Ultrazvukové vodomery merajú spotrebu vody pomocou ultrazvukových vĺn. Keďže rýchlosť šírenia ultrazvukových vĺn je ovplyvnená rýchlosťou prúdenia vody, rýchlosť prúdenia-a následne spotreba vody- možno určiť zaznamenaním času šírenia ultrazvukových vĺn.
Ultrazvukové vodomery ponúkajú vysokú presnosť merania a široký rozsah merania, vďaka čomu sú dnes najpoužívanejším a najpraktickejším typom vodomerov.
Čo je ultrazvuk?
Aby ste pochopili akoultrazvukové vodomerypráce, treba najprv definovať ultrazvuk.
Ultrazvuk označuje mechanické zvukové vlny s frekvenciami nad 20 kHz, ktoré sú mimo dosahu ľudského sluchu.
Ultrazvukové vlny sa môžu šíriť vodou a inými médiami; rýchlosť ich šírenia je ovplyvnená vlastnosťami média a rýchlosťou prúdenia.
Prečo používať ultrazvuk? Nedajú sa na vodomerné merania použiť iné typy vĺn?
Pri zvažovaní fyzikálnych vlastností, princípov merania a technickej praktickosti ultrazvukových vĺn sa ultrazvuk ukazuje ako vhodný na meranie prietoku vody.
Aké sú vlastnosti ultrazvukových vĺn?
Dobrý výkon šírenia v kvapalinách: Ultrazvukové vlny sa môžu šíriť tekutými médiami s minimálnym útlmom.
Rýchlosť šírenia je ovplyvnená rýchlosťou prúdenia média: Ultrazvukové vlny sa pri pohybe po prúde zrýchľujú (rýchlosť zvuku + zložka rýchlosti prúdu vody) a spomaľujú pri pohybe proti prúdu (rýchlosť zvuku - zložka rýchlosti prúdenia vody).
Presná smerovosť: Vysoké frekvencie a krátke vlnové dĺžky poskytujú ultrazvukovým vlnám vynikajúcu smerovosť a koncentrovanú energiu, čo uľahčuje ich prenos v špecifických smeroch.
Ultrazvukové vlny umožňujú presný prenos a príjem signálu. Po prenose musí ultrazvukový signál podstúpiť aspoň dva odrazy vo vodnom potrubí, aby sa dostal k prijímaču; presná smerovosť ultrazvuku túto požiadavku spĺňa.
Prečo sa na meranie spotreby vody nedajú použiť iné typy vĺn?
Svetelné vlny: Vyžadujú priehľadné potrubia a výrazne sa rozptyľujú vo vode, čo sťažuje príjem signálu.
Bežné zvukové vlny: Majú nízke frekvencie (20 Hz – 20 kHz) a sú citlivé na rušenie okolitým hlukom, ktoré ovplyvňuje výsledky merania.
Princíp činnosti ultrazvukových vodomerov:
V súčasnosti ultrazvukové vodomery využívajú predovšetkým dve metódy merania: metódu tranzitného{0}}času a metódu Dopplerovho efektu.
Metóda času prechodu- je najbežnejšie používanou technikou pre ultrazvukové vodomery, zatiaľ čo metóda Dopplerovho efektu je vhodná pre priemyselné aplikácie s horšou kvalitou vody.
Ako ultrazvukové vodomery generujú ultrazvukové vlny? Privedením signálu striedavého prúdu (AC) s frekvenciou vyššou ako 20 kHz na prevodník alebo snímač ultrazvukový prevodník generuje minútové, vysokofrekvenčné- mechanické vibrácie, ktoré sa premieňajú na ultrazvukové vlny.