Principiul funcționării debitmetrului cu ultrasunete.
1. Unitatea electronică a debitmetrului cu ultrasunete este realizată într-o carcasă din plastic rezistentă la apă a versiunii de perete. Circuitul electronic al debitmetrului cu ultrasunete este realizat pe principiul izolării galvanice în mai multe etape (> 1000 V) a tuturor elementelor funcționale între ele. Acest principiu asigură imunitatea maximă la interferențe și fiabilitatea dispozitivului în condiții de funcționare reale și severe. Circuitul electronic al dispozitivului utilizează surse de alimentare fiabile, cu un timp de funcționare de cel puțin 500.000 de ore.
Diagrama structurala a debitmetrului cu ultrasunete.
2. Sonda 1 și 2, care lucrează alternativ în modul emițător-receptor, cablul de înaltă frecvență conectat RC-50 EB oferind trimiterea de impulsuri excitator (Figura) pe un traductor piezoelectric care funcționează în modul emițător și recepție (amplificare și detecție) a semnalelor slabe de la traductor piezoelectric , care funcționează în modul receptor. (vezi desenul).
diagrama timpului a semnalelor de debitmetru cu ultrasunete
Când fluidul curge în conducta are loc demolarea val de ultrasunete, ceea ce conduce la o modificare a timpului de propagare a semnalului ultrasonic (în continuare - PSM) pentru fluxul de lichid (de la sondă 1 pentru a sonda 2) trecerea timpului este redus, iar în amonte (de sonda 2 pentru a sonda 1) - crește. Diferența în timpii de propagare prin lichid pentru PSM și viteza de curgere din amonte este proporțională cu V și, prin urmare, debitul volumetric F. Pe semnalele recepționate de la traductoare piezoelectrice sunt calculate: timpi de propagare a semnalului emis de sonda 1 pentru a sonda 2, debitul, volumul acumulat de lichid, iar valoarea frecvenței semnalului de ieșire proporțională cu debitul. Parametrii calculați Astfel, debitul proporțional, volumul și timpul sunt introduse pe ecran pentru afișarea textului.
3. Principiul de funcționare a debitmetrului cu ultrasunete este explicat prin figura:
principiul de funcționare a debitmetrului cu ultrasunete
Viteza de propagare a semnalului ultrasonic de la emițător la receptor în lichidul de umplere a conductei este suma vitezei ultrasunetelor în continuare apă și un debit de apă V luate în considerare în proiecție pe direcția. Timpul de propagare a impulsului ultrasonic de la sonda 1 la 2, t1, și de la sonda 2 la 1, t2, depinde de viteza de circulație a apei în conformitate cu formulele:
formula de timp ultrasonic de debitmetru:
unde t1, t2 este timpul de propagare al impulsului ultrasonic de-a lungul curgerii și în raport cu fluxul, c;
Ld este distanța dintre membranele traductoarelor piezoelectrice, mm;
La este lungimea părții active a canalului acustic, mm;
C0 este viteza de ultrasunete în apă imobiliară, m / s;
V este viteza fluidului în SSR, m / s;
a este unghiul dintre axa conductei și senzorii PES, grade.
Debitmetrul cu ultrasunete utilizează metoda de măsurare directă, de înaltă precizie a timpului de propagare a fiecărui PSM de la un PET la altul. Din formulele (1) și (2) obținem:
formula de viteză a debitmetrului cu ultrasunete:
unde dt este diferența dintre timpii de propagare ai USS pe flux și pe flux.
Din formula (3), înmulțind viteza medie de curgere V prin secțiunea transversală a conductei D, obținem valoarea debitului de apă F care curge la locul de instalare al traductoarelor piezoelectrice:
formula pentru debitul debitmetrului cu ultrasunete:
unde D este diametrul conductei de la locul de instalare al traductoarelor piezoelectrice, mm;
K este factorul de corecție.
Factorul de corecție K este calculat în conformitate cu "procedura de testare", este un parametru programabil. Coeficientul hidrodinamic este raportul dintre debitul mediu al fluidului în conductă și viteza de curgere a fluidului v medie măsurată de-a lungul fasciculului ultrasonic. Se calculează pe baza valorii de rugozitate introduse a pereților conductei, a vâscozității lichidului controlat, a diametrului interior al conductei, a valorii măsurate a vitezei de curgere.
Modificarea vitezei de propagare a PSM în fluidul de lucru asociat cu o schimbare a temperaturii, presiunii și / sau compoziție lichidă, având în vedere lungimea constantă a căii acustic este luată la dispozitiv prin determinarea vitezei reale cu ultrasunete calculat prin formula:
cu ultrasunete debitmetru viteza de ultrasunete formula
Volumul de lichid V în intervalul T este determinat în conformitate cu formula:
formula volumului acumulat al debitmetrului cu ultrasunete:
4. Metoda moderna de calculare a consumului folosind coeficienti de greutate:
Într-un debitmetru ultrasonic cu două fascicule bazat pe un contor cu două canale, două perechi de PET-uri sunt instalate pe conductă (URP). În acest caz, măsurarea debitului pentru fiecare rază este efectuată independent, iar debitul măsurat în conductă este calculat prin formula:
formula pentru debitul unui debitmetru ultrasonic cu două fascicule:
unde W1, W2 - factorii de ponderare pentru fiecare pereche de PES (fiecare rază); F1, F2 este debitul măsurat de-a lungul fasciculului 1 și fasciculului 2, respectiv.
Într-un debitmetru ultrasonic cu trei fascicule bazat pe un contor cu trei canale, sunt instalate trei perechi de senzori pe conductă. În acest caz, măsurarea debitului pentru fiecare rază este efectuată independent, iar debitul măsurat în conductă este calculat prin formula:
formula pentru debitul unui debitmetru ultrasonic cu trei fascicule:
in care W1, W2, W3 - coeficienți de greutate pentru fiecare pereche de sonde (atunci când introduc două perechi de sonde de-a lungul corzilor si o pereche la centru în conformitate cu instrucțiunile de instalare).
Într-un debitmetru ultrasonic cu patru fascicule bazat pe un contor cu patru canale, patru perechi de senzori sunt instalate pe conducte. În acest caz, măsurarea debitului pentru fiecare rază este efectuată independent, iar debitul măsurat în conductă este calculat prin formula:
formula pentru consumul unui debitmetru ultrasonic cu patru fascicule:
unde W1, W4, W2, W3 sunt greutățile pentru fiecare pereche de PET-uri (atunci când se plasează PEA în coarde în conformitate cu instrucțiunile de instalare).
Debitul este determinat când condiția este îndeplinită: Fmax Fmax, măsurarea debitului continuă, dar valoarea debitului devine valoarea superioară a domeniului Fmax.
Detalierea detaliată a formulelor pe debitmetru cu ultrasunete
Documentație online pentru debitmetru cu ultrasunete