Mi az ultrahangos ömlesztett vízmérő működési elve?
Ultrahangos ömlesztett vízmérők szállítójaként gyakran kérdeznek tőlem, hogyan működnek ezek a kifinomult eszközök. Az ultrahangos ömlesztett vízmérők az elmúlt években egyre népszerűbbek nagy pontosságuk, megbízhatóságuk és hosszú élettartamuk miatt. Ebben a blogbejegyzésben az ultrahangos ömlesztett vízmérők működési elvével foglalkozom, feltárom a mögöttük lévő technológiát és a vízáramlás mérését.
Az ultrahangos technológia alapjai
Az ultrahangos technológia olyan nagyfrekvenciás hanghullámokat használ, amelyek meghaladja az emberi hallás tartományát, jellemzően 20 kHz feletti. A vízmérőkkel összefüggésben ultrahanghullámokat használnak a csövön átfolyó víz sebességének mérésére. Az elv azon alapul, hogy a folyadékon áthaladó ultrahanghullám sebességét a folyadék áramlási sebessége befolyásolja.
Tranzitidő-különbség módszer
Az ultrahangos ömlesztett vízmérőkben leggyakrabban használt módszer a tranzitidő-különbség módszer. Ez a módszer két irányban ultrahangos jeleket küld: felfelé (a víz áramlásával szemben) és lefelé (a víz áramlásával együtt).
Tegyük fel, hogy van két ultrahangos jelátalakítónk, A és B, amelyek egymástól bizonyos L távolságra vannak elhelyezve a cső mentén. Az A jelátalakító ultrahangos jelet küld a B jelátalakítónak lefelé irányuló irányban, és a jelnek A-ból B-be való eljutásához szükséges időt t1-ként jelöljük. Ezután a B jelátalakító ultrahangos jelet küld az A jelátalakítónak felfelé irányuló irányban, és azt az időt, amely ahhoz szükséges, hogy ez a jel B-ből A-ba továbbhaladjon, t2-vel jelöljük.
Amikor a víz áramlik, a lefelé haladó ultrahanghullám sebessége nagyobb lesz, mert a víz áramlása magával viszi, míg a felfelé haladó ultrahanghullám kisebb sebességgel halad az áramlással szemben. Matematikailag az áthaladási idők és a víz v áramlási sebessége közötti összefüggés a következőképpen fejezhető ki:
Az ultrahang hullám sebességét állóvízben c-vel jelöljük. A lefelé irányuló jel A-ból B-be való eljutásához szükséges időt a következő képlet adja meg:
[t_1=\frac{L}{c + v}]
A felfelé irányuló jel B-ből A-ba való eljutásához szükséges időt a következő képlet adja meg:
[t_2=\frac{L}{c - v}]
A t2 és t1 közötti különbséget figyelembe véve kiküszöbölhetjük a c hangsebességet állóvízben, és megkapjuk a v áramlási sebesség kifejezését:
[t_2 - t_1=\frac{L}{c - v}-\frac{L}{c + v}=\frac{2Lv}{c^{2}-v^{2}}]
Mivel a c hang sebessége vízben sokkal nagyobb, mint a v áramlási sebesség (azaz (c\gg v)), így közelíthetjük (c^{2}-v^{2}\kb. c^{2}). Ekkor a v áramlási sebesség a következőképpen számítható ki:
[v=\frac{c^{2}(t_2 - t_1)}{2L}]
A v áramlási sebesség meghatározása után a Q térfogatáram kiszámítható úgy, hogy a v áramlási sebességet megszorozzuk a cső A keresztmetszetével:
[Q = vA]
Doppler-effektus módszer
A tranzit-időkülönbség módszer mellett egyes ultrahangos vízmérők Doppler-effektus módszert is alkalmaznak. Ezt a módszert elsősorban a lebegő részecskéket vagy buborékokat tartalmazó víz áramlásának mérésére használják.
A Doppler-effektus egy hullám (ebben az esetben ultrahanghullám) frekvenciájának változása a hullám forrása és a megfigyelő közötti relatív mozgás következtében. Amikor ultrahanghullámot küldenek a vízbe, azt a vízben lévő lebegő részecskék vagy buborékok szétszórják. A jelátalakító által vett szórt hullám frekvenciája eltér az átvitt hullám frekvenciájától.
A frekvenciaeltolás (\Delta f) arányos a részecskék vagy buborékok sebességével, amelyről feltételezzük, hogy megegyezik a víz áramlási sebességével. A frekvenciaeltolódás (\Delta f) mérésével a víz v áramlási sebessége a következő képlettel számítható ki:
[\Delta f=\frac{2f_0v\cos\theta}{c}]
ahol (f_0) az átvitt ultrahanghullám frekvenciája, (\theta) az ultrahanghullám iránya és a víz áramlási iránya közötti szög, c pedig a hang sebessége a vízben.
Az áramlási sebesség elérése után a térfogatáram ugyanúgy számítható ki, mint a tranzit-időkülönbség módszernél.
Az ultrahangos ömlesztett vízmérők előnyei
Az ultrahangos ömlesztett vízmérők számos előnnyel rendelkeznek a hagyományos mechanikus vízmérőkkel szemben. Először is, nincsenek mozgó alkatrészeik, ami azt jelenti, hogy kisebb a kopás és a kopás, ami hosszabb élettartamot és alacsonyabb karbantartási igényt eredményez. Másodszor, rendkívül pontos méréseket tudnak végezni, különösen alacsony és nagy áramlási körülmények között. Harmadszor, olyan tényezők, mint a víznyomás, hőmérséklet és viszkozitás nem befolyásolják őket olyan mértékben, mint a mechanikus mérőket.
Termékpalettánk
Az ultrahangos ömlesztett vízmérők vezető szállítójaként termékeink széles skáláját kínáljuk a különböző vásárlói igények kielégítésére. A miénkUltrahangos intelligens vízmennyiségmérőkfejlett digitális jelfeldolgozási technológiával vannak felszerelve, amely pontos és megbízható áramlásmérést biztosít. Támogatják a távoli adatátvitelt is, lehetővé téve a vízfogyasztás egyszerű nyomon követését és kezelését.
A miénkUltrahangos szelepvezérlésű vízmérőegyesíti az áramlásmérés és a szelepvezérlés funkcióit. Rendellenes áramlási körülmények észlelésekor automatikusan le tudja zárni a vízellátást, további biztonsági réteget biztosítva a vízgazdálkodáshoz.
Belföldi felhasználásra kínálunkHáztartási ultrahangos vízmérő, amelyek kompaktak, könnyen felszerelhetők, és alkalmasak a háztartások vízfogyasztásának mérésére.
Beszerzésért forduljon hozzánk
Ha felkeltette érdeklődését ultrahangos ömlesztett vízmérőink, vagy kérdése van működési elvével, alkalmazási lehetőségeivel, beszerzésével kapcsolatban, forduljon hozzánk bizalommal. Professzionális értékesítési csapatunk van, amely részletes termékinformációkat és testreszabott megoldásokat tud nyújtani az Ön egyedi igényeinek megfelelően.
Hivatkozások
- "Áramlásmérési kézikönyv: Ipari tervek és alkalmazások", Richard W. Miller.
- "Ultrahangos áramlásmérők: alapelvek és ipari alkalmazások", RW Spitzer.