تأثير الضوضاء على مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية

تتميز مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية بمزايا عديدة، منها دقة القياس العالية، وانخفاض تكاليف الصيانة والإصلاح، ووظائف التشخيص الذاتي. وتزداد استخدامات مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية متعددة القنوات في مجال قياس الغاز الطبيعي.

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على عدم اليقين في نتائج قياس تدفق البخار لمقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية، مثل خشونة الجدار الداخلي لمقطع الأنبوب المستقيم العلوي، وتركيب الغاز، وطول مقطع الأنبوب المستقيم العلوي، وحالة تدفق السوائل قبل مقياس التدفق، وتداخل الضوضاء، ونبضات تدفق الهواء. أكثر ما يُلاحظه المشغلون هو أن الضوضاء في خط الأنابيب قد تُعيق تشغيل مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية، مما يؤثر بدوره على أدائه. عادةً ما يُولّد هذا التشويش Z عند انخفاض الضغط، مثل صمام التحكم في التدفق.

تأثير الضوضاء على مشابك عدادات التدفق بالموجات فوق الصوتية، وإجراءات التخلص من تأثير الضوضاء أو الحد منه. في بداية المشروع، إذا تمكن المهندسون من تحديد هذه العوامل المؤثرة واتخاذ الإجراءات اللازمة، يمكن خفض تكلفة المشروع بشكل كبير، ولكن بعد تركيب جميع المعدات وتحديد المشاكل واتخاذ الإجراءات اللازمة، ستكون التكلفة مرتفعة عمومًا. لذلك، من الضروري فهم هذه الإجراءات لتقليل تأثير الضوضاء، مما يُرشد المستخدم إلى استخدام عداد التدفق بالموجات فوق الصوتية بشكل صحيح.

تأثير الضوضاء على مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية:

تتولد الضوضاء أثناء تشغيل وحدات المعالجة، مثل مرور الغاز عالي السرعة عبر الأنابيب والتجهيزات وأجهزة استشعار درجة الحرارة البارزة وصمامات التنظيم، إلخ. وقد وجدت الدراسة أن أكبر مصدر للضوضاء هو صمام تنظيم انخفاض الضغط الكبير. وإذا لم تتم معالجة هذه الضوضاء، فإنها ستتداخل مع نظام كشف إشارة مقياس التدفق، مما يُسبب أخطاء في كشف الإرسال. ويرتبط حجم وطبيعة الضوضاء التي يُنتجها صمام التحكم بتصميمه. وللوصول إلى خصائص "انخفاض الضوضاء"، تُزيد بعض صمامات التحكم تردد الضوضاء عمدًا، إلا أن التردد العالي يصل إلى نطاق تردد تشغيل مقياس كثافة الملاط بالموجات فوق الصوتية ، مما يؤثر بشكل خطير على التشغيل العادي لمقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية. وعلى الرغم من أن صمام التحكم يُمكنه تقليل إشارة الضوضاء بوسائل مثل تصميم القفص، إلا أن خصائص صمام التحكم تُشير أيضًا إلى أن أي صمام ذي خصائص خانقة يُعد مصدرًا محتملًا للضوضاء فوق الصوتية. أظهرت الدراسات أن فقدان الطاقة في جسم الصمام يتناسب طرديًا مع انخفاض الضغط عبر جسم الصمام ومعدل التدفق الفعلي، ويزداد الضوضاء مع زيادة فقدان الطاقة عبر جسم الصمام.

بمجرد توليد الضوضاء، تنتشر في اتجاهي صمام التنظيم، لذا فإن تركيب مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية قبل صمام التنظيم لا يضمن عدم تأثره بضوضاء صمام التنظيم. تُظهر النتائج التجريبية أنه عند تركيب صمام التحكم في اتجاه مجرى مقياس التدفق، يكون تداخل ضوضاء المستشعر القريب من صمام التحكم أكبر بمرتين إلى أربع مرات من تداخل ضوضاء المستشعر البعيد عن صمام التحكم.