Il flussometro ad ultrasuoni è uno strumento che misura il flusso di liquidi o gas attraverso la tecnologia ad ultrasuoni.Funziona sulla base del fatto che la velocità con cui le onde sonore viaggiano attraverso un fluido cambia a seconda della direzione e della velocità del flusso del fluidoIl misuratore di flusso ad ultrasuoni è ampiamente utilizzato nell'industria, nella petrochimia, nel sistema di approvvigionamento idrico e nell'ingegneria ambientale e in altri campi.
Principio di funzionamento
I flussometri ad ultrasuoni utilizzano generalmente i seguenti due principi di lavoro principali:
1.Metodo della differenza di tempo(conosciuto anche come metodo del tempo di propagazione): questo metodo si basa sulla differenza di tempo della propagazione del segnale ultrasonico nel fluido per misurare la portata.Supponiamo che ci siano due coppie di sensori ad ultrasuoni, installati nelle posizioni a monte e a valle della condotta, formando un percorso di misurazione simmetrico.
a. Direzione a valle: il segnale ultrasonico si muove nella direzione del flusso del fluido e la sua velocità di propagazione sarà accelerata.
b. Direzione controcorrente: il segnale ultrasonico si sposta contro la direzione del flusso del fluido e la sua velocità di propagazione sarà rallentata.
Sotto.
Misurando il tempo di percorrenza in queste due direzioni, si può calcolare la portata del fluido.
Vantaggi:
• Alta precisione: particolarmente adatto per liquidi singoli e puliti, i migliori risultati quando il liquido non contiene impurità o bolle.
• Ampia applicazione: adatta per la misurazione di vari diametri di tubi.
Svantaggi:
• Dipende dalle proprietà acustiche del fluido: è fortemente influenzato dalle impurità o dalle bolle nel fluido.
• La precisione si degrada in caso di turbolenza del fluido o distribuzione irregolare della velocità di flusso.
2.Metodo di effetto Doppler: Questo metodo utilizza l'effetto Doppler per misurare il flusso.Le riflessioni si verificano quando le onde ultrasoniche attraversano il fluido e incontrano particelle o bolle sospeseSe il fluido è in movimento, la frequenza ultrasonica riflessa sarà diversa dalla frequenza emessa, e questo cambiamento di frequenza è l'effetto Doppler.
• Quando il fluido si muove verso il sensore, la frequenza dell'onda riflessa aumenta.
• Quando il fluido si allontana dal sensore, la frequenza dell'onda riflessa si riduce.
Misurando la differenza di frequenza tra le onde trasmesse e quelle ricevute, si può calcolare la portata v.
Vantaggi:
• Ideale per misurare fluidi contenenti particelle o bolle in sospensione: non limitato dalla purezza del fluido.
• Ampia gamma di applicazioni: può essere utilizzato per misurare liquidi sporchi o liquidi con un elevato contenuto di bolle.
Svantaggi:
• dipende dalle particelle o dalle bolle disperse nel fluido: per effettuare le misurazioni è necessario un numero sufficiente di particelle riflettenti nel fluido.
• Bassa precisione relativa: i risultati delle misurazioni sono più sensibili alle condizioni di rumore e di flusso.
Concetto del canale
Nei flussometri ad ultrasuoni, i canali si riferiscono al numero di percorsi attraverso i quali i segnali ultrasonici si propagano.L'uso di canali multipli può migliorare la precisione e la stabilità delle misurazioniLe configurazioni di canale comuni includono configurazioni a canale singolo, a doppio canale e a quattro canali.
Un canale singolo (1 canale) : il flussometro utilizza solo un paio di sensori per formare un percorso di misurazione.specialmente nel caso di distribuzione irregolare del flusso del fluido.
Doppio canale (2-canale): due coppie di sensori sono utilizzate per formare due percorsi di misurazione.La configurazione a due canali migliora significativamente la precisione delle misurazioni perché consente di campionare la portata del fluido in luoghi diversi, riducendo l'impatto della distribuzione irregolare del flusso sui risultati delle misurazioni.
• Quattro canali (4 canali): quattro coppie di sensori sono utilizzate per formare quattro percorsi di misurazione.Questa configurazione fornisce una maggiore precisione e stabilità delle misure per le applicazioni che richiedono misure di alta precisioneLa configurazione a quattro canali può riflettere più pienamente la distribuzione della velocità di flusso del fluido e ridurre gli errori.
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