Первый в отрасли датчик ультразвуковых колебаний с металлической антенной минирешёткой с рупорными излучателями, напечатанной на 3D-принтере улучшает рабочие характеристики расходомеров
Компания Emerson выпустила Daniel T-200, датчик в титановом корпусе для своей линейки ультразвуковых расходомеров газа, что представляет собой первое использование печати на 3D-принтере металлических деталей для улучшения акустической характеристики ультразвуковых расходомеров для применений в качестве узлов учёта (замерных узлов). Прочная конструкция датчика T-200 обеспечивает повышенную надёжность, длительный срок безотказной работы и безопасность наряду с достижением очень высокого класса точности, который может быть достигнут при измерении расхода газа. В ультразвуковом расходомере датчики (измерительные преобразователи) генерируют акустические сигналы, которые посылаются вперёд и назад по потоку газа (через поток газа). Время поступления (прихода) этих сигналов определяет скорость расхода (потока) газа. Качество и уровень (интенсивность) сигнала крайне важны для точности измерения, что имеет огромное значение в применениях узлов учёта (замера). Ошибка (погрешность) всего лишь в 0,1% может равняться сотням тысяч долларов ежегодно в случае трубопровода высокого давления с трубами большого диаметра.
Для усиления интенсивности сигнала посредством титанового корпуса в датчике T-200 используется металлическая антенная минирешётка с рупорными излучателями, напечатанная на 3D-принтере, которая состоит из сложной геометрической структуры (конструкции) титановых рупорных антенных минирешеток и титановой мембраны, которая действует как генератор гармоник (генератор синусоидальных колебаний) и согласующего слоя. Это максимально увеличивает акустическую (звуковую) энергию в сочетании с газом, что улучшает (со)отношение “cигнал-шум” и точность измерения. “Антенную минирешетку с рупорными излучателями нельзя было изготовить без технологии печати металлических деталей на 3D-принтере, что позволило добиться качественно нового уровня звука и рабочих характеристик посредством титанового барьера”, - cказал Керри Грёшель, директор компании Emerson по ультразвуковой технологии. “Компания Emerson активно участвует в разработке инновационных решений, которые помогают нашим заказчикам добиваться более безопасной и эффективной работы”. Цельнометаллический корпус расходомера создаёт (обеспечивает) барьер для защиты от воздействия коррозионно-активных углеводородных жидкостей и влажного газа, тем самым увеличивая срок службы комплектующих деталей датчика и гарантируя стабильные рабочие характеристики. Эта уникальная конструкция позволяет выполнять гидроиспытания (гидроопрессовку) расходомера с установленными в рабочем положении датчиками, с паровой очисткой во время работы в составе рабочей линии и с продувкой без ограничений по скорости, с которой может снижаться давление в расходомере. Датчик T-200 также можно безопасно извлекать в то время, когда расходомер находится под давлением без применения специальных приспособлений для демонтажа, что уменьшает возможность выбросов парниковых газов во время извлечения. Капсула, которая содержит пьезокристалл (пьезоэлектрический кристалл), используемый для создания ультразвуковых волн, выдвигается (может выдвигаться) целиком для удобства эксплуатации и простоты применения. Никакой другой ультразвуковой датчик (уровня) газа нельзя извлечь под давлением без применения специальных инструментов и с демонтажом такого малого количества деталей в процессе демонтажа.
Новая конструкция рассчитана на широкий диапазон условий эксплуатации, включая давление от 15 фунтов на квадратный дюйм избыточного давления/103 Килопаскаля (кПа) до 3750 фунт/кв. дюйм изб.давления/25 855 кПа и температуры до 125 градусов Цельсия / 257 градусов по Фаренгейту.