz bir dizi avantaj ve dezavantaja sahiptir.
Kelepçeli ultrasonik akış ölçümünün benimsenmesi, artan bir dizi akış ölçüm uygulaması için faydaların sınırlamalardan daha ağır basması nedeniyle genişlemeye hazırlanıyor. Bu teknoloji şu anda belirli sektörlerde yaygın olmakla birlikte, diğer sektörlere de yayılacaktır.
Kelepçeli ultrasonik akış ölçerler, çok çeşitli boru boyutlarında ve malzemelerde sıvı ve buhar akışını ölçmek isteyen proses operatörlerine birçok avantaj sunar.
İnvaziv olmayan kurulum, maliyetli boru modifikasyonları veya düzenli bakım ihtiyacını ortadan kaldırırken, zaman içinde ölçüm sapması olmadan doğru okumalar sağlar.
Buna ek olarak, taşınabilir kelepçeli ultrasonik akış ölçerler, yerinde inceleme ve başka bir akış ölçerin doğruluğunu kontrol etme gibi sabit montajlı akış ölçerlerin yapamayacağı benzersiz uygulamalar sunar.
Çok yönlülükleri ve maliyet tasarrufları sayesinde, birçok endüstri profesyonelinin süreçlerini optimize etmek için neden hem sabit montajlı ultrasonik akış ölçerleri hem de taşınabilir kelepçeli ultrasonik akış ölçerleri kullandığını anlamak kolaydır.
Proses görünürlüğünü optimize etmek ve maliyetleri düşürmek söz konusu olduğunda, kelepçeli ultrasonik akış ölçerler benzersiz bir dizi avantaj sunar.
Boru tesisatında değişiklik veya bakım gerektirmeyen, müdahalesiz kuruluma sahip bu cihazlar, bölgesel enerji sistemleri, endüstriyel tesisler, ilaç üretimi, su arıtma tesisleri, petrol ve gaz operasyonları, gıda işleme, kimyasal üretim, HVAC sistemleri ve akış çalışmaları için nokta kontrolleri gibi uygulamalarda son derece çok yönlüdür.
Taşınabilir akış ölçer modelleri, ticari olarak uygulanabilir diğer taşınabilir akış ölçüm seçeneklerinin eksikliği göz önüne alındığında, muhtemelen birçok kullanıcı için giriş noktası olacaktır.
Sonuç olarak, akış ölçerler de dahil olmak üzere herhangi bir proses cihazının seçimi, uygulamanın özel gereksinimlerine ve bu ihtiyaçları karşılamak için en uygun teknolojinin belirlenmesine bağlıdır.
