Ультразвуковой расходомер использует ультразвук для измерения скорости жидкости и используется в различных жидкостных приложениях. Ультразвуковые расходомеры идеально подходят для воды и других жидкостей. Накладные ультразвуковые расходомеры обеспечивают высокую точность при низком и высоком расходе, экономят время, не разрезая трубу или останавливая технологический процесс, и на них не влияет внешний шум.

Вот как работают ультразвуковые расходомеры.

Ультразвуковые расходомеры используют звуковые волны на частоте за пределами слышимости (обычно 0,5, 1 или 4 МГц). Этот ультразвуковой сигнал направляется в поток протекающей жидкости с помощью смоченных (вставных) преобразователей, непосредственно контактирующих с жидкостью, или внешних (накладных) преобразователей, посылающих ультразвук через стенку трубы. Накладные ультразвуковые расходомеры позволяют пользователям измерять объемный расход жидкости в трубе без необходимости проникновения в трубу, что снижает затраты на установку и техническое обслуживание.

Типичный ультразвуковой расходомер жидкости с временем прохождения использует два ультразвуковых преобразователя, которые функционируют как ультразвуковой передатчик и приемник. Ультразвуковой расходомер работает, попеременно передавая и принимая всплеск ультразвука между двумя преобразователями, измеряя время прохождения, которое требуется звуку для прохождения между двумя преобразователями в обоих направлениях. Разница в измеренном времени прохождения (∆время) прямо пропорциональна скорости жидкости в трубе.

Ниже приведен рисунок типичного применения с использованием наиболее распространенного метода V-образного (2-проходного) монтажа с накладными датчиками. В этом приложении ультразвук передается от первого преобразователя и проходит через стенку трубы, через жидкость, затем отражается от задней стенки трубы, затем проходит через стенку трубы и улавливается вторым преобразователем.

Затем тот же процесс повторяется в обратном порядке, когда второй датчик передает ультразвук. Разница во времени между моментами полета вверх и вниз называется ∆ Time. Когда жидкость в трубе не движется, время ∆ будет равно нулю.

Чтобы вычислить скорость жидкости, вам нужно преобразовать необработанное ∆ Time в скорость жидкости в трубе. Угол пути ультразвука рассчитывается, зная скорость звука в трубе и жидкости. Этот угол используется в обычном уравнении тригонометрии для преобразования пути ультразвука в прямую линию в трубе. Это и будет скорость жидкости в трубе.

Как только скорость известна, остается только преобразовать ее в расход путем умножения на площадь поперечного сечения трубы, как и в случае любого расходомера, основанного на скорости.