המהדק הידני-במד זרימה קולי מורכב בעיקר ממארח כף יד של מד זרימה, מהדק-על מתמרים, רכיבי הרכבה ויחידת עיבוד אותות (מחשב זרימה). עקרון העבודה שלו הוא כדלקמן: המתמר ממיר אנרגיה חשמלית לגלי קול ומעביר אותם לנוזל הנמדד; המקלט לוכד את אות גלי הקול המוחזר, אשר לאחר מכן מוגבר על ידי מעגלים אלקטרוניים ומומר לאות חשמלי התואם לקצב הזרימה. אות זה מועבר לאחר מכן למכשיר התצוגה והשילוב לצורך הצגת נתונים וחישוב מצטבר, ובכך להשלים את זיהוי הזרימה והמדידה. גורמים כגון סביבת ההתקנה- באתר, חומרי הצינור וחומר הציפוי, פרמטרי הצינור, התקנת מתמר ומיקום, והפרעות חיצוניות יכולים כולם להשפיע על דיוק המדידה של מד זרימה זה.
השפעת סביבת ההתקנה על מהדק כף יד-על מדי זרימה אולטרסאונדים
1.1 קטעי צינור ישרים במעלה הזרם ומורד הזרם
במהלך-התקנה ושימוש באתר, המדידה מושפעת לעתים קרובות מחוסר היכולת למצוא מיקום שעומד בדרישות. אם ניקח כדוגמה צינור פלדה DN300, אם אורך קטע הצינור הישר הסטנדרטי הוא פי 10 מקוטר הצינור (במעלה הזרם) ופי 5 מקוטר הצינור (במורד הזרם), המהדק-במד זרימה קולי מושווה עם מד זרימה אלקטרומגנטי המותקן במיקום הסטנדרטי במיקומים שונים.
התוצאות מראות שקטעי צינור ישרים לא מספיקים מובילים לשגיאות מדידה משמעותיות. כאשר קטע הצינור הישר במעלה הזרם אינו מספיק, כגון כשהוא מותקן לאחר מרפק או שסתום, הוא מראה בדרך כלל שגיאה חיובית, וערך השגיאה גדול יחסית.
מהדק הידני-במד זרימה קולי הוא מד זרימה מסוג-מהירות. ככל שיציבות הנוזל גבוהה יותר, כך מהירות הזרימה הממוצעת הנמדדת קרובה יותר לערך האמיתי. לכן, אם התנאים מאפשרים, קטעי הצינור הישרים במעלה הזרם ומורד הזרם צריכים להיות ארוכים ככל האפשר.
1.2 מהירות זרימת נוזל
מהירות הזרימה של הנוזל בצינור היא גורם מפתח המשפיע על דיוק המדידה. ניסויים מראים שכאשר מספר הצינור ריינולדס עולה על 2320, הנוזל נמצא במצב סוער; מתחת ל-2320, זוהי זרימה למינרית. תעשיית המדידה משתמשת בדרך כלל ב-0.3 מ'/שניה כנקודת ההפרדה בין מהירויות זרימה גבוהות לנמוכות. מומלץ שמד הזרימה יפעל במהירויות זרימה מעל 0.3 מ' לשנייה; מתחת לערך זה, לא ניתן להבטיח את הדיוק של מד הזרימה.
2. השפעת פרמטרי צינור על מהדק כף יד-על מדי זרימה אולטרסאונד
2.1 הגדרות פרמטר
בתנאי צינור קבועים, התאם את פרמטרי קוטר צינור הקלט. שגיאת הקלט של קוטר הצינור עומדת ביחס ישר לשגיאת תוצאת המדידה. כאשר עובי דופן הצינור בפועל הוא 12 מ"מ, שינוי פרמטר הקלט של עובי דופן הצינור מראה ששגיאת הקלט של עובי דופן הצינור היא גם פרופורציונלית ישירה לשגיאת תוצאת המדידה.
2.2 חומר צינור וריפוד
אם חומר הצינור או הפרמטרים של הציפוי מוזנים בצורה שגויה, הדבר יוביל לסטיות בחישוב מרחק התקנת המתמר, אשר בתורו גורם לשגיאות בזווית כניסת גלי הקול, להפחתת דיוק המדידה, ובמקרים חמורים, אף למניעת קליטת אות. ניסויים מראים שההשפעה העיקרית של רירית הצינור על המדידה היא השינוי בקוטר הזרימה בפועל. נוכחות הבטנה מקטינה את שטח החתך האפקטיבי- של הצינור, וכתוצאה מכך ירידה מקבילה בערך קצב הזרימה המחושב ממהירות הזרימה. לכן, יש לקחת בחשבון את עובי הבטנה במהלך המדידה. השפעת חומרי הצינור והבטנה על המדידה נובעת מההבדל במהירות התפשטות גלי הקול במדיות שונות. אם מהירות הקול בפועל של החומר גדולה ממהירות הקול שנקבעה, תוצאת המדידה תהיה קטנה יותר; לעומת זאת, הוא יהיה גדול יותר.
השפעת התקנת מתמר ומיקום על מהדק כף יד-על מדי זרימה אולטראסוניים
על פי שיטות ההתקנה השונות של המתמר, ניתן לחלק אותן לשיטת Z- ולשיטת V-. התרגול מראה שבלי להשפיע על קליטת האות, דיוק המדידה של שיטת V- עדיפה על שיטת Z-. הסיבה לכך היא שההתקנה של שיטת V- מאפשרת מיקום מדויק של מתמר, כך ששגיאת המדידה שלה נובעת בעיקר ממאפייני נוזל ופרמטרים של צינור. למרות שלשיטת Z- יש אות גלי קול חזק יותר, מיקום המתמר קשה יותר. כאשר חלוקת הנוזלים אינה אחידה וקטע הצינור הישר בקצה הקדמי של המכשיר קצר, ניתן להשתמש במד זרימה אולטרה-סוני רב-ערוצים לבדיקה מרובת-נקודות כדי להתגבר על השגיאות הנגרמות כתוצאה מאי-יציבות הנוזל.
3.1 מרחק התקנה
שגיאת ההתקנה של מתמר מד הזרימה האולטראסוני משפיעה באופן משמעותי על תוצאות המדידה ויש להתקין אותה אך ורק בהתאם למידות שצוינו. לדוגמה, באמצעות שיטת V- להתקנת מתמרים על צינור DN300mm, נבדק הקשר בין סטיית המרווח לשגיאת המדידה על ידי שינוי מרחק התקנת המתמר.
לכן, לסטייה במרחק התקנת המתמר יש השפעה משמעותית על שגיאת המדידה, ולכן יש לשלוט בסטייה בטווח הקטן ביותר האפשרי.
