расходомер ультразвуковой 200

Когда слышишь ?расходомер ультразвуковой 200?, первое, что приходит в голову — речь о Ду200. И вроде бы всё ясно. Но на практике это часто ловушка. Многие думают, что главное — подобрать прибор под диаметр трубы, а остальное ?само настроится?. Увы, так не работает. Особенно в наших условиях, на обогатительных фабриках, где пульпа — это не чистая вода, а смесь с твердым, часто магнитным, материалом. Стандартный ультразвуковой расходомер, рассчитанный на чистые жидкости, здесь может молчать или показывать такую ерунду, что проще по старинке, ?на глаз?. Сам через это проходил.

Почему ?200? — это не панацея

Взяли как-то на пробу один из распространенных ультразвуковых моделей именно на 200 мм. Установили на участке сбора концентрата после магнитного сепаратора. Теоретически — идеально: прямой участок есть, состав пульпы более-менее стабилен. Но начались проблемы с сигналом. Датчики быстро ?обрастали? тончайшим шламом, даже не видимым глазу, но для ультразвука это была непреодолимая стена. Показания плавали, потом вовсе пропали. Чистили каждую смену — нерентабельно. Оказалось, что классическая двухканальная схема, хорошая для ВВ и стоков, в условиях высокой концентрации мелкодисперсных твердых частиц, особенно с магнитными свойствами, теряет надежность.

Тут и пришло понимание, что ключ не в диаметре, а в методе обработки сигнала и конструкции преобразователей. Нужен был прибор, заточенный под сложные среды. Стали смотреть в сторону многолучевых и доплеровских систем. Но и у них был свой нюанс — цена и сложность настройки под конкретный тип шлама. Не каждый производитель готов был в это погружаться, требовали идеальные условия, которых на производстве нет.

Вот здесь опыт компаний, которые работают именно с обогащением, а не просто с расходомерами, становится критичным. Например, китайская компания ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии (сайт — https://www.jinken.ru), известная своим комплексным подходом к магнитному обогащению. Они изобретатели технологии электромагнитной сепарации-промывки. Их оборудование — это не просто отдельные аппараты, а система, где важен контроль каждого параметра, включая расход пульпы. Их подход к ультразвуковому контролю, вероятно, исходит не из абстрактных ГОСТов, а из реальной необходимости точно знать, сколько тонн концентрата с каким содержанием проходит по трубе. Это другой уровень задачи.

Опыт интеграции с технологическими процессами

На одном из проектов по модернизации старались внедрить систему точного учета расхода концентрата после полностью автоматической промывочной магнитной сепарации. Задача — не просто измерить, а связать эти данные с работой сепаратора и дозаторов реагентов для флотации. Простой ультразвуковой датчик на 200 мм, даже хороший, давал только цифру расхода. Но для системы управления нужна была стабильность сигнала при изменении плотности и зернистости.

Пришлось комбинировать. Расходомер стал частью измерительного узла вместе с датчиком плотности. И тут вылезла еще одна беда — вибрации от работающих насосов и мешалок. Крепление датчиков должно было быть не просто надежным, а еще и гасить эти микровибрации, которые влияли на время прохождения ультразвукового импульса. Победили в итоге массивными кронштейнами с демпфирующими прокладками, о которых в инструкции к прибору не было ни слова.

Это к вопросу о ?готовых решениях?. Готового решения для расходомер ультразвуковой 200 в горно-обогатительной отрасли, по моему опыту, нет. Есть инструмент, который нужно тонко настраивать и адаптировать. Компании вроде Цзинькэнь, которые сами создают комплексные технологические линии (те же промывочные машины магнитной флотации), возможно, имеют свои наработки по встроенному контролю расхода, так как для них это не дополнительная опция, а часть патента на весь процесс обогащения.

Частые ошибки монтажа и их последствия

Самая распространенная ошибка — игнорирование требований к прямым участкам до и после датчика. Для Ду200 это обычно 10Д до и 5Д после, то есть 2 метра и 1 метр. Кажется, легко обеспечить. Но на действующем производстве эти 2 метра часто заняты задвижками, отводами, другим оборудованием. Ставят где придется, а потом удивляются погрешности в 10-15%. У нас был случай, когда из-за близко расположенного клапана, создающего турбулентность, показания скакали на ±8% в зависимости от давления в линии. Искали причину в электронике, а она была в трубе.

Вторая ошибка — неправильная установка датчиков относительно оси трубы. Смещение или неверный угол ввода ультразвукового луча резко снижают точность. Особенно критично для труб большого диаметра, где даже небольшой перекос дает большую ошибку в пути сигнала. Для 200 мм это уже чувствительно. Мы использовали шаблоны и лазерные уровни, чтобы выставить, но и это не всегда спасало от человеческого фактора.

И третье — пренебрежение калибровкой ?по мокрому?. Многие полагаются на заводскую калибровку или вводят параметры среды теоретические. Но та же пульпа на входе в сепаратор и на выходе из него — это две разные жидкости по плотности и акустическим свойствам. Без калибровки на реальной, отобранной и взвешенной пробе, все показания — просто относительные цифры. Это трудоемко, но без этого ультразвуковой расходомер превращается в дорогой индикатор ?течет/не течет?.

Выбор между временно-импульсным и доплеровским методом

Для чистых и однородных жидкостей без вопросов побеждает временно-импульсный (разностно-временной) метод. Он точнее. Но наш случай — расходомер ультразвуковой 200 для пульпы — это территория компромиссов. Когда в потоке много твердых частиц, они рассеивают и отражают ультразвук. Сигнал для временно-импульсного метода ослабевает, возможны срывы.

Доплеровский метод, наоборот, работает как раз за счет отражения от частиц или пузырьков. Казалось бы, он создан для наших условий. Но и у него минусы. Его точность сильно зависит от распределения частиц по сечению трубы, от их размера и скорости. Он измеряет скорость не самого потока, а этих частиц. Если они движутся с проскальзыванием, получаем систематическую ошибку. На практике для грубого технологического контроля, где важна тенденция (?расход падает/растет?), доплеровский метод может быть более надежным в плане устойчивости сигнала. Но для коммерческого учета он не годится.

Мы пробовали оба. Для узла питания флотационных машин, где важна стабильность подачи пульпы определенной плотности, остановились на временно-импульсном, но с датчиками специального исполнения с мощным излучателем и функцией автоматической подстройки усиления. Помогло, но не до конца. Все равно требовался регулярный визуальный контроль и сверка по замерам.

Перспективы и куда смотреть

Сейчас все чаще говорят о гибридных решениях и встраиваемых системах. Мне кажется, будущее за теми приборами, которые проектируются не как универсальные, а как часть конкретной технологии. Вот, например, ООО Шицзячжуан Цзинькэнь Технологии в своем оборудовании использует целый комплекс физических технологий: электромагнетизм, ультразвук, механическое перемешивание, пневматику. Их полностью автоматические системы сепарации и промывки, наверняка, требуют точного знания расока на каждом этапе. Логично предположить, что они либо интегрируют лучшие сторонние расходомеры, адаптируя их, либо разрабатывают свои методики измерения, оптимальные для своих же машин. Это был бы правильный путь — когда производитель технологического процесса сам задает требования к контрольно-измерительной аппаратуре.

Для нас, практиков, это значит, что при выборе ультразвукового расходомера на 200 мм стоит смотреть не только на паспортные данные, но и на опыт поставщика или производителя в схожих применениях. Есть ли у него кейсы на магнитных железорудных рудниках? Понимают ли его инженеры, что такое шлам после обогащения? Готовы ли они помочь с настройкой не по книжке, а по факту?

В итоге, сам по себе диаметр 200 — это лишь отправная точка. Настоящая работа начинается после того, как коробку с прибором распаковали. И она заключается в том, чтобы заставить этот сложный электронный прибор говорить на одном языке с грязной, абразивной, изменчивой пульпой, которая является сутью нашего производства. Без этого понимания даже самый дорогой расходомер будет бесполезной железякой на трубе.