Ультразвуковой расходомер газа -что такое ультразвуковой расходомерустройства, наиболее часто используемые в газопроводах - — это расходомер, устанавливаемый на трубопроводе, по которому протекает газ, и измеряющий расход газа по принципу ультразвука. Одно-канальный ультразвуковой расходомер газа — это устройство, оснащенное только одним каналом; много-канальный ультразвуковой расходомер газа имеет два или более каналов. Основной принцип ультразвукового расходомера газа для измерения скорости потока заключается в расчете основных параметров газовой среды, таких как скорость, расход и плотность, путем измерения времени распространения ультразвуковых волн в газовой среде.
Анализ принципа работы-разностного ультразвукового измерения расхода газа
Метод-временной разницы для ультразвукового измерения расхода газа - - принцип, часто упоминаемый вОпределение ультразвукового расходомера- определяет среднюю скорость газа вдоль звукового канала, используя разницу во времени распространения между двумя ультразвуковыми сигналами, распространяющимися в одном и противоположном направлении. При распространении ультразвука в текущей газовой среде его скорость изменяется вместе со скоростью газа. В частности, скорость распространения ультразвука изменяется в том же направлении, что и скорость газа: когда скорость газа увеличивается, скорость ультразвука, распространяющегося в том же направлении, также увеличивается; и наоборот, если скорость газа увеличивается в направлении, противоположном распространению ультразвука, скорость ультразвука соответственно уменьшится.
Базовая структура ультразвукового датчика расхода трубы
Как показано на рисунке 2.1 -, типичныйПринципиальная схема ультразвукового расходомера- два ультразвуковых преобразователя (называемых датчиками или преобразователями), способные как передавать, так и принимать ультразвуковые импульсы, встроены в одну или обе стороны трубы. Фактический путь ультразвукового сигнала между двумя преобразователями называется звуковым каналом, поэтому пара преобразователей образует один звуковой канал. Преобразователи отделены от жидкой среды звукопрозрачной мембраной или участком стенки акустического канала. В одном-каналеультразвуковой расходомерВолновод между двумя ультразвуковыми преобразователями пересекает ось оборудования.
Как показано на рисунке 2.1, диаметр трубы равен D, а длина прямой -линии между торцами двух преобразователей A и B, встроенных с обеих сторон трубы, равна длине канала L (также называемой звуковым путем L). Его связь с диаметром D следующая:
В формуле: Φ – угол наклона звукового канала, который представляет собой угол между звуковым каналом и осью трубы. Угол наклона звукового канала также является углом падения ультразвуковой волны.
Угол падения -, часто обсуждаемый вСтруктура ультразвукового расходомераа также вБлок-схема ультразвукового расходомераНа - влияет как скорость звука в жидкости, так и скорость звука в акустическом клине и материале стенок трубы. Однако изменение скорости звука с температурой обычно меньше для твердых материалов, чем для газообразных материалов. Когда изменение температуры невелико, влияние акустического клина и материала стенок трубы на точность измерений можно не учитывать; однако, когда диапазон изменения температуры велик, необходимо внести поправки на значительные изменения скорости звука в акустическом клине и материале стенок трубы.
Датчик с углом падения 30 градусов имеет высокий коэффициент пропускания, низкие потери энергии и низкое напряжение возбуждения, что делает его пригодным для портативных ультразвуковых расходомеров, где использование переменного тока неудобно. Преобразователь с углом падения 45 градусов имеет меньший коэффициент пропускания, но размер кристалла преобразователя можно увеличить для повышения напряжения возбуждения, что делает его пригодным для стационарных ультразвуковых расходомеров или тех, которые могут использовать переменный ток.
