Ultrazvučni mjerač protoka plina -što je ultrazvučni mjerač protokauređaji koji se najčešće koriste u plinovodima - je mjerač protoka instaliran na cjevovodu kojim teče plin i mjeri protok plina na principu ultrazvuka. Jedno-kanalni ultrazvučni mjerač protoka plina je uređaj opremljen samo jednim kanalom; više{3}}kanalni ultrazvučni mjerač protoka plina ima dva ili više kanala. Osnovno načelo ultrazvučnog mjerača protoka plina za mjerenje brzine protoka je izračunavanje osnovnih parametara plinskog fluida, kao što su brzina, brzina protoka i gustoća, mjerenjem vremena širenja ultrazvučnih valova u plinskom mediju.
Analiza principa rada ultrazvučnog mjerenja vremenske{0}}razlike protoka plina
Metoda-vremenske razlike za ultrazvučno mjerenje protoka plina - princip koji se često spominje uDefinicija ultrazvučnog mjerača protoka- određuje prosječnu brzinu plina duž zvučnog kanala korištenjem vremenske razlike između dva ultrazvučna signala koji se šire u istom i suprotnom smjeru. Kada se ultrazvuk širi u tekućem plinovitom mediju, njegova se brzina mijenja s brzinom plina. Konkretno, brzina širenja ultrazvuka mijenja se u istom smjeru kao i brzina plina: kada se brzina plina povećava, povećava se i brzina ultrazvuka koji se širi u istom smjeru; obrnuto, ako se brzina plina povećava u suprotnom smjeru od širenja ultrazvuka, brzina ultrazvuka će se sukladno tome smanjiti.
Osnovna struktura ultrazvučnog senzora protoka u cijevima
Kao što je prikazano na slici 2.1 - tipičnoShematski dijagram ultrazvučnog mjerača protoka- dvije ultrazvučne sonde (koje se nazivaju sonde ili sonde) koje mogu odašiljati i primati ultrazvučne impulse ugrađene su u jednu ili obje strane cijevi. Stvarni put ultrazvučnog signala između dva pretvornika naziva se zvučni kanal, tako da par pretvornika čini jedan zvučni kanal. Pretvornici su odvojeni od tekućeg medija zvučno-prozirnom membranom ili dijelom stijenke akustičnog kanala. U jednom-kanaluultrazvučni mjerač protoka, valovod između dva ultrazvučna sonde siječe os opreme.
Kao što je prikazano na slici 2.1, promjer cijevi je D, a duljina ravne-linije između krajeva dvaju pretvarača A i B ugrađenih na obje strane cijevi je duljina kanala L (također se naziva zvučni put L). Njegov odnos s promjerom D je sljedeći:
U formuli: Φ je kut nagiba zvučnog kanala, što je kut između zvučnog kanala i osi cijevi. Kut nagiba zvučnog kanala također je upadni kut ultrazvučnog vala.
Upadni kut - često se raspravlja uStruktura ultrazvučnog mjerača protokakao i uBlok dijagram ultrazvučnog mjerača protokaNa - utječu i brzina zvuka u tekućini i brzina zvuka u akustičnom klinu i materijalu stijenke cijevi. Međutim, promjena brzine zvuka s temperaturom općenito je manja za čvrste materijale nego za plinovite materijale. Kada je promjena temperature mala, može se zanemariti utjecaj akustičnog klina i materijala stijenke cijevi na točnost mjerenja; međutim, kada je raspon promjene temperature velik, moraju se napraviti korekcije za značajne promjene u brzini zvuka u akustičnom klinu i materijalu stijenke cijevi.
Pretvornik s upadnim kutom od 30 stupnjeva ima visoku propusnost, mali gubitak energije i nizak pobudni napon, što ga čini prikladnim za ručne ultrazvučne mjerače protoka gdje je izmjenično napajanje nezgodno. Pretvornik s upadnim kutom od 45 stupnjeva ima manju propusnost, ali veličina kristala pretvornika može se povećati kako bi se povećao pobudni napon, što ga čini prikladnim za stacionarne ultrazvučne mjerače protoka ili one koji mogu koristiti izmjeničnu struju.
