1. Princíp fungovaniaultrazvukový prietokomer
Ultrazvukový prietokomer sa skladá z troch častí: ultrazvukový prevodník, elektronický obvod a prietokový displej a akumulačný systém. Ultrazvukový prevodník premieňa elektrickú energiu na ultrazvukovú energiu a prenáša ju do meranej kvapaliny. Ultrazvuková vlna sa prenáša cez kvapalinu do prijímača. Ultrazvukový signál prijímaný prijímačom môže detekovať prietok tekutiny. Obvod je zosilnený a prevedený na elektrický signál predstavujúci prietok a dodávaný na displej a počítadlo na zobrazenie a sčítanie. Týmto spôsobom sa realizuje detekcia a zobrazenie prietoku. Piezoelektrické prevodníky sa bežne používajú v ultrazvukových prietokomeroch. Využíva piezoelektrický efekt piezoelektrických materiálov a využíva vhodný vysielací obvod na pridávanie elektrickej energie do piezoelektrického prvku vysielacieho meniča na generovanie ultrazvukových vibrácií. Ultrazvukové vlny sa šíria do tekutiny pod určitým uhlom a potom sú prijímané prevodníkom a premieňané na elektrickú energiu piezoelektrickým prvkom na detekciu. Vysielací menič využíva inverzný piezoelektrický efekt piezoelektrického prvku, zatiaľ čo prijímací menič využíva piezoelektrický efekt.
Ultrazvukové prietokomerysú klasifikované podľa princípu merania: metóda rozdielu rýchlosti šírenia, metóda Dopplerovho efektu, metóda posunu lúča, korelačná metóda, metóda šumu atď. Pretože metóda rozdielu rýchlosti šírenia prekonáva chybu spôsobenú zmenou zvukovej vlny s teplotou tekutiny a má vysokú presnosť, je široko používaná. Metóda rozdielu rýchlosti šírenia sa delí na: metódu Z (metóda prenosu), metódu V (metódu odrazu), metódu X (krížovú metódu) atď.
Podľa spôsobu inštalácie existujú: typ externej svorky, zásuvný typ, typ segmentu potrubia a prenosný. Prenosné ultrazvukové prietokomery sa používajú hlavne na kalibráciu iných inštalovaných prietokomerov.
2. Výhody ultrazvukového prietokomeru
(1) Ultrazvukový prietokomer je bezkontaktný merací prístroj, ktorý možno použiť na meranie prietoku tekutín a veľkých priemerov potrubí, ktoré nie je ľahké kontaktovať a pozorovať. Nemení stav prietoku tekutiny, nevyvoláva stratu tlaku a ľahko sa inštaluje.
(2) Môže merať prietok silných korozívnych médií a nevodivých médií.
(3) Ultrazvukový prietokomer má široký rozsah merania a rozsah merania je od 2 cm do 6,5 m.
(4) Ultrazvukový prietokomermôže merať prietok rôznych kvapalín a odpadových vôd.
(5) Objemový prietok meraný ultrazvukovým prietokomerom nie je ovplyvnený teplotou, tlakom, viskozitou, hustotou a inými termofyzikálnymi parametrami meranej kvapaliny. Môže byť vyrobený do pevných a prenosných foriem.
(6) Zásuvné a upínacie ultrazvukové prietokomery môžu byť inštalované a udržiavané bez zastavenia výroby bez prerušenia procesného potrubia.
(7) Náklady sú relatívne nízke.
3. Nevýhody ultrazvukového prietokomeru
(1) Rozsah merania teploty ultrazvukového prietokomeru nie je vysoký a vo všeobecnosti môže merať iba kvapalinu, ktorej teplota je nižšia ako 200 ℃.
(2) Slabá schopnosť rušiť rušenie. Je náchylný na rušenie bublín, nečistôt, čerpadiel a iných zdrojov zvuku zmiešaných s ultrazvukovým šumom, čo ovplyvňuje presnosť merania.
(3) Priama časť potrubia má prísne požiadavky, čo je prvý 10D, zadný 5D a vzdialenosť od čerpadla 30D (D je vnútorný priemer potrubia). V opačnom prípade je rozptyl slabý a presnosť merania nízka.
(4) Neistota inštalácie spôsobí veľké chyby v meraní prietoku.
(5) Mierka meracieho potrubia vážne ovplyvní presnosť merania a spôsobí značné chyby merania. Aj keď je to ťažké, glukomer nemá zobrazenie prietoku.
(6) Úroveň spoľahlivosti a presnosti nie je vysoká (vo všeobecnosti 1,5 až 2,5 stupňa) a opakovateľnosť je slabá. Ultrazvukové prietokomery určujú prietok meraním rýchlosti tekutiny a jej vynásobením plochou prierezu potrubia. Prietokomer nemôže priamo merať vnútorný priemer a kruhovitosť potrubia a môže len odhadnúť plochu prierezu podľa štandardného kruhu na základe vonkajšieho priemeru a hrúbky steny. Neistota spôsobená týmto prekročila 1 %, takže presnosť je obmedzená.
(7) Krátka životnosť (všeobecná presnosť môže byť zaručená len na 2 roky).
(8) Presnosť ultrazvukového prietokomeru je nižšia ako presnosť elektromagnetického prietokomeru (ultrazvukový prietokomer je vo všeobecnosti 1% a elektromagnetický prietokomer je vo všeobecnosti 0,5%).
(9) Existuje mnoho neistých faktorov, ktoré ovplyvňujú presnosť ultrazvukového prietokomeru (ako napríklad, či je rovná trubica dostatočná, stav prietoku vody v potrubí, znečistenie steny potrubia, vzduchové bubliny, zmeny teploty, hluk, ľudský faktory atď.).
(10) Ultrazvukové prietokomerymajú veľmi prísne požiadavky na potrubia a nemali by existovať žiadne abnormálne zvuky, inak to výrazne ovplyvní chybu merania.