Co je snímač ultrazvukového průtokoměru (2)

3. Klasifikace ultrazvuku

Ultrazvukové vlny nesou informaci o rychlosti proudění tekutiny, jak se šíří proudící tekutinou. Proto může být průtok tekutiny detekován přijímací ultrazvukovou vlnou a převeden na průtok. Podle způsobu detekce je lze rozdělit na různé typy 1MHz ultrazvukový průtokoměrový převodník, jako je metoda rozdílu rychlosti šíření, Dopplerova metoda, metoda posunu paprsku, metoda šumu a související metoda. Existuje mnoho typů ultrazvukových průtokoměrů, které lze rozdělit na různé typy ultrazvukových průtokoměrů podle různých klasifikačních metod. Kromě způsobu detekce existují také sondy (převodníky) způsobů instalace, podle počtu kanálů, podle výkonu a aplikace.

V současné době se obecně používají dva typy ultrazvukových průtokoměrů, jeden je dopplerovský ultrazvukový průtokoměr a druhý nástěnný ultrazvukový průtokoměr je ultrazvukový průtokoměr s časovým rozdílem. Dopplerův typ používá k měření průtoku metodu fázového rozdílu, to znamená, že se v tekutině pohybuje zvuková vlna o určité frekvenci. Protože kapalina sama o sobě má rychlost pohybu, dochází k frekvenci nebo fázi ultrazvukové vlny mezi dvěma přijímači (nebo vysílačem). Relativní změnu rychlosti kapaliny lze získat měřením této relativní změny; typ časového rozdílu má měřit rychlost proudění pomocí metody časového rozdílu, to znamená, že zvuková vlna určité rychlosti způsobí dobu šíření mezi dvěma přijímači (nebo vysílačem) v důsledku proudění tekutiny. Změnou měřením této relativní změny lze získat průtok tekutiny. Většina našich továren používá časosběrné ultrazvukové průtokoměry. Následující text stručně představí tyto dva typy ultrazvukových průtokoměrů a konkrétní metody měření.

1. Dopplerův ultrazvukový snímač průtoku: Převodník vysílá ultrazvukový signál s frekvencí f1. Po průchodu suspendovanými částicemi nebo bublinami v kapalině v potrubí se frekvenční posuny odrážejí do převodníků s frekvencí f2. To znamená, že Dopplerův rozdíl mezi f2 a f1 je multispektrální frekvenční rozdíl fd. Nechť je rychlost průtoku tekutiny v, rychlost ultrazvukového zvuku je c a Dopplerův frekvenční posun fd je úměrný rychlosti toku tekutiny v, to znamená, že když je stav potrubí, poloha instalace snímače má přenosovou frekvenci a rychlost zvuku jsou určeny, c, f1 a θ jsou konstantní. Rychlost toku tekutiny je úměrná dopplerovu posunu a rychlost toku tekutiny se získá měřením frekvenčního posunu, čímž se získá rychlost toku tekutiny.

   
   

2. metoda časového rozdílu ultrazvukového průtokoměru

   
   

   Je znázorněn princip činnosti externího ultrazvukového průtokoměru Transit Time. Jedná se o nepřímou metodu měření, která používá pár ultrazvukových měničů k střídavému (nebo současnému) vysílání a příjmu ultrazvukových vln, nepřímo měří rychlost proudění tekutiny pozorováním hladkého a protiproudého časového rozdílu ultrazvukových vln v médiu a vypočítává průtok podle průtoku. Existují dva ultrazvukové převodníky: převodník s dopředným tokem a protiproudý převodník. Oba snímače jsou instalovány na obou stranách potrubí kapaliny a v určité vzdálenosti. Vnitřní průměr potrubí je D a délka dráhy ultrazvukové chůze je L, průtok ultrazvuku je tu, rychlost protiproudu je td a směr šíření ultrazvukové vlny a směr proudění tekutiny jsou natočeny o θ. Vlivem proudění tekutiny je doba šíření ultrazvukové vlny o délku délky L kratší než doba šíření protiproudu a časový rozdíl lze vyjádřit následujícím vzorcem: Výše ​​uvedené je základní princip měření průtoku metodou časového rozdílu. V praktických aplikacích v závislosti na způsobu instalace ultrazvuková svorka snímače na průtokoměru , lze ji rozdělit na typ s klipem (ocelový pásek pro snímač je upevněn a přilepen na vnější stěnu potrubí spojovacím prostředkem, nejsou v kontaktu s kapalinou) a kontaktní typ (ultrazvukový snímač) Instaluje se na část lžíce, snímač je v přímém kontaktu s měřenou kapalinou.