En ultrasonisk gassstrømmåler -hva er ultrasonisk flowmålerenheter som oftest brukes i gassrørledninger -, er en strømningsmåler installert på en rørledning som fører strømmende gass og måler gassstrømmen ved hjelp av ultralydprinsippet. En enkelt-kanals ultrasonisk gassstrømmåler er en enhet utstyrt med bare én kanal; en multi-kanals ultrasonisk gassstrømmåler har to eller flere kanaler. Det grunnleggende prinsippet for ultrasonisk gassstrømningsmåler for måling av strømningshastighet er å beregne kjerneparametrene til gassvæsken, slik som hastighet, strømningshastighet og tetthet, ved å måle forplantningstiden til ultralydbølger i gassmediet.
Analyse av arbeidsprinsippet for tids-forskjell ultrasonisk gassstrømmåling
Tids-differansemetoden for ultrasonisk gassstrømmåling - et prinsipp som ofte refereres til iDefinisjon av Ultrasonic Flow Meter- bestemmer den gjennomsnittlige gasshastigheten langs lydkanalen ved å bruke forplantningstidsforskjellen mellom to ultralydsignaler som forplanter seg i samme retning og i motsatt retning. Når ultralyd forplanter seg i et strømmende gassmedium, endres hastigheten med gasshastigheten. Spesifikt endres forplantningshastigheten til ultralyd i samme retning som gasshastigheten: når gasshastigheten øker, øker hastigheten til ultralyden som forplanter seg i samme retning; omvendt, hvis gasshastigheten øker i motsatt retning av ultralydutbredelsen, vil hastigheten på ultralyden reduseres tilsvarende.
Grunnleggende struktur for ultrasonisk rørstrømningssensor
Som vist i figur 2.1 - en typiskSkjematisk diagram av ultralydstrømningsmåler- to ultralydtransdusere (referert til som prober eller transdusere) som er i stand til både å sende og motta ultralydpulser, er innebygd i en eller begge sider av røret. Den faktiske banen til ultralydsignalet mellom de to transduserne kalles lydkanalen, og dermed utgjør et par transdusere én lydkanal. Svingerne er atskilt fra væskemediet med en lyd-gjennomsiktig membran eller en del av en akustisk kanalvegg. I én enkelt-kanalultralyd flowmåler, skjærer bølgelederen mellom de to ultralydtransduserne utstyrets akse.
Som vist i figur 2.1 er rørdiameteren D, og den rette-linjelengden mellom endeflatene til de to transduserne A og B innebygd på begge sider av røret er kanallengden L (også kalt lydbanen L). Forholdet til diameteren D er som følger:
I formelen: Φer tiltvinkelen til lydkanalen, som er vinkelen mellom lydkanalen og rørets akse. Tiltvinkelen til lydkanalen er også innfallsvinkelen til ultralydbølgen.
Hendelsesvinkelen - som ofte diskuteres iStruktur av ultrasonisk strømningsmålerså vel som iBlokkdiagram av ultrasonisk strømningsmåler- påvirkes av både lydhastigheten i væsken og lydhastigheten i den akustiske kilen og rørveggen. Imidlertid er endringen i lydhastighet med temperatur generelt mindre for faste materialer enn for gassformige materialer. Når temperaturendringen er liten, kan påvirkningen av den akustiske kilen og rørveggen på målenøyaktigheten ignoreres; Men når temperaturendringer er store, må det gjøres korrigeringer for de betydelige endringene i lydhastigheten i den akustiske kile og rørveggmaterialet.
En svinger med en innfallsvinkel på 30 grader har høy transmittans, lavt energitap og lav eksitasjonsspenning, noe som gjør den egnet for håndholdte ultralydstrømmålere der vekselstrøm er upraktisk. En transduser med en innfallsvinkel på 45 grader har en lavere transmittans, men transduserens krystallstørrelse kan økes for å øke eksitasjonsspenningen, noe som gjør den egnet for stasjonære ultralydstrømmålere eller de som kan bruke vekselstrøm.
