Ultrazvočni merilnik pretoka plina -kaj je ultrazvočni merilnik pretokanaprave, ki se najpogosteje uporabljajo v plinovodih - je merilnik pretoka, nameščen na cevovodu, po katerem teče plin, in meri pretok plina po principu ultrazvoka. Eno-kanalni ultrazvočni merilnik pretoka plina je naprava, opremljena samo z enim kanalom; več{3}}kanalni ultrazvočni merilnik pretoka plina ima dva ali več kanalov. Osnovno načelo ultrazvočnega merilnika pretoka plina za merjenje hitrosti pretoka je izračun osnovnih parametrov plinske tekočine, kot so hitrost, pretok in gostota, z merjenjem časa širjenja ultrazvočnih valov v plinskem mediju.
Analiza principa delovanja ultrazvočnega merjenja pretoka-plina časovne razlike
Metoda-časovne razlike za ultrazvočno merjenje pretoka plina - načelo, ki se pogosto omenja vOpredelitev ultrazvočnega merilnika pretoka- določa povprečno hitrost plina vzdolž zvočnega kanala z uporabo razlike v času širjenja med dvema ultrazvočnima signaloma, ki se širita v isto smer in v nasprotno smer. Ko se ultrazvok širi v tekočem plinskem mediju, se njegova hitrost spreminja s hitrostjo plina. Natančneje, hitrost širjenja ultrazvoka se spreminja v isti smeri kot hitrost plina: ko se hitrost plina poveča, se poveča tudi hitrost širjenja ultrazvoka v isto smer; nasprotno, če se hitrost plina poveča v nasprotni smeri od širjenja ultrazvoka, se bo hitrost ultrazvoka ustrezno zmanjšala.
Osnovna struktura ultrazvočnega senzorja pretoka cevi
Kot je prikazano na sliki 2.1 - tipičnoShematski diagram ultrazvočnega merilnika pretoka- dva ultrazvočna pretvornika (imenovana sonde ali pretvorniki), ki lahko oddajata in sprejemata ultrazvočne impulze, sta vdelana v eno ali obe strani cevi. Dejanska pot ultrazvočnega signala med obema pretvornikoma se imenuje zvočni kanal, tako da par pretvornikov tvori en zvočni kanal. Pretvorniki so ločeni od tekočega medija z zvočno-prozorno membrano ali delom stene akustičnega kanala. V enem-kanaluultrazvočni merilnik pretoka, valovod med dvema ultrazvočnima pretvornikoma seka os opreme.
Kot je prikazano na sliki 2.1, je premer cevi D, dolžina ravne-črte med končnima ploskvama obeh pretvornikov A in B, vgrajenih na obeh straneh cevi, pa je dolžina kanala L (imenovana tudi zvočna pot L). Njegovo razmerje s premerom D je naslednje:
V formuli: Φ je kot nagiba zvočnega kanala, ki je kot med zvočnim kanalom in osjo cevi. Nagibni kot zvočnega kanala je tudi vpadni kot ultrazvočnega vala.
Vpadni kot -, o katerem se pogosto razpravlja vStruktura ultrazvočnega merilnika pretokakot tudi vBlok diagram ultrazvočnega merilnika pretokaNa - vpliva tako hitrost zvoka v tekočini kot hitrost zvoka v akustičnem klinu in materialu stene cevi. Vendar pa je sprememba hitrosti zvoka s temperaturo na splošno manjša pri trdnih materialih kot pri plinastih materialih. Ko je temperaturna sprememba majhna, se lahko zanemari vpliv akustičnega klina in materiala stene cevi na natančnost meritev; kadar pa je razpon temperaturnih sprememb velik, je treba opraviti popravke za znatne spremembe hitrosti zvoka v akustičnem klinu in materialu stene cevi.
Pretvornik z vpadnim kotom 30 stopinj ima visoko prepustnost, nizko izgubo energije in nizko vzbujalno napetost, zaradi česar je primeren za ročne ultrazvočne merilnike pretoka, kjer je izmenični tok neprimeren. Pretvornik z vpadnim kotom 45 stopinj ima nižjo prepustnost, vendar je mogoče velikost kristala pretvornika povečati, da se poveča vzbujalna napetost, zaradi česar je primeren za stacionarne ultrazvočne merilnike pretoka ali tiste, ki lahko uporabljajo izmenični tok.
