En ultrasonisk gasflowmåler -hvad er ultralyds flowmålerDe mest almindeligt anvendte enheder i gasrørledninger - er en flowmåler, der er installeret på en rørledning, der fører strømmende gas og måler gasstrømmen ved hjælp af ultralydsprincippet. En enkelt-kanals ultralydsgasflowmåler er en enhed udstyret med kun én kanal; en multi--kanals ultralydsgasflowmåler har to eller flere kanaler. Det grundlæggende princip for ultralydsgasflowmåler til måling af strømningshastighed er at beregne kerneparametrene for gasvæsken, såsom hastighed, strømningshastighed og tæthed, ved at måle udbredelsestiden for ultralydsbølger i gasmediet.
Analyse af arbejdsprincippet for tids-forskel, ultralydsmåling af gasstrøm
Tids-forskelmetoden til ultralydsmåling af gasstrøm - et princip, der ofte refereres til iDefinition af ultralydsflowmåler- bestemmer den gennemsnitlige gashastighed langs lydkanalen ved at bruge udbredelsestidsforskellen mellem to ultralydssignaler, der udbreder sig i samme retning og i den modsatte retning. Når ultralyd forplanter sig i et strømmende gasmedium, ændres dets hastighed med gashastigheden. Specifikt ændres udbredelseshastigheden af ultralyd i samme retning som gashastigheden: når gashastigheden stiger, øges hastigheden af ultralyden, der udbreder sig i samme retning; omvendt, hvis gashastigheden stiger i den modsatte retning af ultralydsudbredelsen, vil hastigheden af ultralyden falde tilsvarende.
Grundlæggende struktur af ultralydsrørstrømssensor
Som vist i figur 2.1 - en typiskSkematisk diagram af ultralydsflowmåler- to ultralydstransducere (benævnt prober eller transducere), der er i stand til både at sende og modtage ultralydsimpulser, er indlejret i den ene eller begge sider af røret. Den faktiske vej for ultralydssignalet mellem de to transducere kaldes lydkanalen, og et par transducere udgør således én lydkanal. Transducerne er adskilt fra det flydende medium af en lyd-gennemsigtig membran eller en sektion af akustisk kanalvæg. I en enkelt-kanalultralyds flowmåler, skærer bølgelederen mellem de to ultralydstransducere udstyrets akse.
Som vist i figur 2.1 er rørdiameteren D, og den lige -linjelængde mellem endefladerne af de to transducere A og B indlejret på begge sider af røret er kanallængden L (også kaldet lydvej L). Dens forhold til diameteren D er som følger:
I formlen: Φer hældningsvinklen for lydkanalen, som er vinklen mellem lydkanalen og rørets akse. Lydkanalens hældningsvinkel er også indfaldsvinklen for ultralydsbølgen.
Hændelsesvinklen - diskuteres ofte iStruktur af ultralydsflowmålersåvel som iBlokdiagram af ultralydsflowmåler- påvirkes af både lydhastigheden i væsken og lydhastigheden i den akustiske kile og rørvægsmaterialet. Ændringen i lydhastighed med temperaturen er dog generelt mindre for faste materialer end for gasformige materialer. Når temperaturændringen er lille, kan påvirkningen af den akustiske kile og rørvægsmaterialet på målenøjagtigheden ignoreres; når temperaturændringsområdet er stort, skal der dog korrigeres for de væsentlige ændringer i lydhastigheden i den akustiske kile og rørvægsmaterialet.
En transducer med en indfaldsvinkel på 30 grader har en høj transmittans, lavt energitab og lav excitationsspænding, hvilket gør den velegnet til håndholdte ultralydsflowmålere, hvor vekselstrøm er ubelejligt. En transducer med en indfaldsvinkel på 45 grader har en lavere transmittans, men transducerens krystalstørrelse kan øges for at øge excitationsspændingen, hvilket gør den velegnet til stationære ultralydsflowmålere eller dem, der kan bruge vekselstrøm.
