Το υπερηχητικό μέτρο ροής είναι ένα όργανο που μετρά τη ροή υγρού ή αερίου μέσω υπερηχητικής τεχνολογίας.Λειτουργεί με βάση το γεγονός ότι η ταχύτητα με την οποία τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν μέσα από ένα υγρό αλλάζει ανάλογα με την κατεύθυνση και την ταχύτητα της ροής του υγρού.Το υπερηχητικό μετρητή ροής χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία, την πετροχημική, το σύστημα παροχής νερού και την περιβαλλοντική μηχανική και άλλους τομείς.
Αρχή λειτουργίας
Τα υπερηχητικά μετρητές ροής χρησιμοποιούν συνήθως τις ακόλουθες δύο κύριες αρχές λειτουργίας:
1.Μέθοδος χρονικής διαφοράς(επίσης γνωστή ως μέθοδος χρόνου διάδοσης): Η μέθοδος αυτή βασίζεται στη χρονική διαφορά της διάδοσης του υπερηχητικού σήματος στο υγρό για τη μέτρηση του ρυθμού ροής.Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν δύο ζευγάρια υπερήχων αισθητήρωνΤα υπερηχητικά σήματα ταξιδεύουν σε διαφορετικές στιγμές τόσο προς τα πάνω όσο και προς τα κάτω:
α.Κατά την κατεύθυνση του ποταμού: Το υπερηχητικό σήμα κινείται προς την κατεύθυνση της ροής του υγρού και η ταχύτητα εξάπλωσής του θα επιταχυνθεί.
β.Κατευθύνσεις αντίστροφου ρεύματος: Το υπερηχητικό σήμα κινείται κατά την κατεύθυνση της ροής του υγρού και η ταχύτητα εξάπλωσής του θα επιβραδυνθεί.
Κάτω.
Μετρώντας τον χρόνο ταξιδιού σε αυτές τις δύο κατευθύνσεις, μπορεί να υπολογιστεί ο ρυθμός ροής του υγρού.
Πλεονεκτήματα
• Υψηλή ακρίβεια: Ιδιαίτερα κατάλληλη για μεμονωμένα, καθαρά υγρά, τα καλύτερα αποτελέσματα όταν το υγρό δεν περιέχει ακαθαρσίες ή φυσαλίδες.
• Ευρεία εφαρμογή: Κατάλληλο για τη μέτρηση διαφόρων διαμέτρων σωλήνων.
Μειονεκτήματα:
• Εξαρτάται από τις ακουστικές ιδιότητες του υγρού: επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από ακαθαρσίες ή φυσαλίδες στο υγρό.
• Η ακρίβεια υποβαθμίζεται σε περίπτωση αναταραχής του υγρού ή άνισης κατανομής της ταχύτητας ροής.
2.Μέθοδος του αποτελέσματος ΝτόπλερΗ μέθοδος του αποτελέσματος Doppler χρησιμοποιεί αλλαγές στη συχνότητα των ηχητικών κυμάτων για τη μέτρηση της ταχύτητας.Οι αντανάκλασεις συμβαίνουν όταν τα υπερηχητικά κύματα ταξιδεύουν μέσα από το υγρό και συναντούν αιωρούμενα σωματίδια ή φυσαλίδεςΕάν το υγρό κινείται, η αντανακλούμενη υπερηχητική συχνότητα θα είναι διαφορετική από την εκπεμπόμενη συχνότητα, και αυτή η αλλαγή στη συχνότητα είναι το φαινόμενο Doppler.
• Όταν το υγρό κινείται προς τον αισθητήρα, η συχνότητα του αντανακλούμενου κύματος αυξάνεται.
• Όταν το υγρό απομακρύνεται από τον αισθητήρα, η συχνότητα του αντανακλούμενου κύματος μειώνεται.
Μετρώντας τη διαφορά στη συχνότητα μεταξύ των μεταδιδόμενων και των λαμβανόμενων κυμάτων, μπορεί να υπολογιστεί η ταχύτητα ροής v.
Πλεονεκτήματα
• Ιδανικό για τη μέτρηση υγρών που περιέχουν αιωρούμενα σωματίδια ή φυσαλίδες: δεν περιορίζεται από την καθαρότητα του υγρού.
• Ευρύ φάσμα εφαρμογών: μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση βρώμικου υγρού ή υψηλής περιεκτικότητας σε φυσαλίδες σε υγρά.
Μειονεκτήματα:
• Ανάλογα με τα διασκορπισμένα σωματίδια ή τις φυσαλίδες στο υγρό: απαιτούνται επαρκή αντανακλαστικά σωματίδια στο υγρό για να γίνουν οι μετρήσεις.
• Χαμηλή σχετική ακρίβεια: Τα αποτελέσματα των μετρήσεων είναι πιο ευαίσθητα στις συνθήκες θορύβου και ροής.
Σύνθεση καναλιού
Στα υπερηχητικά μετρητά ροής, τα κανάλια αναφέρονται στον αριθμό των διαδρομών μέσω των οποίων διαδίδονται τα υπερηχητικά σήματα.Η χρήση πολλαπλών καναλιών μπορεί να βελτιώσει την ακρίβεια και τη σταθερότητα της μέτρησηςΟι κοινές διαμορφώσεις καναλιών περιλαμβάνουν διαμορφώσεις με ένα κανάλι, δύο κανάλια και τέσσερα κανάλια.
Ένα κανάλι (1 κανάλι) : Ο μετρητής ροής χρησιμοποιεί μόνο ένα ζευγάρι αισθητήρων για να σχηματίσει μια διαδρομή μέτρησης.ειδικά σε περίπτωση άνισης κατανομής ροής υγρού.
Δύο κανάλια (2 κανάλια): δύο ζεύγη αισθητήρων χρησιμοποιούνται για να σχηματίσουν δύο διαδρομές μέτρησης.Η διαμόρφωση δύο καναλιών βελτιώνει σημαντικά την ακρίβεια της μέτρησης επειδή επιτρέπει τη δειγματοληψία του ρυθμού ροής του υγρού σε διαφορετικές θέσεις, μειώνοντας την επίδραση της άνισης κατανομής της ροής στα αποτελέσματα των μετρήσεων.
• Τέσσερα κανάλια (4 κανάλια): Χρησιμοποιούνται τέσσερα ζεύγη αισθητήρων για να σχηματιστούν τέσσερις διαδρομές μέτρησης.Αυτή η διαμόρφωση παρέχει μεγαλύτερη ακρίβεια και σταθερότητα των μετρήσεων για εφαρμογές που απαιτούν μετρήσεις υψηλής ακρίβειαςΗ διάταξη τεσσάρων καναλιών μπορεί να αντικατοπτρίζει πλήρως την κατανομή της ταχύτητας ροής του υγρού και να μειώνει τα σφάλματα.
- Ευχαριστώ.
