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流量測量新世代：夾管式超音波流量計的革新應用

夾管式超音波流量計的革新應用
 
clamp-on flowmeters

Flowmeter

夾管式超音波流量計

　　在現代工業製程中，精確的流量測量是確保生產效率、營運安全和成本效益的關鍵。然而，面對不允許製程中斷、流體具有腐蝕性或磨蝕性，或者是管線空間受限等嚴苛挑戰時，傳統直接安裝在管路上的流量計往往難以應對。這個時候，Endress+Hauser 的超音波夾管式流量計 (ultrasonic clamp-on flowmeters) 提供了完美的解決方案。這個非接觸式 (noninvasive) 的測量技術，不僅安裝簡便、不需要停機，同時也能夠提供穩定可靠的測量數據，因此成為各產業流程監控與優化的理想選擇。
 
 
 

超音波夾式流量計：應對您製程挑戰的終極方案
　　Endress+Hauser 的超音波夾式流量計憑藉著獨特的非侵入式測量技術和卓越的性能，能夠有效解決您在流量測量中遇到的各種嚴苛挑戰，成為確保製程順暢與安全的關鍵利器：
 

  • - 不允許停機的連續製程？非接觸式測量讓您安心！
    　　對於需要全年無休、不間斷運作的生產線來說，任何停機都意味著巨大的成本損失。傳統流量計需要切割管線才能安裝，必然導致製程中斷。而我們的夾管式流量計直接安裝在管線外部，不需切割管線或中斷現有製程。這不僅大幅節省了停俥成本和時間，更確保了生產的連續性與穩定性。
     

  • - 腐蝕性、磨耗性或有毒介質？安全無虞的測量方案！
    　　在化工、石化等產業中，經常需要測量具腐蝕性、磨蝕性或有毒的流體。這些流體對傳統流量計的感測器材料可能造成嚴重損壞，甚至引發洩漏的風險。由於夾管式流量計不會與流體直接接觸，因此從根本上消除了這些安全隱患和磨損問題，這讓您能安全無虞地的測量任何具挑戰性的介質。
     

  • - 管線空間受限或流場紊亂？Endress+Hauser獨家 FlowDC 技術讓測量依然精準！
    　　許多工業現場的管線佈局複雜，留給流量計安裝直管部的空間非常有限，甚至管線彎曲處附近容易產生流場紊流 (flow disturbances)。這些情況通常會嚴重影響傳統流量計的測量精準度。Endress+Hauser 獨家的 FlowDC 功能，能大幅縮短所需直管部長度，即使是極短的直管部段 (≥2×DN) 也能保持高精度測量，是解決空間限制和流場挑戰的完美方案。
     

  • - 高溫高壓環境？專為極端條件設計！
    　　發電廠、石油精煉等產業常有高溫、高壓的流體輸送。我們的超音波夾管式流量計，特別是 Prosonic Flow P 500 系列，可選配高溫感測器，最高能測量 550°C  (1022°F ) 的流體，並能承受高壓環境，確保在最嚴苛的製程條件下也能穩定運作。

　

產業應用深度解析：Prosonic Flow 如何服務各行各業

　　Endress+Hauser 的超音波夾管式流量計憑藉其卓越的彈性、安全性和多樣功能，成為橫跨多個產業的理想流量測量解決方案，尤其是在不允許生產中斷的連續製程以及具挑戰性的液體測量中，其價值尤為彰顯：

 

  • - 石油與天然氣 (Oil & Gas)：
    　　在原油開採、煉油和天然氣輸送等環節，常涉及高壓、大流速且易燃易爆的介質。Prosonic Flow 夾管式流量計能實現非侵入式流量測量，例如用於高壓注水 (High-pressure water injection) 監測、儲槽脫水 (Tank dewatering) 自動化，以及海上平台和管線中的精確計量。其無需接觸流體的特性，大幅提升了現場操作的安全性。
     

  • - 化學工業 (Chemicals)：
    　　化學工業對安全性和精確計量要求極高。夾式流量計可以安全地測量腐蝕性、磨蝕性或有毒的化學液體，即便在高壓條件下也適用。對於批量反應器 (Batch reactors) 中各種化學原料的精確計量，以及監測製程中的循環液體流量，Prosonic Flow 系列都能提供可靠數據，有助於優化反應效率與產品品質。
     

  • - 電力與能源 (Power & Energy)：
    　　在電力和能源產業中，無論是傳統火電、核電還是再生能源，都需要精確的流量數據進行能源平衡和效率監測。Prosonic Flow 特別適用於水力發電廠的大口徑壓力鋼管 (Penstocks) 流量測量，即使管徑高達 DN 4000 (160")，也能提供具成本效益且免維護的解決方案。此外，在熱電廠的冷卻水或蒸汽管線監測方面，也展現出其獨特優勢。
     

  • - 水與廢水 (Water & Wastewater)：
    　　水處理和廢水處理廠需要高精度的流量數據，以進行水資源管理、化學藥劑投加控制和排放監測。夾管式流量計能用於測量原水、處理水、活性污泥等多種介質的流量，例如在逆滲透 (Reverse osmosis, RO) 系統中純化水的流量平衡，確保水質達標並優化處理流程。

     

Prosonic Flow 系列：科技實力成就卓越性能

　　Endress+Hauser 的超音波夾管式流量計，主要由 Proline Prosonic Flow P 500 和 Proline Prosonic Flow W 400 組成。這兩款裝置憑藉其獨特的夾管式安裝方式和先進的測量技術，為多種應用帶來卓越的性能與效益。無論製程環境多麼複雜，Prosonic Flow 系列流量計都能提供可靠、彈性且免維護的流量測量方案。它們不僅測量精度高，更具備強大的通訊與診斷功能，是您實現智慧化生產的理想夥伴。

Prosonic Flow W 400：經濟且高效的選擇
　　Prosonic Flow W 400 是適用於導電和非導電液體流量測量的理想選擇，最高溫度可達 130°C (266°F)。它完美結合了夾管式感測器的優勢和 Proline 儀器系列的強大功能，例如：

  • - 　無縫系統整合： 輕鬆與現有自動化系統對接

  • - 　直覺操作： 透過網頁伺服器 (Web server) 即可輕鬆存取設定與數據，無需額外軟體

  • - 　先進診斷： 內建 Heartbeat Technology，提供強大的診斷、驗證和監控功能

    W 400 是專為追求長期成本效益、全面的製程監控和測量點規劃的極大自由度的客戶而設計

　　
Prosonic Flow P 500：應對高挑戰性應用
　　對於極端嚴苛的應用和測量需求，Prosonic Flow P 500 是首選的旗艦型產品。它專為免維護、長期運行而設計，即使在最惡劣的環境條件下也能表現出色。P 500 不僅具備 W 400 的所有功能，更額外支援：

  • - 　更高溫度範圍： 可選配高溫感測器，最高可測量 550°C (1022°F ) 的流體，特別適用於石油和天然氣、化學以及電力和能源等極端高溫產業

  • - 　危險區域認證： 具備危險區域 的國際防爆認證，確保在潛在爆炸環境中的操作安全

  • - 　功能安全認證： 依據 IEC 61508 (SIL) 標準開發和認證，可整合至安全儀表系統 (SIS)，確保功能安全

  • - 　石油應用套件 (Petroleum application package, PAP)： 針對液態碳氫化合物，PAP 功能可計算校正後的體積流量，並支援產品識別，這對於精確的材料平衡和洩漏檢測至關重要


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超音波夾式流量計：工作原理與核心優勢

工作原理：傳輸時間差法 (differential transit time method)
　　Endress+Hauser 的夾管式流量計透過精密的傳輸時間差法來可靠地計算體積流量。其原理是將超音波訊號從管外發射，穿透管壁和流體，並精確測量順流（與流體流向相同）與逆流（與流體流向相反）訊號到達接收端的時間差異。這個極微小的時間差與流體速度成正比，透過精密的演算法，儀器便能準確推算出管線內的體積流量。
 
非侵入式測量 (Noninvasive Measurement)：無需中斷製程
　　最大的優勢在於其真正的非侵入式安裝 (truly noninvasive installation)。感測器直接夾持在管線外部，無需切割管線、無需法蘭連接、無需焊接，當然也無需中斷現有製程。這不僅大幅縮短了安裝時間，也避免了任何潛在的洩漏點，對於連續性生產的工業尤其重要，能大幅節省停機成本與時間。
 
零維護：專利耦合墊 (Coupling Pads)
　　Endress+Hauser 的超音波夾管式流量計採用免維護的耦合墊設計。這些專利耦合墊在感測器表面與管線之間形成一個穩定的聲波傳輸介面，確保聲波能量能夠高效、持續地穿透管壁和流體。這項技術保證了在整個設備生命週期內，感測器能維持持續高訊號強度和穩定的測量性能，而無需任何額外的接觸劑補充或維護。

 

創新功能：提升測量性能與製程安全

1. FlowDC 功能：空間受限的完美方案
　　FlowDC (Flow Disturbance Compensation) 功能是 Endress+Hauser 超音波夾管式流量計獨有且極具價值的韌體功能。在許多工業現場，由於管線佈局複雜或設備安裝空間限制，往往難以提供足夠長的入口與出口直管部段，而這正是傳統流量計保持測量精度的前提。FlowDC 功能利用進階訊號處理演算法，能夠辨識並補償流場紊流對測量的影響。它能將超音波流量計通常所需的入口與出口直管段從常見的 10×DN 甚至 15×DN 大幅減少到僅 2×DN。這意味著即使在管道彎曲、擴大或縮小處的非常有限的空間，FlowDC 也能確保流量計保持一致且指定的測量性能，極大地增加了安裝的彈性與便利性，同時不犧牲精度。
 
2. Heartbeat Technology (心跳技術)：診斷、驗證與監控
　　心跳技術是 Endress+Hauser 夾管式流量計產品線不可或缺的核心功能，提供強大的診斷、驗證和監控 (Diagnostics, Verification, Monitoring) 服務：

  • - 　更高溫度範圍： 可選配高溫感測器 (High-temperature sensors)，最高可測量 550°C (1022°F) 的流體，特別適用於石油和天然氣、化學以及電力和能源等極端高溫產業。

  • - 　危險區域認證： 具備多種危險區域 (hazardous areas) 的國際認證，確保在潛在爆炸環境中的操作安全

  • - 　功能安全認證： 依據 IEC 61508 (SIL) 標準開發和認證，可整合至安全儀表系統 (SIS)，確保功能安全
     

3. 安裝狀態 (Installation Status) 檢查：快速安全地調試
　　Prosonic Flow W 400 和 P 500 內建安裝狀態檢查功能，讓現場調試變得快速又安全。這個功能會自動評估安裝品質，顯示包括訊號強度 (signal strength)、訊噪比 (signal-to-noise ratio) 和聲速 (sound velocity) 等關鍵數值，並根據這些數據給出「良好 (Good)」、「可接受 (Acceptable)」或「不良 (Bad)」的安裝狀態建議。這能協助安裝人員即時調整感測器位置或解決其他安裝問題，確保儀器從一開始就能發揮最佳測量性能。


 　　Endress+Hauser 的超音波夾管式流量計 Prosonic Flow P 500 和 W 400，不僅解決了傳統流量測量的諸多痛點，更透過其免維護、高彈性、高精度的特性，以及 FlowDC、Heartbeat Technology 等創新功能，為各產業的流量管理帶來了革命性的提升。它們是確保製程高效運行、安全無虞的理想工具。選擇 Endress+Hauser，讓您的流量測量更加可靠、高效且安全，共同邁向智慧生產的未來。

 

常見問題解答

1. 超音波夾式流量計的「非侵入式」安裝有什麼具體好處？

　　非侵入式安裝最大的好處是無需切割管線或中斷您的製程。這意味著您可以大幅節省停機成本與時間，同時也避免了因切割管線可能帶來的洩漏風險，特別適用於連續性生產的工業環境。
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2. Endress+Hauser 的 FlowDC 功能是什麼？它能解決什麼問題？
　　FlowDC (Flow Disturbance Compensation) 是 Endress+Hauser 超音波夾式流量計的一項獨家韌體功能。它利用進階演算法，能夠辨識並補償流場紊亂對測量的影響。這解決了在管線直管段不足（例如僅需 2×DN）或管線佈局複雜導致流場不穩定的情況下，傳統流量計測量精度會下降的問題，確保即使在有限的空間內也能獲得精準的測量結果。
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3. Prosonic Flow W 400 和 P 500 之間的主要差異是什麼？
　　兩者都是高效能的夾式流量計，但 P 500 是為更嚴苛的應用設計。W 400 適用於一般導電與非導電液體，最高溫度達 130°C。而 P 500 除了具備 W 400 的所有功能外，還能支援更高溫度達 550°C、擁有危險區域認證、符合功能安全 (SIL) 標準，並提供針對石油應用的石油應用套件 (PAP)，適用於更具挑戰性的製程環境。

 
 

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