Ультразвуковий витратомір газу -що таке ультразвуковий витратомірпристрої, які найчастіше використовуються в газопроводах - – це витратомір, встановлений на трубопроводі, що транспортує газ, і вимірює витрату газу за принципом ультразвуку. Одно-канальний ультразвуковий витратомір газу – це пристрій, обладнаний лише одним каналом; багато{3}}канальний ультразвуковий витратомір газу має два або більше каналів. Основним принципом ультразвукового газового витратоміра для вимірювання швидкості потоку є обчислення основних параметрів газової рідини, таких як швидкість, швидкість потоку та густина, шляхом вимірювання часу поширення ультразвукових хвиль у газовому середовищі.
Аналіз принципу роботи ультразвукового вимірювання-різниці газу в часі
Метод-різниці в часі для ультразвукового вимірювання витрати газу - принцип, на який часто посилаються вВизначення ультразвукового витратоміра- визначає середню швидкість газу вздовж звукового каналу, використовуючи різницю в часі поширення двох ультразвукових сигналів, що поширюються в одному та протилежному напрямках. Коли ультразвук поширюється в текучому газовому середовищі, його швидкість змінюється зі швидкістю газу. Зокрема, швидкість поширення ультразвуку змінюється в тому ж напрямку, що й швидкість газу: коли швидкість газу збільшується, швидкість ультразвуку, що поширюється в тому ж напрямку, також збільшується; і навпаки, якщо швидкість газу збільшується в протилежному напрямку до поширення ультразвуку, швидкість ультразвуку відповідно зменшиться.
Базова структура ультразвукового датчика потоку труби
Як показано на малюнку 2.1 - типовийПринципова схема ультразвукового витратоміра- два ультразвукові перетворювачі (називаються зондами або перетворювачами), здатні як передавати, так і приймати ультразвукові імпульси, вбудовані в один або обидва боки труби. Фактичний шлях ультразвукового сигналу між двома перетворювачами називається звуковим каналом, тому пара перетворювачів становить один звуковий канал. Перетворювачі відокремлені від рідкого середовища звуково-прозорою мембраною або ділянкою стінки акустичного каналу. В одному-каналіультразвуковий витратомір, хвилевід між двома ультразвуковими перетворювачами перетинає вісь обладнання.
Як показано на малюнку 2.1, діаметр труби дорівнює D, а довжина прямої -лінії між торцевими поверхнями двох перетворювачів A і B, вбудованих по обидва боки труби, є довжиною каналу L (також називається звуковим шляхом L). Його співвідношення з діаметром D наступне:
У формулі: Φ - кут нахилу звукового каналу, який є кутом між звуковим каналом і віссю труби. Кут нахилу звукового каналу також є кутом падіння ультразвукової хвилі.
Кут падіння - часто обговорюється вСтруктура ультразвукового витратоміраа також вБлок-схема ультразвукового витратоміраНа - впливає як швидкість звуку в рідині, так і швидкість звуку в акустичному клині та матеріалі стінки труби. Однак зміна швидкості звуку з температурою зазвичай менша для твердих матеріалів, ніж для газоподібних матеріалів. Коли зміна температури невелика, можна знехтувати впливом акустичного клина та матеріалу стінки труби на точність вимірювання; однак, коли діапазон зміни температури великий, необхідно внести поправки на значні зміни швидкості звуку в акустичному клині та матеріалі стінки труби.
Перетворювач із кутом падіння 30 градусів має високу пропускну здатність, низьку втрату енергії та низьку напругу збудження, що робить його придатним для портативних ультразвукових витратомірів, де живлення змінним струмом є незручним. Перетворювач із кутом падіння 45 градусів має менший коефіцієнт пропускання, але розмір кристала перетворювача можна збільшити, щоб підвищити напругу збудження, що робить його придатним для стаціонарних ультразвукових витратомірів або тих, які можуть використовувати джерело змінного струму.
