Mikä on ultraäänivirtausmittarin anturi (2)

3. Ultraäänen luokittelu

Ultraääniaallot kuljettavat tietoa nesteen virtausnopeudesta, kun ne etenevät virtaavan nesteen läpi. Siksi nesteen virtausnopeus voidaan havaita vastaanottavalla ultraääniaallolla ja muuntaa virtausnopeudeksi. Havaitsemismenetelmän mukaan se voidaan jakaa erityyppisiin 1MHz ultraäänivirtausmittarin anturi, kuten etenemisnopeuseromenetelmä, Doppler-menetelmä, säteen offset-menetelmä, kohinamenetelmä ja niihin liittyvät menetelmät. Ultraäänivirtausmittareita on monenlaisia, ja ne voidaan jakaa erityyppisiin ultraäänivirtausmittareihin eri luokittelumenetelmien mukaan. Havaintotavan lisäksi on olemassa myös asennusmenetelmien anturi (anturi) kanavien lukumäärän, suorituskyvyn ja sovelluksen mukaan.

Tällä hetkellä käytetään yleensä kahden tyyppisiä ultraäänivirtausmittareita, joista toinen on ultraäänivirtausmittari Doppler ja toinen seinään kiinnitettävä ultraäänivirtausmittari on aikaero-ultraäänivirtausmittari. Doppler-tyypissä käytetään vaihe-eromenetelmää virtausnopeuden mittaamiseen, eli tietyn taajuuden ääniaalto liikkuu nesteessä. Koska nesteellä itsessään on liikkumisnopeus, ultraääniaallon taajuus tai vaihe esiintyy kahden vastaanottimen (tai lähettimen) välillä. Nesteen nopeuden suhteellinen muutos voidaan saada mittaamalla tämä suhteellinen muutos; aikaerotyyppi on virtausnopeuden mittaaminen aikaeromenetelmällä, eli tietyn nopeuden ääniaalto aiheuttaa nestevirtauksesta johtuvan etenemisajan kahden vastaanottimen (tai lähettimen) välillä. Muuttamalla tätä suhteellista muutosta mittaamalla voidaan saada nesteen virtausnopeus. Suurin osa tehtaistamme käyttää ajastettuja ultraäänivirtausmittareita. Seuraavassa esitellään lyhyesti nämä kaksi ultraäänivirtausmittarityyppiä ja erityisiä mittausmenetelmiä.

1. Doppler-ultraäänivirtausmittarin anturi: Anturi lähettää ultraäänisignaalia taajuudella f1. Kun taajuussiirtymät ovat kulkeneet putkilinjassa olevan nesteen suspendoituneiden hiukkasten tai kuplien läpi, ne heijastuvat muuntimiin taajuudella f2. Toisin sanoen Dopplerilla on ero f2:n välillä ja f1 on monispektritaajuusero fd. Olkoon nesteen virtausnopeus v, ultraäänen nopeus c ja Doppler-taajuusmuutos fd verrannollinen nesteen virtausnopeuteen v, eli kun putkilinjan tilassa, anturin asennusasennossa on siirtotaajuus ja äänen nopeus on määritetty, c, f1 ja θ ovat vakioita. Nesteen virtausnopeus on verrannollinen Doppler-siirtymään, ja nesteen virtausnopeus saadaan mittaamalla taajuusmuutos, jolloin saadaan nesteen virtausnopeus.

   
   

2. ultraäänivirtausmittarin aikaeromenetelmä

   
   

   Transit Time -ulkoisen ultraäänivirtausmittarin anturin toimintaperiaate näytetään. Hän on epäsuora mittausmenetelmä, joka käyttää ultraääniantureiden paria vuorotellen (tai samanaikaisesti) ultraääniaaltojen lähettämiseen ja vastaanottamiseen, mittaamalla epäsuorasti nesteen virtausnopeutta tarkkailemalla väliaineessa olevien ultraääniaaltojen tasaista ja vastavirtaa etenemisaikaeroa ja laskemalla virtausnopeuden virtausnopeudella. Ultraääniantureita on kaksi: eteenpäin suuntautuva virtausanturi ja vastavirtaanturi. Kaksi anturia on asennettu vastaavasti nesteputken molemmille puolille ja tietylle etäisyydelle. Putkilinjan sisähalkaisija on D ja ultraäänikävelypolun pituus on L, ultraäänen virtausnopeus on tu, vastavirtanopeus on td ja ultraääniaallon etenemissuunta ja nesteen virtaussuunta on kulmassa θ. Nestevirtauksesta johtuen ultraääniaallon L-pituuden etenemiseen kuluva aika on lyhyempi kuin vastavirran etenemiseen kuluva aika, ja aikaero voidaan ilmaista seuraavalla kaavalla: Yllä oleva on virtausnopeuden mittaamisen perusperiaate aikaeromenetelmällä. Käytännön sovelluksissa asennustavan mukaan virtausmittarin ultraäänianturikiinnike , se voidaan jakaa kiinnitystyyppiin (anturin teräsnauha kiinnitetään ja liimataan putken ulkoseinään kytkentäaineella, ne eivät ole kosketuksissa nesteen kanssa) ja kosketustyyppiin (ultraäänianturi) Asennettu lusikan osaan, anturi on suorassa kosketuksessa nesteen kanssa.