Co to są przepływomierze ultradźwiękowe?

Przepływomierze ultradźwiękowe mierzą wodę lub inne ciecze, aw niektórych przypadkach gazy przepływające przez rury. Liczniki te mogą mierzyć zarówno prędkość, jak i przepływ objętościowy cieczy. Są proste w użyciu, ponieważ, w przeciwieństwie do większości typów mierników, przepływomierze ultradźwiękowe zaciskają się na rurach zamiast instalować się w nich, więc przepływ nie musi być przerywany, aby zainstalować jeden.

Istnieją dwa główne rodzaje przepływomierzy ultradźwiękowych - przepływomierze czasowe i przepływomierze Dopplera. Oba typy zaciskają się na zewnątrz rur, ale różnią się metodą stosowaną do pomiaru przepływu, a każda metoda ma swoje zalety i wady. Przepływomierze czasu tranzytu działają lepiej w przypadku czystych cieczy, które nie zawierają wielu pęcherzyków powietrza ani cząstek stałych. Natomiast przepływomierze dopplerowskie wymagają, aby ciecz zawierała bąbelki lub cząstki w celu pomiaru przepływu, ale wymagają również, aby ciecz poruszała się z określoną lub większą prędkością.

Przepływomierze ultradźwiękowe w czasie tranzytu, zwane również przepływomierzami transmisyjnymi, wykorzystują zasadę zwaną przesunięciem fazowym. Dwa przetworniki, które zarówno wysyłają, jak i odbierają ultradźwiękowe wiązki energii, są umieszczone w pewnej odległości od siebie na rurze. Miernik mierzy czas potrzebny na przemieszczenie energii w każdym kierunku i znajduje różnicę między tymi dwoma czasami. Różnica ta jest wprost proporcjonalna do prędkości cieczy, która jest obliczana przez przepływomierz za każdym razem, gdy wykonuje pomiar.

Przepływomierze ultradźwiękowe Dopplera wykorzystują efekt Dopplera, który stwierdza, że ​​częstotliwość fal dźwiękowych zależy od ruchu zarówno źródła, jak i obserwatora dźwięku. Podobnie jak mierniki czasu transportu, odmiany Dopplera wykorzystują dwa przetworniki, ale jeden przetwornik wysyła tylko drugi, a drugi tylko odbiera. Przetwornik wysyłający wysyła wiązki energii ultradźwiękowej, a cząstki lub pęcherzyki w cieczy powodują zmianę częstotliwości wiązek. To przesunięcie częstotliwości jest mierzone przez przetwornik odbiorczy i jest proporcjonalne do prędkości cieczy.

Przepływomierze ultradźwiękowe są wszechstronne, ponieważ mogą mierzyć przepływ kilku różnych cieczy, w tym nie tylko wody, ale również ścieków, olejów i cieczy wytwarzanych w procesach przemysłowych. Mierniki te są najczęściej używane do pomiaru przepływu w rurach, ale można je również wykorzystać do pomiaru w otwartych kanałach. Odbywa się to poprzez pomiar poziomu wody w kanale, który można następnie powiązać z przepływem objętościowym.