1. مبدأ العملمقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية
يتكون مقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية من ثلاثة أجزاء: محول بالموجات فوق الصوتية ، ودائرة إلكترونية وعرض التدفق ونظام التراكم. يحول محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية الطاقة الكهربائية إلى طاقة فوق صوتية وينقلها إلى السائل المراد قياسه. تنتقل الموجات فوق الصوتية عبر السائل إلى جهاز الاستقبال. يمكن أن تكشف إشارة الموجات فوق الصوتية التي يستقبلها المستقبل عن معدل تدفق السائل. يتم تضخيم الدائرة وتحويلها إلى إشارة كهربائية تمثل معدل التدفق ويتم توفيرها للشاشة والمجمّع للعرض والتجميع. بهذه الطريقة ، يتم تحقيق كشف التدفق وعرضه. تستخدم محولات الطاقة الكهربائية الانضغاطية بشكل شائع في مقاييس التدفق فوق الصوتية. يستخدم التأثير الكهروإجهادي للمواد الكهروإجهادية ، ويستخدم دائرة إرسال مناسبة لإضافة طاقة كهربائية إلى عنصر كهرضغطية لمحول الطاقة المرسل لتوليد اهتزاز فوق صوتي. تنتشر الموجات فوق الصوتية في السائل بزاوية معينة ، ثم يتم استقبالها بواسطة محول الطاقة المستقبِل ، وتحويلها إلى طاقة كهربائية بواسطة عنصر كهرضغطية للكشف. يستخدم محول الطاقة المرسل التأثير الكهروإجهادي العكسي للعنصر الكهرضغطية ، بينما يستخدم محول الطاقة المستقبل التأثير الكهرضغطية.
مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتيةيتم تصنيفها وفقًا لمبدأ القياس: طريقة فرق سرعة الانتشار ، طريقة تأثير دوبلر ، طريقة إزاحة الحزمة ، طريقة الارتباط ، طريقة الضوضاء وما إلى ذلك. نظرًا لأن طريقة فرق سرعة الانتشار تتغلب على الخطأ الناجم عن تغيير الموجة الصوتية مع درجة حرارة السائل ولها دقة عالية ، فهي تستخدم على نطاق واسع. تنقسم طريقة فرق سرعة الانتشار إلى: طريقة Z (طريقة الإرسال) ، طريقة V (طريقة الانعكاس) ، طريقة X (الطريقة المتقاطعة) وما إلى ذلك.
وفقًا لطريقة التثبيت ، هناك: نوع المشبك الخارجي ونوع المكون الإضافي ونوع مقطع الأنابيب والمحمول. تستخدم مقاييس التدفق بالموجات فوق الصوتية المحمولة بشكل أساسي لمعايرة مقاييس التدفق المثبتة الأخرى.
2. مزايا مقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية
(1) مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية هو أداة قياس غير ملامسة ، والتي يمكن استخدامها لقياس تدفق السوائل وأقطار الأنابيب الكبيرة التي ليس من السهل ملامستها ومراقبتها. لا يغير حالة تدفق السوائل ، ولا ينتج عنه فقد للضغط ، كما أنه سهل التركيب.
(2) يمكنه قياس تدفق الوسائط القوية المسببة للتآكل والوسائط غير الموصلة.
(3) مقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية له نطاق قياس واسع ، ومدى القياس من 2 سم إلى 6.5 م.
(4) مقياس الجريان بالموجات فوق الصوتيةيمكن قياس تدفق السوائل المختلفة ومياه الصرف الصحي.
(5) لا يتأثر تدفق الحجم المقاس بواسطة مقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية بدرجة الحرارة والضغط واللزوجة والكثافة والمعلمات الفيزيائية الحرارية الأخرى للسائل المقاس. يمكن تحويلها إلى أشكال ثابتة ومحمولة.
(6) يمكن تركيب وصيانة مقاييس التدفق فوق الصوتية القابلة للتوصيل والتثبيت بدون توقف الإنتاج دون قطع خط أنابيب العملية.
(7) التكلفة منخفضة نسبيًا.
3. مساوئ مقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية
(1) نطاق قياس درجة الحرارة لمقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية ليس مرتفعًا ، وعمومًا يمكنه فقط قياس السائل الذي تقل درجة حرارته عن 200 درجة مئوية.
(2) ضعف القدرة المضادة للتدخل. إنه عرضة لتداخل الفقاعات والقاذورات والمضخات ومصادر الصوت الأخرى الممزوجة بالضوضاء فوق الصوتية ، مما يؤثر على دقة القياس.
(3) قسم الأنبوب المستقيم له متطلبات صارمة ، وهي أول 10D ، و 5 D الخلفي ، والمسافة من المضخة 30D (D هو القطر الداخلي للأنبوب). وبخلاف ذلك ، يكون التشتت ضعيفًا وتكون دقة القياس رديئة.
(4) سيؤدي عدم التأكد من التركيب إلى أخطاء كبيرة في قياس التدفق.
(5) سيؤثر مقياس خط أنابيب القياس بشكل خطير على دقة القياس ويحدث أخطاء قياس كبيرة. حتى عندما تكون شديدة ، فإن جهاز القياس لا يحتوي على عرض للتدفق.
(6) مستوى الموثوقية والدقة ليس مرتفعًا (بشكل عام من 1.5 إلى 2.5 درجة) ، والتكرار ضعيف. تحدد عدادات التدفق بالموجات فوق الصوتية معدل التدفق عن طريق قياس سرعة السائل وضربه في منطقة المقطع العرضي لخط الأنابيب. لا يستطيع مقياس التدفق قياس القطر الداخلي واستدارة الأنبوب بشكل مباشر ، ويمكنه فقط تقدير مساحة المقطع العرضي وفقًا للدائرة القياسية بناءً على القطر الخارجي وسماكة الجدار. وقد تجاوز عدم اليقين الناجم عن ذلك 1٪ ، لذا فإن الدقة محدودة.
(7) فترة خدمة قصيرة (لا يمكن ضمان الدقة العامة إلا لمدة عامين).
(8) دقة مقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية أقل من دقة مقياس الجريان الكهرومغناطيسي (مقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية عمومًا 1٪ ، ومقياس الجريان الكهرومغناطيسي عمومًا 0.5٪).
(9) هناك العديد من العوامل غير المؤكدة التي تؤثر على دقة مقياس الجريان بالموجات فوق الصوتية (مثل ما إذا كان الأنبوب المستقيم كافياً ، وحالة تدفق الماء في الأنبوب ، وقاذورات جدار الأنبوب ، وفقاعات الهواء ، وتغيرات درجة الحرارة ، والضوضاء ، والإنسان العوامل ، وما إلى ذلك).
(10) أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتيةلديها متطلبات صارمة للغاية لخطوط الأنابيب ، ويجب ألا يكون هناك ضوضاء غير طبيعية ، وإلا فإنها ستؤثر على خطأ القياس بشكل كبير.