Ultrahangos gázáramlásmérő -mi az az ultrahangos áramlásmérőa gázvezetékekben leggyakrabban használt eszközök - egy áramló gázt szállító vezetékre szerelt áramlásmérő, amely ultrahang elve alapján méri a gázáramlást. Az egy-csatornás ultrahangos gázáramlásmérő olyan készülék, amely csak egy csatornával rendelkezik; egy több-csatornás ultrahangos gázáramlásmérőnek két vagy több csatornája van. Az áramlási sebesség mérésére szolgáló ultrahangos gázáramlásmérő alapelve a gázfolyadék alapvető paramétereinek, például a sebesség, az áramlási sebesség és a sűrűség kiszámítása az ultrahanghullámok terjedési idejének mérésével a gázközegben.
Az idő{0}}különbség ultrahangos gázáramlásmérés működési elvének elemzése
Az ultrahangos gázáramlásmérés időkülönbség-módszere -, amelyre gyakran hivatkoznakAz ultrahangos áramlásmérő definíciójaA - meghatározza az átlagos gázsebességet a hangcsatorna mentén, felhasználva két azonos irányú és ellenkező irányba terjedő ultrahangjel közötti terjedési idő különbségét. Amikor az ultrahang áramló gázközegben terjed, sebessége a gáz sebességével változik. Konkrétan az ultrahang terjedési sebessége ugyanabban az irányban változik, mint a gázsebesség: a gázsebesség növekedésével az ugyanabba az irányba terjedő ultrahang sebessége is nő; fordítva, ha a gáz sebessége az ultrahang terjedésével ellentétes irányban növekszik, az ultrahang sebessége ennek megfelelően csökken.
Az ultrahangos csőáramlás érzékelő alapvető felépítése
Amint az a 2.1 - ábrán látható, egy tipikusAz ultrahangos áramlásmérő sematikus diagramja- a cső egyik vagy mindkét oldalába két ultrahangos jelátalakító (a továbbiakban: szondák vagy jelátalakítók) van beépítve, amelyek képesek ultrahangimpulzusok továbbítására és fogadására. Az ultrahangjel tényleges útját a két jelátalakító között hangcsatornának nevezzük, így egy jelátalakító pár alkot egy hangcsatornát. A jelátalakítókat egy hangátlátszó membrán vagy egy akusztikus csatornafal választja el a folyékony közegtől. Egyetlen-csatornánultrahangos áramlásmérő, a két ultrahangos átalakító közötti hullámvezető metszi a berendezés tengelyét.
Amint a 2.1. ábrán látható, a cső átmérője D, és a cső mindkét oldalára beágyazott két A és B jelátalakító végfelületei közötti egyenes hossza az L csatornahossz (L hangútnak is nevezik). A D átmérővel való kapcsolata a következő:
A képletben: Φ a hangcsatorna dőlésszöge, amely a hangcsatorna és a cső tengelye közötti szög. A hangcsatorna dőlésszöge egyben az ultrahanghullám beesési szöge is.
A beesési szög -, amelyet gyakran tárgyalnak aAz ultrahangos áramlásmérő felépítésevalamint aUltrahangos áramlásmérő blokkdiagramjaA - értékre hatással van mind a folyadékban lévő hangsebesség, mind az akusztikus ék és a csőfal anyagában lévő hangsebesség. A hangsebesség hőmérséklet-változása azonban szilárd anyagok esetén általában kisebb, mint gáznemű anyagok esetében. Ha a hőmérsékletváltozás kicsi, az akusztikus ék és a csőfal anyagának a mérési pontosságra gyakorolt hatását figyelmen kívül lehet hagyni; ha azonban a hőmérséklet változási tartomány nagy, akkor korrekciót kell végezni az akusztikus ék és csőfal anyagában a hangsebesség jelentős változásaira.
A 30 fokos beesési szögű jelátalakító nagy áteresztőképességgel, alacsony energiaveszteséggel és alacsony gerjesztési feszültséggel rendelkezik, így alkalmas kézi ultrahangos áramlásmérőkhöz, ahol a váltakozó áramú tápellátás kényelmetlen. A 45 fokos beesési szögű jelátalakító kisebb áteresztőképességű, de a jelátalakító kristálymérete növelhető a gerjesztési feszültség növelése érdekében, így alkalmas helyhez kötött ultrahangos áramlásmérőkhöz, vagy olyanokhoz, amelyek váltóáramú áramot tudnak használni.
