Што такое ультрагукавы датчык расходомера (2)

3. Класіфікацыя УГД

Ультрагукавыя хвалі нясуць інфармацыю аб хуткасці патоку вадкасці, калі яны распаўсюджваюцца праз цякучую вадкасць. Такім чынам, хуткасць патоку вадкасці можа быць выяўлена з дапамогай прыёмнай ультрагукавой хвалі і пераўтворана ў хуткасць патоку. Па спосабе выяўлення яго можна падзяліць на розныя віды Ультрагукавы расходомерны пераўтваральнік 1 МГц, напрыклад, метад рознасці хуткасцей распаўсюджвання, метад Доплера, метад зрушэння прамяня, метад шуму і роднасныя метады. Існуе мноства тыпаў ультрагукавых расходомераў, якія можна падзяліць на розныя тыпы ультрагукавых расходомераў у адпаведнасці з рознымі метадамі класіфікацыі. У дадатак да спосабу выяўлення, ёсць таксама зонд (пераўтваральнік) метадаў ўстаноўкі, у залежнасці ад колькасці каналаў, у залежнасці ад прадукцыйнасці і прымянення.

У цяперашні час звычайна выкарыстоўваюцца два тыпу ультрагукавых расходомераў: адзін - ультрагукавой доплераўскі расходомер, а другі насценны ультрагукавой расходомер - гэта ультрагукавой расходомер з розніцай у часе. Доплераўскі тып выкарыстоўвае метад рознасці фаз для вымярэння хуткасці патоку, гэта значыць гукавая хваля пэўнай частаты рухаецца ў вадкасці. Паколькі сама вадкасць мае хуткасць руху, частата або фаза ультрагукавой хвалі паміж двума прыёмнікамі (або перадатчыкам) узнікае. Адноснае змяненне хуткасці вадкасці можна атрымаць шляхам вымярэння гэтага адноснага змянення; тып розніцы ў часе - гэта вымярэнне хуткасці патоку з дапамогай метаду розніцы ў часе, гэта значыць гукавая хваля з пэўнай хуткасцю выклікае час распаўсюджвання паміж двума прыёмнікамі (або перадатчыкам) з-за патоку вадкасці. Змяняючы, вымяраючы гэтую адносную змену, можна атрымаць хуткасць патоку вадкасці. Большасць нашых заводаў выкарыстоўваюць ультрагукавыя расходомеры з пакадравай здымкай. Далей коратка прадстаўлены гэтыя два тыпы ультрагукавых расходомераў і канкрэтныя метады вымярэння.

1. Датчык ультрагукавога доплераўскага расходомера: пераўтваральнік выпраменьвае ультрагукавы сігнал з частатой f1. Пасля праходжання праз узважаныя часціцы або бурбалкі ў вадкасці ў трубаправодзе зрухі частоты адлюстроўваюцца на пераўтваральніках з частатой f2. Гэта значыць, допплер будзе мець розніцу паміж f2 і f1 - гэта мульты-спектральная розніца частот fd. Няхай хуткасць патоку вадкасці будзе v, хуткасць ультрагукавога гуку роўна c, а доплераўскі зрух частоты fd прапарцыянальны хуткасці патоку вадкасці v, гэта значыць, калі стан трубаправода, месца ўстаноўкі пераўтваральніка мае частату перадачы, а хуткасць гуку вызначаецца, c, f1 і θ з'яўляюцца пастаяннымі. Хуткасць патоку вадкасці прапарцыйная доплераўскага зруху, а хуткасць патоку вадкасці атрымліваецца шляхам вымярэння зруху частоты, такім чынам, атрымліваючы хуткасць патоку вадкасці.

   
   

2. метад розніцы ў часе ультрагукавога расходомера

   
   

   Паказаны прынцып працы вонкавага ультрагукавога расходомера Transit Time. He - гэта ўскосны метад вымярэння, які выкарыстоўвае пару ультрагукавых пераўтваральнікаў для пачарговай (або адначасовай) перадачы і прыёму ультрагукавых хваль, ускоснага вымярэння хуткасці патоку вадкасці шляхам назірання за плыўнай і супрацьточнай розніцай часу распаўсюджвання ультрагукавых хваль у асяроддзі і вылічэння хуткасці патоку па хуткасці патоку. Ёсць два ультрагукавых датчыка: датчык прамога патоку і датчык супрацьтоку. Два пераўтваральніка адпаведна ўстаноўлены па абодва бакі ад трубаправода вадкасці і на пэўнай адлегласці. Унутраны дыяметр трубаправода роўны D, даўжыня траекторыі ультрагукавой хады роўная L, хуткасць ультрагукавога патоку роўная tu, хуткасць супрацьтоку роўная td, а кірунак распаўсюджвання ультрагукавой хвалі і кірунак патоку вадкасці нахілены пад вуглом θ. З-за патоку вадкасці час, неабходны для распаўсюджвання ультрагукавой хвалі па ўсёй даўжыні даўжыні L, меншы за час, неабходны для распаўсюджвання супрацьтоку, і розніцу ў часе можна выказаць наступнай формулай: Вышэй з'яўляецца асноўным прынцыпам вымярэння хуткасці патоку метадам розніцы ў часе. У практычных прымяненнях, у залежнасці ад спосабу ўстаноўкі Заціск ультрагукавога датчыка на расходометры , яго можна падзяліць на заціскны тып (сталёвая стужка для пераўтваральніка замацавана і прылепленая да вонкавай сценкі трубы злучальным сродкам, яны не знаходзяцца ў кантакце з вадкасцю) і кантактны тып (ультрагукавы датчык). Усталяваны на ўчастку лыжкі, датчык знаходзіцца ў непасрэдным кантакце з вадкасцю, якая вымяраецца.