Eine fachgerechte Installation ist unerlässlich für stabile und genaue Messungen mit einem Ultraschall-Durchflussmesser. Eine der wichtigsten Installationsvoraussetzungen ist diegerade Rohrlängevor und nach dem Messpunkt.

Als allgemeine Installationsrichtlinie sollte ein Ultraschall-Durchflussmesser folgende Eigenschaften aufweisen:

• Mindestens 10D gerades Rohr stromaufwärts
• Mindestens 5D gerade Rohrleitung stromabwärts

WoD ist der Innendurchmesser des Rohres.

Beträgt der Innendurchmesser des Rohrs beispielsweise 200 mm, so beträgt die empfohlene Länge des geraden Rohrs ungefähr2.000 mm stromaufwärts und 1.000 mm stromabwärts.

Aber warum benötigt ein Ultraschall-Durchflussmesser ein so gerades Rohrstück?

1. Was geschieht mit dem Durchfluss nach einem Rohrverbindungsstück?

Unter idealen Bedingungen entwickelt eine durch ein ausreichend langes gerades Rohr strömende Flüssigkeit ein relativ stabiles Geschwindigkeitsprofil.

Die Strömungsbedingungen können sich jedoch nach dem Durchlaufen von Bauteilen wie beispielsweise folgenden erheblich verändern:

• Ellbogen
• Ventile
• Tees
• Reduzierstücke
• Expander
• Pumps

Diese Komponenten können Folgendes erzeugen:

• Turbulenz
• Wirbelströmung
• Sekundärströmung
• Asymmetrische Geschwindigkeitsverteilung
• Lokale Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit

Wenn der Ultraschall-Durchflussmesser zu nah an diesen Störungen installiert ist, hat das Geschwindigkeitsprofil möglicherweise nicht genügend Abstand, um sich zu stabilisieren.

Dies kann die Genauigkeit und Stabilität der Durchflussmessung beeinträchtigen.

2. Warum ist das gerade Rohr stromaufwärts wichtiger?

Derstromaufwärts gelegener gerader Rohrabschnittist von besonderer Bedeutung, da Störungen, die vor dem Messpunkt entstehen, das Geschwindigkeitsprofil beim Eintritt in den Messabschnitt direkt beeinflussen.

Zum Beispiel:

Rohrbogen → Turbulenzen → Wirbelströmung → Ungleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil → Ultraschall-Durchflussmesser

Wird der Durchflussmesser direkt hinter dem Krümmer installiert, messen die Messwandler möglicherweise ein stark verzerrtes Durchflussprofil.

Bereitstellung von ungefähr10D des stromaufwärts gelegenen geraden RohrsDadurch hat die Strömung mehr Zeit, sich zu einem stabileren Zustand zu entwickeln, bevor sie den Messpunkt erreicht.

3. Warum ist 5D nachgelagert erforderlich?

Der gerade Rohrabschnitt stromabwärts ist ebenfalls wichtig, sein Einfluss ist jedoch im Allgemeinen geringer als der des stromaufwärts gelegenen Abschnitts.

Eine Empfehlung5D-Rohrleitung stromabwärts geradeträgt dazu bei, dass der Messbereich nicht unmittelbar durch Strömungsstörungen stromabwärts beeinträchtigt wird.

Es bietet außerdem ausreichend Raum, damit sich die Strömung nach dem Passieren des Messpunkts weiterentwickeln kann.

Daher kann eine typische Installationsanordnung wie folgt dargestellt werden:

Stromaufwärts: ≥10D → Ultraschall-Durchflussmesser → ≥5D: Stromabwärts

4. Wie wirkt sich ein verzerrtes Strömungsprofil auf die Messgenauigkeit aus?

Ein Ultraschall-Durchflussmesser muss letztendlich die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Rohr bestimmen.

Die Geschwindigkeit ist jedoch nicht an jedem Punkt im Rohr gleich.

Unter stabilen Bedingungen ist die Geschwindigkeitsverteilung relativ gut vorhersagbar.

Nach einem Rohrbogen oder Ventil kann das Geschwindigkeitsprofil asymmetrisch werden:

Stabiler Fluss

→ Relativ gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung

Gestörte Strömung

→ Ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung + Turbulenzen + Drall

Befindet sich der Messbereich zu nahe an der Störung, so gibt die Ultraschallmessung die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit möglicherweise nicht mehr genau wieder.

Dies kann folgende Folgen haben:

• Messabweichung
• Instabile Messwerte
• Schlechte Wiederholbarkeit
• Erhöhte Messunsicherheit

5. Warum bereiten Ellbogenprobleme so häufig Sorgen?

Ein einzelner Rohrbogen kann die Richtung der Flüssigkeit ändern und ein ungleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil erzeugen.

Die Situation kann sich noch verkomplizieren, wenn Folgendes vorliegt:

• Zwei Ellbogen eng beieinander
• Doppelwinkel in verschiedenen Ebenen
• Ein Winkelstück, gefolgt von einem Ventil
• Ein Ellbogen, gefolgt von einem Reduzierstück
• Ein Ellbogen nahe einer Pumpe

Diese Konfigurationen können stärkere Turbulenzen und Wirbel erzeugen.

Daher sollte der Ultraschall-Durchflussmesser nach Möglichkeit in einem Rohrabschnitt mit ausreichender gerader Länge installiert werden.

6. Pumpen und Regelventile erfordern besondere Aufmerksamkeit

Pumpen und teilweise geöffnete Regelventile können besonders starke Strömungsstörungen verursachen.

Zum Beispiel:

Pumpe → Durchflussmesser

kann den Messbereich folgenden Gefahren aussetzen:

• Starke Turbulenzen
• Wirbelströmung
• ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung
• Druckschwankungen

Ähnlich:

Teilweise geöffnetes Ventil → Durchflussmesser

kann ein stark gestörtes Strömungsmuster stromabwärts des Ventils erzeugen.

In solchen Situationen ist es besonders wichtig, eine ausreichende Länge des geraden Rohrs stromaufwärts beizubehalten.

7. Was passiert, wenn nicht genügend gerades Rohr vorhanden ist?

In realen Industrieanlagen ist es nicht immer möglich, die idealen 10D-Upstream- und 5D-Downstream-Werte zu erreichen.

Ist das verfügbare gerade Rohr zu kurz, kann der Durchflussmesser folgende Fehler aufweisen:

• Erhöhter Messfehler
• Instabile Messwerte
• Schlechte Wiederholbarkeit
• Erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Installationsbedingungen

Wichtig ist, dass ein starkes UltraschallsignalnichtDas bedeutet nicht zwangsläufig, dass die Durchflussmessung genau ist.

Der Durchflussmesser kann ein starkes Ultraschallsignal empfangen, während das tatsächliche Geschwindigkeitsprofil noch stark verzerrt ist.

Daher:

Gute Signalstärke und gute Durchflussmessgenauigkeit hängen zwar zusammen, sind aber nicht dasselbe.

8. Wie sollte der Installationsort ausgewählt werden?

Bei der Auswahl eines Installationsortes sollten Sie Folgendes berücksichtigen:

Upstream

Mindestens 10D gerades Rohr

Flussabwärts

Mindestens 5D gerades Rohr

Vermeiden Sie außerdem die Installation des Durchflussmessers:

• Unmittelbar stromabwärts einer Pumpe
• Unmittelbar stromabwärts eines Steuerventils
• Unmittelbar nach einer komplexen Rohrverschraubung
• An Standorten mit starker Rohrschwingung
• An Orten, an denen sich Luft ansammeln kann
• Bei teilweise gefüllten Rohrabschnitten

Das Rohr sollte ebenfalls erhalten bleibenvollständig mit Flüssigkeit gefülltwährend des normalen Betriebs.

9. Was bedeutet „D“?

Im10D/5DInstallationsanleitung,D bezeichnet den Innendurchmesser des Rohres.

Zum Beispiel:

Daher sollte bei der Auswahl des Installationsortes die verfügbare gerade Rohrlänge vor der Installation des Ultraschall-Durchflussmessers berücksichtigt werden.

10. Warum ist die Länge des geraden Rohrs für aufsteckbare Ultraschall-Durchflussmesser wichtig?

Ein großer Vorteil eines aufsteckbaren Ultraschall-Durchflussmessers besteht darin, dass die Wandler extern installiert werden können, ohne dass das Rohr durchtrennt oder verändert werden muss.

Dadurch ist es relativ einfach, einen anderen geeigneten Messpunkt auszuwählen, falls am ursprünglichen Messpunkt nicht genügend gerades Rohr vorhanden ist.

Anstatt beispielsweise die Messwandler direkt nach einem Rohrbogen zu installieren, kann der Ingenieur sie weiter stromabwärts verlegen, um einen längeren geraden Rohrabschnitt zu erhalten.

Dies ist einer der praktischen Vorteile der aufsteckbaren Ultraschall-Durchflussmessung für bestehende industrielle Rohrleitungen.

Der Zweck gerader Rohrleitungsabschnitte besteht darin, dem Ultraschall-Durchflussmesser einestabiles und repräsentatives Strömungsprofilam Messpunkt.

Rohrbögen, Ventile, Pumpen, T-Stücke, Reduzierstücke und andere Formstücke können die Strömung stören und Turbulenzen, Wirbel und ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilungen verursachen. Wird das Ultraschall-Durchflussmessgerät zu nah an diesen Störstellen installiert, können Messgenauigkeit und -stabilität beeinträchtigt werden.

Als allgemeine Installationsrichtlinie:

Gerades Rohr stromaufwärts ≥ 10D
Gerades Rohr stromabwärts ≥ 5D

WoD ist der Innendurchmesser des Rohres.

Die Einhaltung der empfohlenen Anforderungen an gerade Rohre in Verbindung mit einer korrekten Installation des Messwandlers und einem vollständig gefüllten Rohr kann die Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit der Ultraschall-Durchflussmessung deutlich verbessern.