Принцип измерения
Метод разницы во времени: существует разница во времени, когда звуковые волны распространяются на одинаковое расстояние в жидкости перед и против потока, и эта разница во времени распространения связана со скоростью потока в измеряемом объеме жидкости. Расход жидкости определяется путем измерения этой разницы во времени, а затем рассчитывается расход.
Доплеровский метод: основанный на доплеровском принципе в акустике, метод позволяет определить частотную разницу между отраженной и излучаемой звуковой волной для определения скорости движущихся частиц в жидкости, что косвенно дает возможность определить скорость и расход жидкости. Для этого необходимо наличие в воде взвешенных объектов, таких как пузырьки и твердые частицы, отражающих ультразвуковой луч.
Применимая жидкость
Метод разницы во времени: подходит для измерения чистоты жидкостей с низким содержанием примесей, таких как сырая нефть, мазут, чистая вода, деионизированная вода, химические растворители и т. д. Если жидкость содержит большое количество пузырьков или твердых примесей, это может препятствовать нормальному распространению ультразвуковых волн и влиять на точность измерения.
Доплеровский метод: часто используется для измерения мутности жидкостей, содержащих пузырьки, твердые частицы и другие примеси, таких как сточные воды, грязь, масляно-водные смеси и т. д., широко применяется в природных водах, для очистки промышленных сточных вод и в других областях.
Точность измерений
Метод разности временных интервалов: точность относительно высока, до ±0,5%, а на точность измерения влияют точность электронных компонентов обработки сигнала и стабильность скорости звука.
Доплеровский метод: его точность, как правило, ниже, чем у метода разницы во времени, обычно около ±2%, поскольку результаты измерений основаны на рассеянном сигнале взвешенных частиц или пузырьков в жидкости, а распределение и движение этих частиц могут быть неравномерными, что оказывает определенное влияние на точность измерения.
Требования к трубопроводам
Метод разницы во времени: к состоянию потока жидкости в трубопроводе предъявляются более строгие требования, жидкость должна быть более стабильной и однородной, а прямой участок трубы имеет определенные требования, обычно длина прямого участка трубы до потока не менее чем в 10 раз превышает диаметр трубы, а длина прямого участка трубы после потока не менее чем в 5 раз превышает диаметр трубы.
Доплеровский метод: Требования к сегменту трубы относительно нестрогие, место установки более гибкое, и характер потока в трубопроводе менее подвержен влиянию.
Конструкция и установка датчика
Метод разницы во времени: обычно используются одна или несколько пар датчиков, устанавливаемых соответственно в верхней и нижней частях трубопровода. Направление передачи и приема сигнала датчиком должно поддерживаться под определенным углом к оси трубопровода, чтобы обеспечить точное измерение времени передачи ультразвукового сигнала. Во время установки датчик должен быть выровнен и зафиксирован для обеспечения стабильности передачи сигнала.
Доплеровский метод: Обычно используется одноканальный датчик, включающий передающие и принимающие пьезоэлектрические кристаллы, который может быть установлен на внешней стенке трубопровода или непосредственно вставлен в контакт с жидкостью. Он прост в установке и не повреждает трубопровод.
Возможность защиты от помех
Метод разности времен: легко подвержен влиянию вибрации трубопровода, изменений температуры и плотности жидкости и других факторов. Вибрация трубопровода может привести к отклонению положения датчика, влияя на точность измерения, а изменение температуры и плотности вызовет изменение скорости звука. Для повышения точности измерения необходимы температурная компенсация и другие меры.
Доплеровский метод: обладает высокой помехоустойчивостью, нечувствителен к вибрации трубопровода, а поскольку его принцип измерения основан на доплеровском сдвиге частоты, и температура и плотность жидкости мало связаны между собой, он сохраняет хорошую стабильность даже в сложных условиях эксплуатации.
Диапазон измерений
Метод разности временных интервалов: Диапазон измерения широк, позволяет измерять жидкости с низкой и высокой скоростью потока, подходит для труб различного диаметра, но для труб большого диаметра и измерения высокой скорости потока может потребоваться более высокая мощность передачи и более сложная технология обработки сигнала.
Доплеровский метод: как правило, подходит для измерения расхода жидкостей с низкой и средней скоростью потока. Для жидкостей с высокой скоростью потока, поскольку зависимость между доплеровским сдвигом частоты и скоростью потока нелинейна, это может привести к увеличению погрешности измерения.
Дата публикации: 09.12.2024