Ультразвуковые расходомеры

Ультразвуковые расходомеры.

В связи с необходимостью коммерческого учета , задача измерения расхода различных жидкостей с высокой точностью приобрела в последнее время большую актуальность.

Наиболее эффективны – ультразвуковые расходомеры с накладными датчиками.

В настоящее время наибольшее распространение получили ультразвуковые расходомеры ( У.З.Р.) двух типов:

1)  расходомеры , в которых используется принцип, что скорость распространения ультразвуковой волны (У.В. ) в движущейся среде С

                                                                С = С _ж +V ,

где      С _ж – скорость распространения ультразвука в неподвижной жидкости

            V – скорость течения жидкости.

2)  расходомеры, основанные на эффекте Доплера, при отражении ультразвуковой волны от некоторого отражателя или группы отражателей, движущихся в потоке жидкости.

В расходомерах первой группы определяется :

а) разность времен Dt (времяимпульсный метод ) прохождения ультразвуковых импульсов по потоку и против него.

б) разность фаз (( Dj), фазовый метод) между ультразвуковыми колебаниями, распространяющимися по потоку и против него.

Чаще всего используется времяимпульсный метод. Этот метод используется в основном для измерения расхода «чистых» жидкостей, т.е. сред, содержащих наибольшее количество твердых и газовых включений.

Времяимпульсный метод используется в расходомерах фирмы KROMNE                ( Германия), PANAMETRICS ( США),У.В.Р. – 011 фирмы ТАХИОН(  Украина).

Принцип работы ультразвукового времяимпульсного расходомера (У.В.Р. – 011) :

 

                 C_cm  a_cm                                                    

                _D                a_ж                                            V    

                     C_ж      

                                                                    a_ж

                       C_cm                           a_cm                         

Время распространения по потоку можно записать в виде:

(1)   t₁ = 2(t_{п +} t_cm  ) +           D              

                                    cos a_ж [C_ж + V sin a_ж]     ;

где t_п  - время распространения ультразвука в призме электроакустического преобразователя (Э.П. )

    t_cm  - время распространения ультразвука в стенке трубопровода.                                                                                                            

D – внутренний диаметр трубопровода.

C_ж  - скорость распространения ультразвука в неподвижной жидкости.

a_ж – угол между вертикалью и направлением распространения ультразвука в жидкости.