Все про ультразвукової витратомір принцип дії, схема і т
Ультразвуковий витратомір - це стандартний витратомір, основою роботи якого є вимірювання швидкості потоку, а визначення витрати потоку середовища, що рухається в ньому здійснюється за допомогою акустичних законів. Такі витратоміри можуть бути використані для вимірювання витрати потоку середовищ, непровідних електричний струм.
Принцип роботи ультразвукового витратоміра
Як зрозуміло з назви, ультразвуковий витратомір в своїй роботі використовує ультразвук, який не сприймається людським вухом.
Звук виникає в результаті вібрацій, які поширюються у вигляді хвиль. Для того, щоб з'явився звук, необхідно врахувати кілька моментів: джерело, який посилає звукові хвилі, повітряну або рідку середу, в якій можуть поширюватися звукові хвилі і об'єкт, який приймає або вловлює звукові хвилі.
Кількість звукових хвиль, відтворених вібруючим об'єктом протягом деякого заданого відрізка часу називається частотою звукових хвиль. Чим швидше вібрує об'єкт, тим більше буде надсилатися звукових хвиль, тим вище буде частота звуку. І відповідно, чим повільніше відбувається вібрація, тим нижче частота.
Терміном «ультразвук» називається звук з частотою вище рівня частоти, яка сприймається людським вухом. Для того, щоб визначити швидкість руху середовища за допомогою ультразвукових витратомірів вимірюють зміни ультразвукових частот.
Якщо працює ультразвуковий витратомір, то джерело, вібруючи, посилає ультразвукові хвилі з деякою свідомо відомою частотою. Звукові хвилі поширюються, рухаються в потоці середовища до тих пір, поки вони не наштовхуються на бульбашки повітря або на тверді частинки в потоці рухомого середовища. Коли звукові хвилі стикаються з повітряними бульбашками або твердими частинками, вони відштовхуються або відбиваються від пляшечки або частки і рухаються в зворотному напрямку до приймаючого пристрою або приймача.
При вимірі середовища в спокої у відбитих звукових хвиль буде та ж сама частота, що і у поселеннях джерелом звукових хвиль. На малюнку вище зображено бульбашка повітря або тверда частинка в середовищі, яке перебуває в спокої. Бульбашка або частка починають вібрувати з частотою, які були надіслані звукових хвиль. Якщо середовище знаходиться в русі, рівень частоти відбитих звукових хвиль, ультразвукового витратоміра, зсувається або змінюється в порівнянні з рівнем частоти посланих звукових хвиль. На малюнку нижче ряд звукових хвиль «попереду» рухається бульбашки більш ущільнений в своєму послідовному чергуванні, ніж «позаду» бульбашки.
Хвилі позаду бульбашки витягнуті по своїй конфігурації через наявність швидкості потоку, що рухається. Сам бульбашка теж кілька деформований по тій же самій причині наявності швидкості потоку, що рухається.
Оскільки бульбашка рухається в міру того, як він посилає назад або відображає звукові хвилі, то фактично він рухається «наздоганяючи» звукові хвилі попереду нього і віддаляючись від хвиль позаду нього. Іншими словами, пухирець починає вібрувати з тією ж самою частотою, що і послані джерелом звукові хвилі, але в результаті наявності швидкості потоку, що рухається, який несе цей пухирець, рівень частоти відбитих хвиль зсувається. Коли звукові хвилі, скомпрессировать в процесі руху потоку попереду бульбашки, досягають приймача, частота їх вище, ніж частота звукових хвиль, які були надіслані джерелом, тому, що інтенсивність попадання хвиль на приймач буде вище, ніж інтенсивність їх потрапляння на приймач в умовах середовища, що знаходиться в спокої.
Після того, як пройде бульбашка, на приймач ультразвукового витратоміра потрапляють витягнуті по своїй конфігурації хвилі. Частота цих хвиль нижче, ніж частота звукових хвиль, які були надіслані передавачем. Оскільки в послідовності цих хвиль відзначається розширення, для того, щоб потрапити на приймач цим витягнутим по своїй конфігурації хвилях знадобитися більше часу.
У міру збільшення швидкості руху потоку, збільшується також і зрушення по частоті. І навпаки, якщо швидкість руху потоку середовища зменшується, то зменшується і зрушення по частоті. Іншими словами, кожній зміні швидкості потоку притаманний відповідний зрушення по частоті. Для вимірювання швидкості потоку середовища в ультразвукових витратомірах використовується цей взаємозв'язок. Потім витратомір перетворює величину швидкості потоку в відповідну величину витрати потоку.
Зрушення по частоті між переданими і прийнятими звуковими хвилями - це один приклад природного феномена, відомого по назвою ефект Доплера. Він має місце за умови наявності відносного руху між джерелом хвилі і приймачем цієї хвилі. В ультразвуковому витратомірі рухомі разом з потоком середовища бульбашки повітря або тверді частинки стають передавачами хвиль, тому що від них відбиваються хвилі.
Регулятор потоку рідини, газу та пара спеціальний пристрій для вимірювання витрати рідини, газу та пара в промислових системах
Термально-масовий витратомір використовує термометри опору для вимірювання витрати
Овально-шестерний витратомір використовуються овальні шестерні для вимірювання витрати
Лопатевої витратомір для вимірювання витрати використовуються круглі вертушечние лопаті
Ротаметр вимірює деяку фізичну величину витрат рухомого середовища і перетворює її в відповідний параметр витрати потоку