اندازه گیری جریان با استفاده از تکنولوژی ماوراء صوت یک ابزار است که جریان مایع یا گاز را از طریق تکنولوژی ماوراء صوت اندازه گیری می کند.این روش بر این اساس کار می کند که سرعت حرکت امواج صوتی در یک مایع با توجه به جهت و سرعت جریان مایع تغییر می کند.. فلوم متر ماوراء الصوت به طور گسترده ای در صنعت، پتروشیمی، سیستم تامین آب و مهندسی محیط زیست و زمینه های دیگر استفاده می شود.
اصل کار
دستگاه های جریان سنج فوق صوتی معمولاً از دو اصل اصلی زیر استفاده می کنند:
1.روش تفاوت زمانی(همچنین به عنوان روش زمان گسترش شناخته می شود): این روش برای اندازه گیری سرعت جریان به تفاوت زمان پخش سیگنال فوق صوتی در مایع تکیه می کند.فرض کنید که دو جفت سنسور فوق صوتی وجود داشته باشدسیگنال های ماوراء الصوت در زمان های مختلف در هر دو جهت رو به رو و رو به رو حرکت می کنند:
a. جهت پایین: سیگنال ماوراء صوت در جهت جریان مایع حرکت می کند و سرعت گسترش آن تسریع می شود.
ب. جهت ضد جریان: سیگنال ماوراء صوت در جهت جریان مایع حرکت می کند و سرعت گسترش آن کاهش می یابد.
پایین
با اندازه گیری زمان سفر در این دو جهت، می توان سرعت جریان مایع را محاسبه کرد. تفاوت در زمان سفر متناسب با سرعت مایع است.
مزایا:
• دقت بالا: به ویژه برای مایعات ساده و تمیز مناسب است، بهترین نتایج زمانی است که مایع حاوی ناخالصی ها یا حباب ها نباشد.
• کاربرد گسترده: مناسب برای اندازه گیری قطر مختلف لوله.
معایب:
• بستگی به خواص صوتی مایع دارد: آن را به شدت توسط ناخالصی ها یا حباب ها در مایع تحت تاثیر قرار می دهد.
• دقت در مورد آشفتگی مایع یا توزیع نابرابر سرعت جریان کاهش می یابد.
2.روش اثر دوپلر: این روش از اثر دوپلر برای اندازه گیری جریان استفاده می کند. روش اثر دوپلر از تغییرات در فرکانس امواج صوتی برای اندازه گیری سرعت استفاده می کند.بازتاب زمانی رخ می دهد که امواج فوق صوتی از طریق مایع حرکت کرده و با ذرات یا حباب های معلق مواجه می شونداگر مایع در حال حرکت باشد، فرکانس فوق صوتی منعکس شده با فرکانس منتشر شده متفاوت خواهد بود و این تغییر در فرکانس اثر دوپلر است.
• هنگامی که مایع به سمت سنسور حرکت می کند، فرکانس موج منعکس شده افزایش می یابد.
• هنگامی که مایع از سنسور دور می شود، فرکانس موج منعکس شده کاهش می یابد.
با اندازه گیری تفاوت فرکانس بین امواج ارسال شده و دریافت شده، سرعت جریان v می تواند محاسبه شود.
مزایا:
• ایده آل برای اندازه گیری مایعات حاوی ذرات معلق یا حباب: محدود به خلوص مایع نیست.
• طیف گسترده ای از کاربردها: می تواند برای اندازه گیری مایعات کثیف یا حاوی حباب های زیاد در مایعات استفاده شود.
معایب:
• بستگی به ذرات پراکنده یا حباب ها در مایع: ذرات بازتاب دهنده کافی در مایع برای انجام اندازه گیری مورد نیاز است.
• دقت نسبی پایین: نتایج اندازه گیری نسبت به شرایط سر و صدا و جریان حساس تر هستند.
مفهوم کانال
در جریان سنج های فوق صوتی، کانال ها به تعداد مسیری که سیگنال های فوق صوتی از طریق آن گسترش می یابند اشاره دارند. هر کانال شامل یک جفت سنسور فرستنده و دریافت کننده است که جریان را اندازه گیری می کند.استفاده از کانال های متعدد می تواند دقت و ثبات اندازه گیری را بهبود بخشدپیکربندی های کانال رایج شامل پیکربندی های تک کانال، دو کانال و چهار کانال است.
یک کانال (یک کانال): جریان سنج تنها از یک جفت سنسور برای تشکیل مسیر اندازه گیری استفاده می کند. این مزایای هزینه پایین، نصب ساده، اما دقت اندازه گیری نسبتا کم،به خصوص در مورد توزیع نابرابر جریان مایع.
کانال دوگانه (2 کانال): دو جفت سنسور برای تشکیل دو مسیر اندازه گیری استفاده می شود.پیکربندی دو کانال به طور قابل توجهی دقت اندازه گیری را بهبود می بخشد زیرا اجازه می دهد که سرعت جریان مایع در مکان های مختلف نمونه برداری شود، کاهش تاثیر توزیع نابرابر جریان بر نتایج اندازه گیری.
• چهار کانال (4 کانال): چهار جفت سنسور برای تشکیل چهار مسیر اندازه گیری استفاده می شود.این پیکربندی دقت و ثبات اندازه گیری بالاتر را برای برنامه هایی که نیاز به اندازه گیری دقیق دارند فراهم می کند، مانند لوله های بزرگ یا محیط هایی با شرایط سنجش پیچیده. پیکربندی چهار کانال می تواند به طور کامل توزیع سرعت جریان مایع را منعکس کند و خطاها را کاهش دهد.
ممنون
