Co to jest ultradźwiękowy czujnik przepływomierza(2)

3. Klasyfikacja ultradźwięków

Fale ultradźwiękowe niosą informacje o natężeniu przepływu płynu, gdy rozchodzą się w przepływającym płynie. Dlatego też natężenie przepływu płynu można wykryć za pomocą odbierającej fali ultradźwiękowej i przekształcić w natężenie przepływu. Zgodnie z metodą wykrywania można ją podzielić na różne typy Przetwornik ultradźwiękowy 1 MHz, taki jak metoda różnicy prędkości propagacji, metoda Dopplera, metoda przesunięcia wiązki, metoda szumu i metody pokrewne. Istnieje wiele typów przepływomierzy ultradźwiękowych, które można podzielić na różne typy przepływomierzy ultradźwiękowych według różnych metod klasyfikacji. Oprócz sposobu detekcji istnieją również metody instalacji sond (przetworników) w zależności od liczby kanałów, wydajności i zastosowania.

Obecnie powszechnie stosuje się dwa typy przepływomierzy ultradźwiękowych, jeden to przepływomierz ultradźwiękowy dopplerowski, a drugi Przepływomierz ultradźwiękowy montowany na ścianie jest przepływomierzem ultradźwiękowym wykorzystującym różnicę czasu. Typ Dopplera wykorzystuje metodę różnicy faz do pomiaru natężenia przepływu, czyli fali dźwiękowej o określonej częstotliwości poruszającej się w płynie. Ponieważ sama ciecz ma prędkość poruszania się, występuje częstotliwość lub faza fali ultradźwiękowej pomiędzy dwoma odbiornikami (lub nadajnikiem). Względną zmianę prędkości cieczy można uzyskać mierząc tę ​​względną zmianę; typ różnicy czasu polega na pomiarze prędkości przepływu metodą różnicy czasu, czyli fala dźwiękowa o określonej prędkości powoduje wydłużenie czasu propagacji pomiędzy dwoma odbiornikami (lub nadajnikiem) pod wpływem przepływu płynu. Zmieniając się, mierząc tę ​​względną zmianę, można uzyskać natężenie przepływu płynu. Większość naszych fabryk wykorzystuje przepływomierze ultradźwiękowe poklatkowe. Poniżej krótko przedstawiono te dwa typy przepływomierzy ultradźwiękowych i konkretne metody pomiarowe.

1. Dopplerowski czujnik przepływomierza ultradźwiękowego: Przetwornik emituje sygnał ultradźwiękowy o częstotliwości f1. Po przejściu przez cząstki zawieszone lub pęcherzyki w cieczy w rurociągu, przesunięcia częstotliwości są odbijane do przetworników z częstotliwością f2. Oznacza to, że w przypadku Dopplera różnica między f2 i f1 jest wielospektralną różnicą częstotliwości fd. Niech natężenie przepływu płynu będzie wynosić v, prędkość dźwięku ultradźwiękowego będzie c, a przesunięcie częstotliwości Dopplera fd będzie proporcjonalne do prędkości przepływu płynu v, to znaczy, gdy stan rurociągu, miejsce montażu przetwornika ma częstotliwość transmisji, a prędkość dźwięku zostanie określona, ​​c, f1 i θ są stałe. Natężenie przepływu płynu jest proporcjonalne do przesunięcia Dopplera, a natężenie przepływu płynu uzyskuje się poprzez pomiar przesunięcia częstotliwości, uzyskując w ten sposób natężenie przepływu płynu.

   
   

2. Metoda różnicy czasu przepływomierza ultradźwiękowego

   
   

   Pokazano zasadę działania zewnętrznego przetwornika ultradźwiękowego przepływomierza Transit Time. Jest to pośrednia metoda pomiaru, która wykorzystuje parę przetworników ultradźwiękowych do naprzemiennego (lub jednoczesnego) przesyłania i odbierania fal ultradźwiękowych, pośrednio mierząc prędkość przepływu płynu, obserwując różnicę czasu gładkiej i przeciwprądowej propagacji fal ultradźwiękowych w ośrodku i obliczając natężenie przepływu na podstawie natężenia przepływu. Istnieją dwa przetworniki ultradźwiękowe: przetwornik przepływu do przodu i przetwornik przeciwprądu. Obydwa przetworniki instaluje się odpowiednio po obu stronach rurociągu z cieczą i w określonej odległości. Wewnętrzna średnica rurociągu wynosi D, długość ścieżki ultradźwiękowej wynosi L, natężenie przepływu ultradźwiękowego wynosi tu, prędkość przeciwprądowa wynosi td, a kierunek propagacji fali ultradźwiękowej i kierunek przepływu płynu są ustawione pod kątem θ. Ze względu na przepływ płynu czas propagacji fali ultradźwiękowej na długości L jest krótszy niż czas propagacji przeciwprądu, a różnicę czasu można wyrazić następującym wzorem: Powyższe stanowi podstawową zasadę pomiaru natężenia przepływu metodą różnicy czasu. W praktycznych zastosowaniach, w zależności od metody instalacji Przetwornik ultradźwiękowy obejmowany na przepływomierzu , można go podzielić na zaciskany (stalowa listwa przetwornika jest mocowana i przyklejana do zewnętrznej ścianki rury za pomocą środka sprzęgającego, tak aby nie miały kontaktu z cieczą) oraz kontaktowy (przetwornik ultradźwiękowy). Przetwornik montowany na odcinku łyżki ma bezpośredni kontakt z mierzoną cieczą.