En ultraljudsgasflödesmätare -vad är ultraljudsflödesmätareDe vanligaste enheterna i gasledningar - är en flödesmätare installerad på en rörledning som transporterar strömmande gas och mäter gasflödet med hjälp av ultraljudsprincipen. En enkel-kanals ultraljudsgasflödesmätare är en enhet utrustad med endast en kanal; en flerkanalig ultraljudsgasflödesmätare har två eller flera kanaler. Den grundläggande principen för ultraljudsgasflödesmätare för att mäta flödeshastighet är att beräkna kärnparametrarna för gasvätskan, såsom hastighet, flödeshastighet och densitet, genom att mäta utbredningstiden för ultraljudsvågor i gasmediet.
Analys av arbetsprincipen för tids-skillnad med ultraljudsmätning av gasflöde
Tids-skillnadsmetoden för ultraljudsmätning av gasflöde - en princip som ofta hänvisas till iDefinition av ultraljudsflödesmätare- bestämmer den genomsnittliga gashastigheten längs ljudkanalen genom att använda utbredningstidsskillnaden mellan två ultraljudssignaler som fortplantar sig i samma riktning och i motsatt riktning. När ultraljud fortplantar sig i ett strömmande gasmedium ändras dess hastighet med gashastigheten. Specifikt ändras utbredningshastigheten för ultraljud i samma riktning som gashastigheten: när gashastigheten ökar, ökar hastigheten för ultraljudets utbredning i samma riktning; omvänt, om gashastigheten ökar i motsatt riktning till ultraljudsutbredningen, kommer ultraljudets hastighet att minska i enlighet därmed.
Grundläggande struktur för ultraljudsrörflödessensor
Som visas i figur 2.1 - en typiskSchematiskt diagram av ultraljudsflödesmätare- två ultraljudsgivare (kallade prober eller givare) som kan både sända och ta emot ultraljudspulser är inbäddade i en eller båda sidor av röret. Den faktiska vägen för ultraljudssignalen mellan de två omvandlarna kallas ljudkanalen, så ett par omvandlare utgör en ljudkanal. Givarna är separerade från det flytande mediet med ett ljud-transparent membran eller en del av en akustisk kanalvägg. I en enda-kanalultraljudsflödesmätare, skär vågledaren mellan de två ultraljudsgivarna utrustningens axel.
Som visas i figur 2.1 är rördiametern D, och den raka-linjelängden mellan ändytorna på de två omvandlarna A och B inbäddade på båda sidor av röret är kanallängden L (även kallad ljudbana L). Dess förhållande till diametern D är som följer:
I formeln: Φär lutningsvinkeln för ljudkanalen, vilket är vinkeln mellan ljudkanalen och rörets axel. Lutningsvinkeln för ljudkanalen är också infallsvinkeln för ultraljudsvågen.
Incidentvinkeln - som ofta diskuteras iStruktur för ultraljudsflödesmätaresåväl som iBlockdiagram av ultraljudsflödesmätare- påverkas av både ljudhastigheten i vätskan och ljudhastigheten i den akustiska kilen och rörväggsmaterialet. Förändringen i ljudhastighet med temperaturen är dock i allmänhet mindre för fasta material än för gasformiga material. När temperaturförändringen är liten kan påverkan av den akustiska kilen och rörväggsmaterialet på mätnoggrannheten ignoreras; men när temperaturändringsintervallet är stort måste korrigeringar göras för de betydande förändringarna i ljudhastigheten i den akustiska kilen och rörväggsmaterialet.
En givare med en infallsvinkel på 30 grader har hög transmittans, låg energiförlust och låg excitationsspänning, vilket gör den lämplig för handhållna ultraljudsflödesmätare där växelström är obekvämt. En givare med en infallsvinkel på 45 grader har en lägre transmittans, men givarens kristallstorlek kan ökas för att höja exciteringsspänningen, vilket gör den lämplig för stationära ultraljudsflödesmätare eller de som kan använda växelström.
