Ультра авианы усны тоолуур хэрхэн нарийвчлалтай хэмжилт хийдэг вэ?

Дамжуулалтын хугацааны ультра авианы технологи яаж нарийвчлалтай урсгалын хэмжилтийг боломж болгодог вэ

Дууны долгионоор ажилладаг ультра авианы усны тоолуурын ажиллах зарчим

Ультра авианы усны тоолуур нь хоолой дагуу өнцгөөр дамжин өнгөрөх өндөр давтамжийн дууны долгионуудыг илгээдэг. Эдгээр төхөөрөмжүүд усанд хоёр чиглэлд дохио илгээх үүргийг ээлжлэн гүйцэтгэдэг хоёр хэсгээс бүрдэнэ. Энэ жилийн эхэнд хийгдсэн урсгал хэмжих технологийн сүүлийн үеийн судалгаагаар энэ арга нь цэвэр усанд дохио дамжих хугацааг хэмжих замаар ойролцоогоор хагас хувиар нарийвчлалтай үр дүн өгдөг. Эдгээр нь хуучин механик тоолууроос ялгагдах зүйл нь устай шууд харьцахгүй байдагт оршино. Харин онцгой мэдрэгчид шингэн доторх дохионуудын урагш, арагшаа хөдөлж буй хурдыг яг тодорхой хэмждэг болно.

Цацрагийн Нислэгийн Хугацаа Хэмжих Арга Болон Усны Хурд Тодорхойлоход Эзлэх Үүрэг

Урсгалын хэмжигч нь ультра авиан дохио нь урсгалын эсрэг чиглэлд болон урсгалын дагуу хичнээн хугацаа зарцуулж явж буйг хэмжих замаар ажилладаг. Бидний практикт тохиолдсон жишээ болгон ойролцоогоор секундэд 10 метр урсгалын хурдны тохиолдлыг авч үзье. Дээгүүр болон доогуур чиглэлд илгээсэн дохионуудын хүрэх цагийн зөрүү нь ихэвчлэн ойролцоогоор 30 нано секундын зайг үзүүлдэг. Орчин үеийн тоног төхөөрөмжүүд эдгээр маш бага зөрүүг нэмэгдүүлэхийн тулд нарийн алгоритмуудыг ашигладаг бөгөөд заримдаа 0.03 м/с хурд шиг удаан урсгалыг хүртэл нарийвчлалтайгаар тооцоолдог бөгөөд энэ нь бодоход маш гайхамшигтай юм. Энэ аргачлалыг онцлог болгох нь 2023 онд Понемоны судалгаагаар үзүүлсэнчлэн усны зузаан буюу температур 50 градус Цельсийг давж гарах эсэхээс үл хамаарч байдагт оршдог. Механик төхөөрөмжүүд эдгээр нөхцөлд ажиллахад хэцүү байдаг бол ультра авиан арга нь суурилуулалтын байрнууд дээр өдөр бүр найдвартай үр дүнг өгч байна.

Намайн Хугацааны Зөрүү нь Өндөр Наpийвчлалын Үндэс

Ультра цахилгааны тоолуурын ±1% нарийвчлал нь урсгалын хурд шилжих хугацааны ялгаатай шууд хэрхэн хамааралтайг тодорхойлдог. Мэргэжлийн шалгуурууд нь ойролцоогоор 2% ялгаатай хугацаанд 15 мм-ийн жижиг хоолойгоос эхлээд 600 мм диаметртэй томоохон суурилуулгатай хүртэлх хоолойд ихэвчлэн ойролцоогоор 0.75 м/с-ийн хурдны өөрчлөлттэй байдаг болохыг харуулсан. Дээд зэргийн загварууд ерөнхийдөө дөрвөөс найм хүртэл олон замын хэмжилтийн замуудтай байдаг бөгөөд энэ нь турбулентийн асуудлыг сайтар засаж туурвиж өгдөг. Мөн эдгээр төхөөрөмжүүд механик хэсгийн оронд цахилгаан шатлалын электроник ашигладаг тул, гинжний износ болох аюулгүй байдаг. Эдгээр онцлогууд нь ихэнх хэрэглээнд ийм тоолууруудын нарийвчлалыг арав гаруй жилийн турш хадгалж чаддаг шалтгаан юм.

Механик тоолууртой харьцуулахад бага урсгалын хурданд илүү нарийвчлал

Бага урсгалын мэдрэг чанар ба хамгийн бага урсгалыг илрүүлэх чадавх

Ультрасоник усны тоолуур нь дотор нь хөдөлгөөнтэй хэсэггүйгээр ажилладаг тул бага урсгалыг маш сайн тодорхойлдог. Механик тоолуур нар энэ тал дээр ихээхэн асуудалтай учраас дотоод эсэргүүцлийг даван туулах шаардлагатай болдог. Бид эдгээр механик тоолуурт жижиг хэмжээний урсгалын 5-20 хувийг орхигдуулж байгааг ажигласан. Энэ асуудал илүү хурдан болох нь поршень эсвэл турбиныг зөв ажиллуулахад цаг хугацаа шаардлагатай байдагт оршино. Харин ультрасоник тоолуурт ийм асуудал байхгүй. Тэд урсгалыг одоо ч гэсэн мэдэрч чаддаг бөгөөд заримдаа секундэд 0.03 метр хурд хүртэлх урсгалыг ч илрүүлж чаддаг. Иймээс урсгал эхлэхийн хамт л бүх зүйл халаж эхэлснээр юу ч бүртгэгдэхгүй байх зовиур гарахгүй, энэ нь хуучин механик системд яг тохиолддог.

Ерөнхий хэмжих нарийвчлал: Бодит нөхцөлд ±1% эсвэл түүнээс дээш

Сүүлийн үеийн салбарын судалгаанууд нь ультра ави жинлэгч усны тоолуурууд бүх ажиллагааны хүрээнд, орон сууц эсвэл худалдаа, үйлчилгээний байгууламжуудад түгээмэл тохиолддог цөөхөн урсгалын нөхцөлд ч бас ±1% нарийвчлал хадгалагддаг гэдгийг баталжээ. Механик загварын тоолуурууд нь суурилуулалтын үед ±1% нарийвчлалд хүрсэн ч эд ангиуд изнаслын улмаас 2–3 жилийн дотор ±5–20%-иос буурдаг бөгөөд хатуу биеийн ультра авиан дизайнд энэ асуудал байхгүй.

Механик усны тоолуурын ажиллагааны хязгаарлалттай шууд харьцуулалт

Механик тоолуурууд эд ангиуд изнаснаар калибровкын мэдрэг чанар алдаж, ус элэгдсэн герметик болон тэнхлэгүүдийг тойрон өнгөрдөг. Энэ нь хуучирсан системүүдэд жил бүр 12–15% доош буурах хурдтай нийлмэл алдааг үүсгэдэг (2024 оны Flow Technology тайлан). Ультра авиан тоолуурууд ийм бэрхшээлүүдээс бүрмөсөн зайлсхийдэг бөгөөд хамтдаа 10 жилийн амьдарлын хугацаанд 1%-иас бага хазайлт гаргасан хамаатай нарийвчлалын стандартын шалгуураар баталгаажсан.

Хөдөлгөөнтэй эд анги байхгүй, хатуу биеийн дизайнаар урт хугацааны нарийвчлал хангах

Хөдөлгөөнтэй бүрэлдэхүүн хэсгийн байхгүй байдлаас үүдэлтэй элэгдэл, гэмтлийг бүрмөсөн арилгах

Ультразвукын усны тоолуур нь хугацаа өнгөрөх тутамдаа нарийвчлалыг нь хадгалж чаддаг нь эвдрэх дуртай механик хэсгүүдийг агуулдаггүй тул юм. Уламжлалт загварууд нь эргэх турбины эсвэл хөдөлгөөнт поршений шиг шахлуурт дээр тулгуурладаг бөгөөд эдгээр нь үрэлтийн улмаас эцэст нь изантай болдог. Олон улсын усны нийгэмлэгийн судалгаагаар эдгээр шинэ, механик бус тоолуурууд ижил нөхцөлд ашиглагдаж байгаа хуучин хагаслагчийн тоолуураас ойролцоогоор гурван дахин илүү, 15 жилийн турш ойролцоогоор 1.5% нарийвчлалтай байх чадвартай. Энэхүү найдвартай байдлын шалтгаан нь юу вэ гэвэл ультразвук технологи нь деталиудын хооронд ямар ч физик харьцаа байхгүйгээр урсаж буй усны хэмжээг хэмждэг. Энэ нь механик тоолуурт ихэвчлэн тохиолддог корроз, минералын туун, системд бөглөрсөн жижиг хэсгүүд зэрэг асуудлууд гарахгүй гэсэн үг юм.

Системийн бүтэн байдлыг хадгалж, нягтшилыг хангах хиймэл бус хэмжилт

Эдгээр тоолуур нь урсгалыг шууд саатуулахын орондоо хоолойн ханан дотор дууны долгион түгээх аргыг ашигладаг тул хэмжилтийн нарийвчлалыг хугацааны турш тогтвортой байлгадаг. Хуучин байдлаар хэрэглэдэг импеллерт тоолуур бол системд асуудал үүсгэдэг. Инженерүүд судалгааныхаа явцад ийм тоолуур 2.1 PSI орчим даралт бууруулж, эргэлдэх урсгал үүсгэдэгийг тогтоосон. Энэ нь ус хоолойгоор яаж урсаж байгааг салхи цахилгаан болгож, хоног өнгөрөх тутам хэмжилтийн итгэлтэй байдлыг бууруулдаг. Дууны технологи нь усны естөй урсгалыг алдахгүйгээр урсгалыг гладкой байлгана. Мөн урсгалын чиглэлд 0.02 литр/мин-д хүртэл жижиг өөрчлөлтийг ч мэдрэх чадвартай. Түүнээс гадна бусад хэн ч ихэд ярьдаггүй, гэхдээ суваг засагчид сайн мэддэг нэг давуу тал бий: усанд юу ч шүргэлдэхгүй тул деталь тасарч, усанд хортой бодис нэмэгдэх эрсдэл үүсэхгүй. Зөвхөн энэ л асуудалд шийдэл олоход л ийм тоолуурыг ашиглахыг хичээн зүтгэх шалтгаан болно.

Усны чанар ба урсгалын нөхцөл хэмжилтийн итгэлтэй байдлыг хэрхэн нөлөөлөх

Температур, зууралт ба нягтралын ультра авиан дохио дамжуулахад үзүүлэх нөлөө

Ультра авиан усны тоолуур нь шингэн доторх авиа тархах хурданд үндэслэн ажилладаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн усны өөрийн шинж чанараас хамаарна. Температур өөрчлөгдөхөд Coltraco-ийн 2023 оны судалгаагаар харахад температурын нэг градус тутамд авина дууны хурд ойролцоогоор секундэд 2 метрээр өөрчлөгддөг. Иймээс эдгээр тоолуурууд нарийвчлалыг хугацааны туршид хадгалахын тулд тусгай дотоод засвар хийх шаардлагатай байдаг. Шингэний зууралт ба жин чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Жишээ нь, аж үйлдвэрийн хөргөлтийн шингэн эсвэл давстай усыг далай болон цэвэршүүлсний дараа хэрэглэх үед энгийн хурганы уснаас бага зэрэг ялгарах нь асуудал үүсгэж болзошгүй. Тохируулга хийгдээгүй тохиолдолд хэмжилтийн алдаа хагас хувь ба бараг 1.2 хувь хүрч болох бөгөөд практик хэрэглээнд энэ нь хурдан хурдан нэмэгддэг.

Агаарын бохирдол, жижиг хэсгүүд, элсэнцэр бодисын шалтгаар үүсэх дутагдал

Бодит нөхцөлд инженерүүд байнга л гурвалжин бус урсгалын нөхцөлд тулгардаг. Нийт эзэлхүүний зөвхөн 5 хувьтай тэнцэх жижиг агаарын хөндий ч гэсэн импульсыг сарниулж, өгөгдлийн цуглуулалтанд зовиуртай цоорхой үүсгэдэг. Мөн хотын усны системд ердийн байдлаар тохиолддог 100 микрон болон түүнээс дээш хэмжээтэй том хэсүүд сигналыг ойлгоход бэрхшээл үзүүлдэг. Харин шороо, ургамлын ургац, эсвэл суспензид хөвж буй алга илүү удаан хугацаанд дохионы хүчийг сулруулдаг. 2025 онд Frontiers in Environmental Science сэтгүүлд хэвлэгдсэн судалгаа энэ асуудлын талаар сонирхолтой зүйлийг харуулсан. Усны туяарах чанар 50 NTU-аас дээш хэмжигдэх үед эстуарийн урсгалыг хянах явцад ультра авиан хэмжилтийн нарийвчлал 18-22 хувийн хооронд буурдаг.

Өндөр нарийвчлалын мэдээллийг бодит динамик шингэний хувьсах чанартай тэнцвэржүүлэх

Үйлдвэрлэгчид ихэвчлэн ±1% нарийвчлалыг харуулсан лабораторийн шинжилгээний үр дүнгээр ярьдаг боловч эдгээр төхөөрөмжүүд бодит нөхцөлд ажиллах үед систем даяар тогтмол шингэний шинж чанар байх шаардлагатай байдаг тийм нөхцөл байдлыг бодит ертөнцөд бараг уулзалддаггүй. Улирлын турш температур хэлбэлзэх, хоолойнуудын дотор удаан хугацаанд хуримтлагдах бохирдол, жижиг хэсгүүдийн гэнэт ихсэх зэрэг бүхэн эдгээр системийг дор хаяж гурван сард нэг удаа шалгах шаардлагатай болгодог. Шинэ загварууд нэгэн зэрэг олон хувьсагчийг зохицуулах тусгай модультай ирдэг бөгөөд нягтшилд ±5%, вискозитетид хүртэл ±20% өөрчлөлтийг автоматаар засаж залруулдаг. Эдгээр сайжруулалтууд удирдлагатай орчинд гүйцэд ажилладаг зүйл болон индустрийн бодит, цоорхон орчинд бодитоор ажилладаг зүйлсийн хоорондох ялгааны бараг хоёр гуравыг битгий бөглөхөд тусалдаг.

Дууны долгиор усны тоолуурын нарийвчлалыг хадгалахын тулд тохиромжтой суурилуулах арга зүй

Хоолойг зөв байрлуулах, тогтвортой урсгалын хэвийг хангах шаардлага

Ультра авианы усны тоолуур шаарддаг шугаман урсгал бий болгохын тулд цэвэр урсгалын урд талд 10 ширхэг хоолойн диаметр ба ард талд нь 5 диаметр нарийн хэмжилтийг хангахад чухал. Зөрүүтэй суурилуулалт нь эргэлдэх урсгал үүсгэж, ультра авиан дохионы замыг ивэж, туршилтын үр дүнгээр турбулент урсгалд 14% хэмжих алдаа гарч байна. Суурилуулалтын чухал арга зүйлүүд:

• Агаарын хурц бөмбөлөг цуграхаас сэргийлэхийн тулд хоолой дээр дээшээ чиглэсэн сенсоруудтай хэвтээ байдлаар суурилуулах
• Багажны байрлалын хазайлтыг багасгахын тулд бат бэхээр бэхлэх
• Геометр тогтвортой байдлыг хадгалахын тулд хоолойн дэмжээсийг үе үе шалгах

Сенсорын зайг үйлдвэрлэгчийн зөвлөсний дагуу барьж байх нь бүх урсгалын хурданд цацрагийн дамжих хугацааг тогтвортой байлгана.

Даралт тогтвортой байхыг хангаж, турбулентний нөлөөг хамгийн бага болгох

Даралтын хэлбэлзэл дараах хэмжээг давснаар ±15 psi усны нягтралд өөрчлөлт оруулж, ультра авиан урсгал хэмжигчид 1.2% эзлэхүүний алдаа үүсгэж болно. Суурилуулагчид дараах зүйлийг хийх ёстой:

• Усны шахуурга, холбоос, налуу газруудад байрлуулахад урсгалын цочрол үүсч болох тул эдгээр бүсийн ойролцоо метр суурилуулахаас зайлсхийх
• Асимметрийн урсгалын хурдны профайлыг засварлахын тулд урсгалын нөхцөлдөгчийг ашиглах
• Өндөр хурдтай системд кавитацийг саатуулахын тулд хангалттай хойш чиглэсэн даралтыг хадгалан барьж байх

Нийслэлийн 1,200 суурилуулалтын 2023 оны талбайн судалгаанд зөв тохируулсан ультра авиан урсгал хэмжигчид хангалттай 98.7% анхдагч нарийвчлал таван жилийн дараа механик тоолууртой харьцуулахад илүү сайн ажиллана 3.2%энэ нь оновчтой суурилуулалт нь технологийн царвуу төлөвийн давуу талыг хэрхэн хадгалж байгааг харуулж байна.

НӨАТ-ын хэсэг

Дууын долгионгоор усны тоолуурт яаж ажилладаг вэ?

Дууын долгионгоор усны тоолуур нь хоолой дотор налуу өнцгөөр өндөр давтамжтай дууны долгионуудыг илгээдэг. Хоёр хэсэг усанд дууны дохиог хоёр чиглэлд ээлжлэн илгээж, дохио дамжих хугацааг ашиглан урсгалыг хэмждэг.

Дууын долгионгоор тоолуур механик тоолууртой харьцуулахад нарийвчлалын хувьд хэрхэн харьцах вэ?

Дууын долгионгоор тоолуур ихэвчлэн ±1% нарийвчлалыг хадгалж, тэсвэртэй нөхцөлд ч гэсэн өндөр нарийвчлалыг хадгалдаг бол механик тоолуур хугацаа өнгөрөх тутамдаа муудаж, жил бүр алдааны түвшин 12–15%-иар нэмэгдэж болно.

Дууын долгионгоор тоолуур эргэлдэг хэсгүүдтэй юу?

Үгүй, дууын долгионгоор тоолуурыг эргэлдэг хэсгүүдгүйгээр зохион бүтээсэн тул элэгдэл багасаж, амьдралын хугацаа уртасаж, исэлдэлт ба механик гэмтлийн эрсдэл багасдаг.

Орчны хүчин зүйлс дууны хэмжилтэд яаж нөлөөлөх вэ?

Температур, даралтын хэлбэлзэл, жижиг хэсгүүд дууны утгыг нөлөөлж болно. Орчин үеийн дууны тоолууруудад вискозитет, нягтралын өөрчлөлтийг засварлах тусгай модуль байдаг бөгөөд нарийвчлалыг хангана.