Ultrasonik Debimetreler Nasıl Çalışır?

Ultrasonik debimetreler, bir boru içinde akan sıvının hızını ve miktarını belirlemek için ses dalgaları kullanır.

Bir boruya gönderilen ultrasonik dalganın frekansı ve bunun akışkandan yansımaları aynıdır. Eğer akışkan madde akıyorsa, yansıyan dalganın frekansı Doppler etkisinden dolayı farklı olur. Sıvı daha hızlı hareket ettiğinde, frekans kayması doğrusal olarak artar. Dalga verici, akış hızını belirlemek için iletilen dalgadan yansımaları işler ve hesaplar.

Ultrasonik Debimetre Çalışma Prensibi

Ultrasonik debimetrelerde, borudaki hem yukarı hem de aşağı yöndeki transdüserler arasında ultrasonik dalgalar gönderilip, alınır. Akış koşullarında sıvı daha hızlı hareket ettiğinde, yukarı ve aşağı zamanlar arasındaki fark artar. Verici, akış hızını belirlemek için giriş ve çıkış zamanlarını işler.

Doppler ultrasonik debimetre cihazı, Avusturyalı fizikçi ve matematikçi Christian Johann Doppler tarafından 1842'de belgelenen Doppler Efekti prensibi ile çalışır. Prensipte, bir gözlemci tarafından alınan ses dalgalarının frekanslarının kaynağın hareketine bağlı olduğunu belirtir. Bir Doppler ultrasonik akış ölçer, borudan geçen akış içine bir ultrasonik dalga yaymak için bir dönüştürücü kullanır. Akış ölçerin çalışması için akışkanda ultrasonik dalgayı yansıtacak şekilde katı parçacıklar veya hava kabarcıkları bulunmalıdır. Parçacıkların hareketi, ikinci bir transdüser tarafından alınan kirişin frekansını farklı kılar.

Debimetre, debiyle doğrusal orantılı olan frekans kaymasını ölçer. Bu değer, aşağıda gösterildiği gibi hacimsel akış elde etmek için borunun iç çapı ile çarpılır:

Δf = 2f _T sinθ • V _F / V _S

Snell'in Kanununa göre (kırılma yasası):
sinθ _T / V _T = sinθ / V _S
V _F = Δf / f _T • V _T / sinθ _T = KΔf

Değişkenler:
V _T = Verici malzemesinin sonik hızı
θ _T = Verici ışınının açısı
K = Kalibrasyon faktörü
V _F = Akış hızı
Δf = Doppler frekans kayması
V _S= Sonic akışkan hızı
f _T = Verici frekansı
θ = f _T girişinin sıvıya girişi Açısı

Volumetrik akış hızı = K • V _F • D ²

Değişkenler:
K = Sabit
D = Borunun iç çapı

Doppler Ultrasonik Akış ölçer, çalıştırmak için sıvıda akan parçacıkları referans alır. Taneciklerin veya kabarcıkların konsantrasyonları ve boyutları için daha düşük sınırlara dikkat edilmelidir. Buna ek olarak, sıvı tanecikleri frekans farkını görmek için yeterli bir hız oranında akmalıdır.

Ultrasonik Debimetrelerin Avantajları

• Ölçülen sıvıya müdahale etmez
• Borunun dışından monte edilebilir
• Proseste basınç kaybına neden olmaz, yüksek basınçlı sistemlerde rahatça çalışabilir
• Yüksek sıcaklıklarda çalışabilir
• Hat içi sızıntıyı önler
• Sensörler korozyona uğramaz ve paslanmaz
• Ucuz ve kolay bakımı vardır
• Ölçüm güvenilirliği yüksektir
• Kelepçe çapı değişken olduğu için çok çeşitli boruya uygundur

Sizin için en uygun Ultrasonik Debimetre türünü öğrenmek istiyorsanız ürün sayfamızı ziyaret edebilir veya bize ulaşarak mühendislerimize ücretsiz olarak danışabilirsiniz.

Ultrasonik Debimetreler Nasıl Kullanılır?

Transdüserler (problar) bir cihazın dışına kelepçelenir veya zincirle sabitlenir. Kapalı boru birbirinden belirli bir mesafede monte edilebilir. Bu mesafe ölçüm sırasında cihaz panelinden işlenir.

Ultrasonik Debimetre Nerelerde Kullanılır

Sırasıyla daha düşük seviyedeki endüstriler petrol ve gaz, su ve atık su, enerji, kimyasal, yiyecek ve içecek, ilaç, metal ve madencilik ve kağıt hamuru ve kâğıt.

Ultrasonik debimetreler, su, erimiş kükürt, kriyojenik sıvılar ve kimyasallar gibi ultrasonik dalgaların geçmesine izin veren sıvıların hızını ölçmek için yaygın olarak uygulanır. Geçiş süresi tasarımlarına göre ayrıca gaz ve buhar akışını ölçmek için kullanılabilir. Bazı bulamaç türü sıvılar ultrasonik dalgaların akışkanın içine girmesini sınırlar. Doppler ultrasonik debimetrelerde, opak sıvılar, ultrasonik dalga penetrasyonunu boru duvarının yakınında çok da sınırlayabilir ve bu da doğruluğu düşürebilir ve / veya debimetrenin ölçememesine neden olabilir.