فلومتر التراسونیک چیست؟

فلومتر التراسونیک. اصول کار آن:

انواع بسیاری از جریان سنج های فرآیند وجود دارد.

جریان سنج جرمی کوریولیس; فلومترهای جابجایی مثبت، مانند توربین سنج. و فلومترهای حجمی، مانند جریان سنج اولتراسونیک، فقط به نام چند مورد.

در واقع، حداقل هجده نوع مختلف جریان سنج.

شاید بپرسید چرا انواع مختلفی وجود دارد؟

هر نوع دبی سنج بر اساس اصول فیزیکی، مکانیکی و الکتریکی متفاوت عمل می کند.

در این مقاله، اصول کار فلومتر التراسونیک. را بررسی می کنیم.

ما نشان خواهیم داد که چگونه می توان از یک ویژگی فیزیکی ساده، صدا، برای اندازه گیری سرعت جریان سیال در حال حرکت در لوله استفاده کرد.

جریان سنج التراسونیک جریان حجمی سیال را اندازه گیری می کند، یعنی تعداد گالن یا لیتر در واحد زمان، مانند دقیقه.

.

ما نشان خواهیم داد که فلومترهای اولتراسونیک به استفاده و درک برخی از اصول اولیه فیزیکی، مکانیکی و الکتریکی نیاز دارند که به جریان سنج اولتراسونیک اجازه می‌دهد تا سرعت جریان را در محدوده وسیعی از شرایط جریان به دقت اندازه‌گیری کند.

هنگامی که سیال از یک لوله عبور می کند، در یک جهت با سرعتی جریان می یابد که تحت تأثیر عوامل زیادی مانند دما، فشار، ویسکوزیته سیال و اندازه لوله است.

هر چه اختلاف فشار در بالادست یک نقطه در لوله و پایین دست از آن نقطه بیشتر باشد، سرعت جریان بیشتر است.

فلومتر التراسونیک.

افزایش دما معمولاً منجر به افزایش جریان می‌شود که همه عوامل دیگر ثابت می‌مانند.

برخی مایعات شفاف هستند، برخی حاوی ذرات یا حباب هستند.

برخی از سیالات مانند روغن های سنگین بسیار چسبناک هستند و به راحتی مایعات با چسبندگی کمتر مانند آب جریان ندارند.

امواج صوتی بر اساس انتقال ارتعاشات از طریق سیال در یک سیال حرکت می کنند.

این نوسان‌های مکانیکی بین مولکول‌های سیال جاری به مولکول‌های مجاور منتقل می‌شود و بدین ترتیب موج به آن مولکول‌های مجاور منتقل می‌شود.

.

صدای بوق خودرو شنیده می‌شود زیرا یک ارتعاش دیافراگم به سرعت امواجی با فرکانس بالا را از طریق هوا، در این مورد، سیال انتقال می‌دهد.

ما می‌توانیم صدا را بشنویم زیرا فرکانس ارتعاش در محدوده قابل شنیدن است، حدود ۲۰ هرتز تا ۲۰۰۰۰ هرتز.

جریان سنج های اولتراسونیک که در فرکانس های ارتعاش کار می کنند خارج از محدوده قابل شنیدن هستند، در ۲۵ کیلوهرتز یا بالاتر.

این فرکانس‌های بالاتر امکان اندازه‌گیری دقیق‌تر و همچنین عدم تولید صدا در محدوده شنیداری را فراهم می‌کنند.

جریان سنج اولتراسونیک چگونه این امواج صوتی را تولید می کند؟

پاسخ یککریستال پیزوالکتریک با ارتعاش سریع است.

این کریستال های سرامیکی خاص با اعمال جریان الکتریکی تغییر شکل می دهند.

با تغییر سریع سیگنال الکتریکی، کریستال در یک جهت و سپس در جهت دیگر تغییر شکل می‌دهد و باعث ایجاد موجی با فرکانس بالا می‌شود.

.

بنابراین، این سه اصل را در کنار هم قرار می دهیم.

یک فلومتر اولتراسونیک حداقل از یک جفت سنسور و مبدل تشکیل شده است.

هر یک از اعضای جفت می تواند هم به عنوان فرستنده و هم به عنوان گیرنده عمل کند.

در حالت انتقال، یک جریان الکتریکی نوسانی لرزشی در کریستال پیزوالکتریک ایجاد می‌کند و یک موج اولتراسونیک از طریق سیال جاری ارسال می‌شود.

در حالت دریافت، یک موج اولتراسونیک که از سیال می گذرد، ارتعاش در کریستال پیزوالکتریک ایجاد می کند و یک ضربه الکتریکی ایجاد می شود.

.

زمان عبور موج اولتراسونیک از عنصر فرستنده به عنصر گیرنده به عوامل مختلفی بستگی دارد.

اگر دو عنصر در مکان‌های کمی متفاوت در امتداد لوله قرار گیرند، سرعت سیال بر زمان رسیدن سیگنال به عنصر گیرنده تأثیر می‌گذارد.

در یک راکد سیال، ارتعاش در مدت زمان قابل اندازه گیری از فرستنده به گیرنده منتقل می شود.

پالس اولتراسونیک تولید شده در جهت مخالف باید به همان میزان زمان ببرد. محیط اندازه گیری ثابت است.

اما، از آنجایی که امواج مافوق صوت دارای خواص مکانیکی هستند، زمان لازم برای حرکت از فرستنده به گیرنده تحت تأثیر سیال سرعت است.

پالسی که از عنصر بالادست به عنصر پایین‌دست یا همراه با جریان حرکت می‌کند، نسبت به پالسی که در جهت مخالف یا خلاف جریان برمی‌گردد، زمان کمتری برای انجام سفر می‌برد.

به این فکر کنید که زمان لازم برای شنا کردن بین دو نقطه در مسیر جریان و خلاف جریان است.

تفاوت در این زمان پرواز بین دو پالس مستقیماً با سرعت جریان متناسب است.

از آنجایی که دبی حجمی برابر است با سرعت ضربدر سطح مقطع لوله که در دبی سنج ثابت می شود، این اندازه گیری نرخ جریان را به دست می دهد.

این نوع فلومتر اولتراسونیک به طور مناسب زمان پرواز فلومتر نامیده می شود.

به منظور از بین بردن تفاوت‌ها در مشخصات جریان در سراسر لوله، جفت‌های حسگر اضافی برای اطمینان از اندازه‌گیری دقیق اضافه می‌شوند.

هر جفت فرستنده و گیرنده چیزی را تشکیل می دهند که آکورد نامیده می شود.

هر وتر برای ارائه اندازه گیری در یک مکان متفاوت در امتداد محیط لوله قرار می گیرد.

روش های مختلفی وجود دارد که حسگرها در زمان پرواز سنج اولتراسونیک نصب می شوند.

پالس‌های موج صوتی می‌توانند مستقیماً از فرستنده به گیرنده دیگر منتقل شوند یا از دیواره لوله برای انعکاس امواج صوتی استفاده شود.

.

سنسورها را می‌توان خیس کرد یا در دیواره دبی‌سنج تعبیه کرد تا حسگرها با سیال تماس پیدا کنند.

یا سنسورها را می‌توان به قسمت بیرونی لوله، جایی که سنسورها با سیال تماس نمی‌گیرند، بسته شوند.

حسگرهای غیر تماسی کاملاً دقیق نیستند، زیرا موج صوتی باید از دیواره لوله و سیال عبور کند، جایی که دیواره لوله ممکن است برخی از سیگنال‌های پالسی را جذب کند.

نوع دیگری از فلومتر اولتراسونیک از اثر داپلر برای اندازه‌گیری سرعت جریان استفاده می‌کند.

در این روش از حباب های هوا یا ذرات حباب شده برای انعکاس امواج صوتی از فرستنده به گیرنده استفاده می شود.

.

همانطور که با افت ارتفاع یا فرکانس سوت قطار هنگام دور شدن قطار از ناظر، تغییر فرکانس مشاهده شده در گیرنده می تواند برای تعیین نرخ جریان استفاده شود.

اکنون که نحوه عملکرد یک فلومتر التراسونیک. را نشان دادیم، ممکن است بپرسید که این فلومترها کجا استفاده می شوند؟

جریان سنج های اولتراسونیک یک انتخاب عالی برای کاربردهای فشار بالا و جریان بالا مانند خطوط لوله گاز طبیعی است.

برای این کاربردها، زمان پرواز متر با چهار یا چند آکورد برای دقت استفاده می شود.

سیستم‌های آب و فاضلاب شهری اغلب از فلومتر التراسونیک. نصب‌شده خارجی برای اندازه‌گیری جریان استفاده می‌کنند، زیرا برای نصب دبی‌سنج نیازی به نفوذ لوله نیست.

علاوه بر این، در برخی موارد، می‌توان از زمان پرواز و داپلر در یک طرح دبی‌متر برای کنترل مایعات استفاده کرد، که ممکن است در طول زمان ترکیب را تغییر دهد.

هنگامی که ذرات یا رسوب شناسایی می شوند، متر می تواند از حالت زمان پرواز به حالت داپلر تغییر کند تا دقت اندازه گیری جریان حفظ شود.

این مقاله مروری بر اصول کار اندازه گیری جریان اولتراسونیک ارائه کرده است.

فلومتر التراسونیک. بسیار متنوع هستند و برای برخی از جریان های سیال، مانند خطوط لوله گاز طبیعی و جریان های سیستم آب شهری، دستگاه اولتراسونیک بهترین انتخاب است.

یک دوست، مشتری یا همکار دارید که بتواند از برخی از این اطلاعات استفاده کند؟ لطفاً این مقاله را به اشتراک بگذارید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.