Ультразвуковые расходомеры используют ультразвуковую технологию для измерения расхода жидкости. Существует два основных типа: эффект Доплера и время прохождения. Ультразвуковые расходомеры с эффектом Доплера и временем прохождения могут быть оснащены внешними зажимами или вставными датчиками. Подходит для измерения труб большого диаметра и труднодоступных жидкостей.
Расходомеры на эффекте Доплера и времени прохождения работают аналогично, но технология сильно отличается. Поймите их принципы и преимущества и выберите расходомер, более подходящий для вашего применения. Получите более точные измерения.
Что такое доплеровский ультразвуковой расходомер?
Доплеровский расходомер — это тип ультразвукового расходомера, который использует принцип эффекта Доплера для измерения скорости жидкости. Неравномерности в любой текущей жидкости вызовут сдвиг частоты отраженного ультразвукового сигнала (то есть разность фаз сигнала). Измеряя разность фаз, можно измерить скорость потока. Эта технология широко используется в различных отраслях промышленности, включая химическую обработку, очистку воды и добычу нефти и газа, благодаря своей точности, неинвазивности и универсальности.
Теоретически эти разрывы могут представлять собой взвешенные пузырьки, твердые тела или границы раздела, вызванные возмущениями жидкости. Датчик генерирует и принимает ультразвуковые сигналы и передает данные хосту. Хост обрабатывает сигналы и предоставляет аналоговые выходы для отображения скорости, отображения и накопления объемного расхода, а также релейный выход.
Скорость жидкости можно рассчитать как
v = c (fr – фут) / (2 фута cosΦ)
в котором
fr = частота приема
фут = частота передачи
v = скорость потока жидкости
Φ = относительный угол между ультразвуковым лучом и потоком жидкости
c = скорость звука в жидкости
Этот метод требует наличия в жидкости отражающих частиц. Метод не подходит для прозрачных жидкостей.
Что такое ультразвуковой расходомер времени прохождения?
Время пробега Ультразвуковой расходомер измеряет разница во времени между передачей ультразвукового сигнала от первого датчика и его прохождением по трубе и получением вторым датчиком. Расход Канто рассчитывается на основе разницы во времени.
Если потока нет, время в пути будет одинаковым в обоих направлениях.
При наличии потока звук распространяется быстрее, если он распространяется в том же направлении; по мере того как жидкость движется быстрее, разница между временем движения вверх и вниз по течению увеличивается. Датчик обрабатывает время на входе и выходе для определения расхода.
Если двигаться в противоположном направлении, звук распространяется медленнее.
Поскольку ультразвуковой сигнал должен пройти через трубу, чтобы быть принятым датчиком, жидкость не может содержать большое количество твердых частиц или пузырьков воздуха, в противном случае высокочастотный звук будет ослаблен и слишком слаб, чтобы пройти через трубу.
Когда ультразвуковой луч распространяется в жидкости, поток жидкости вызывает небольшое изменение времени распространения. Причем изменение времени распространения пропорционально скорости течения жидкости. Отношения следующие:
Где:
θ — угол между звуковым лучом и направлением потока жидкости.
М — число линейных распростране- ний звукового луча в жидкости.
D – внутренний диаметр трубы.
Tup — время распространения звукового луча в положительном направлении.
Tdown – время распространения звукового луча в обратном направлении.
ΔT = Tup –Tdown
Пусть скорость звука в неподвижной жидкости равна c. Скорость потока жидкости будет u. А расстояние распространения будет L.
Когда звуковая волна движется в том же направлении, что и поток жидкости (то есть вниз по потоку), скорость ее распространения равна c + u. В противном случае скорость распространения равна cu.
Разместите два комплекта ультразвуковых генераторов и приемников (T1, R1) и (T2, R2) в двух местах, разделенных буквой L.
При Т1 ультразвуковые волны передаются в прямом направлении, а при Т2 — в обратном.
Время, необходимое ультразвуковым волнам для достижения приемников R1 и R2, равно t1 и t2, тогда:
t1 = L/(c + u); t2 = L/(у.е.)
Поскольку в промышленных трубопроводах скорость жидкости намного меньше скорости звука, то есть c >> u, разница во времени между ними составляет ▽ t = t2-t1 = 2Lu/cc.
Видно, что когда звуковая волна распространяется в жидкости c. Когда она известна, скорость потока u можно получить, измеряя разницу во времени ▽ t, и можно получить скорость потока Q.
Рекомендуемые ультразвуковые расходомеры
Различия: эффект Доплера и время прохождения
Различия в принципах работы
Как указано выше, доплеровские расходомеры основаны на измерениях эффекта Доплера. Использует явление доплеровского сдвига частоты, создаваемого звуковыми волнами. Измерения проводятся путем расчета скорости потока рассеивателя путем обнаружения доплеровского сдвига, создаваемого акустическими волнами, излучаемыми движущимся источником в неподвижной точке. Расходомер доплеровского метода подходит для измерения мутных жидкостей, но он может измерять только жидкости с содержанием примесей выше 50 мг/л. Точность измерения метода Доплера ниже, чем у метода времени прохождения.
Метод разницы во времени ультразвукового расходомера косвенно измеряет скорость потока жидкости путем измерения разницы во времени между нисходящим и противоточным распространением ультразвуковых сигналов в жидкости, то есть разницы во времени. Затем скорость потока жидкости можно рассчитать по скорости потока. Метод времени прохождения подходит для измерения чистых жидкостей. Жидкости с большим количеством пузырьков или примесей будут препятствовать нормальному распространению ультразвуковых волн и вызывать неточные результаты измерений.
Различия в приложениях
Потому что доплеровские расходомеры полагаются на обнаружение пузырьков или твердых частиц. Поэтому он подходит для ситуаций, когда в жидкости много пузырьков или частиц. Такие как очистка сточных вод, нефтехимическая, цементная и другие отрасли промышленности.
Ультразвуковой расходомер по времени прохождения подходит для ситуаций, когда в жидкости мало пузырьков или твердых частиц. Такие как водопроводная вода, напитки, фармацевтическая и другие отрасли промышленности.
Различия в точности и диапазоне измерений
На точность измерения доплеровского расходомера в основном влияют такие факторы, как положение размещения зонда и консистенция жидкости. В целом точность низкая. При 0.5–2% полной шкалы.
Точность измерения разностного ультразвукового расходомера выше, до 1%. И он может измерять широкий диапазон скоростей потока, включая низкую и высокую скорость.
Различия в конструкции и цене
Конструкция доплеровского расходомера сложна, а его цена выше, чем у ультразвукового расходомера. Ультразвуковой расходомер с запаздыванием имеет простую конструкцию, прост в установке и относительно дешев.
Подводя итог, можно сказать, что между доплеровскими расходомерами и ультразвуковыми расходомерами времени прохождения существуют определенные различия с точки зрения принципов работы, случаев применения, точности и диапазона измерения, конструкции и цены. Подходящий расходомер следует выбирать исходя из реальных потребностей.
Другие решения для измерения расхода
- Ультразвуковые расходомеры с эффектом Доплера | Китайско-Инст
- Лучшие взрывозащищенные расходомеры для взрывоопасных или опасных зон
- Расходомеры водорода для массового и объемного расхода
- Расходомеры напитков для контроля расхода и количественного розлива
- Промышленные цифровые гелиевые расходомеры | Массовый объемный расход
- Расходомеры жидкого и газового аммиака NH3
- Руководство по выбору материала футеровки магнитного расходомера и электродов
- Электронные расходомеры с цифровым дисплеем
Ультразвуковой расходомер — это расходомер, который используется с 1970-х годов. Как и электромагнитный расходомер, поскольку в проточном канале расходомера нет препятствий, он является беспрепятственным расходомером. Он подходит для измерения труб большого диаметра и труднодоступных жидкостей.
Измерение ультразвуковым расходомером — это косвенный метод измерения, в основном включающий доплеровский метод и метод разницы во времени. Доплеровский ультразвуковой расходомер широко используется при измерении сточных вод. Одна чистая жидкость больше подходит для ультразвукового расходомера времени прохождения.
Sino-Inst поставляет различные типы приборов для измерения эффекта Доплера и времени прохождения. ультразвуковые расходомеры. Если у вас есть необходимость в приобретении или сопутствующие технические вопросы, обращайтесь к нашим инженерам!