1. Principio di funzionamento dimisuratore di portata ad ultrasuoni
Il misuratore di portata ad ultrasuoni è composto da tre parti: trasduttore ad ultrasuoni, circuito elettronico e sistema di visualizzazione e accumulo del flusso. Il trasduttore di trasmissione ad ultrasuoni converte l'energia elettrica in energia ultrasonica e la trasmette al fluido da misurare. L'onda ultrasonica viene trasmessa attraverso il fluido al ricevitore. Il segnale ultrasonico ricevuto dal ricevitore può rilevare la portata del fluido. Il circuito viene amplificato e convertito in un segnale elettrico rappresentativo della portata e fornito al display e totalizzatore per la visualizzazione e la totalizzazione. In questo modo vengono realizzati il rilevamento e la visualizzazione del flusso. I trasduttori piezoelettrici sono comunemente usati nei misuratori di portata ad ultrasuoni. Utilizza l'effetto piezoelettrico dei materiali piezoelettrici e utilizza un circuito di trasmissione adatto per aggiungere energia elettrica all'elemento piezoelettrico del trasduttore di trasmissione per generare vibrazioni ultrasoniche. Le onde ultrasoniche si propagano nel fluido con un certo angolo, quindi vengono ricevute dal trasduttore ricevente e convertite in energia elettrica dall'elemento piezoelettrico per il rilevamento. Il trasduttore di trasmissione utilizza l'effetto piezoelettrico inverso dell'elemento piezoelettrico, mentre il trasduttore di ricezione utilizza l'effetto piezoelettrico.
Flussimetri ad ultrasuonisono classificati secondo il principio di misurazione: metodo della differenza di velocità di propagazione, metodo dell'effetto Doppler, metodo dello spostamento del fascio, metodo di correlazione, metodo del rumore e così via. Poiché il metodo della differenza di velocità di propagazione supera l'errore causato dal cambiamento dell'onda sonora con la temperatura del fluido e ha un'elevata precisione, è ampiamente utilizzato. Il metodo della differenza di velocità di propagazione è suddiviso in: metodo Z (metodo di trasmissione), metodo V (metodo di riflessione), metodo X (metodo incrociato) e così via.
In base al metodo di installazione, ci sono: tipo a morsetto esterno, tipo plug-in, tipo a segmento di tubo e portatile. I misuratori di portata ad ultrasuoni portatili sono utilizzati principalmente per calibrare altri misuratori di portata installati.
2. Vantaggi del misuratore di portata ad ultrasuoni
(1) Il misuratore di portata ad ultrasuoni è uno strumento di misura senza contatto, che può essere utilizzato per misurare il flusso di fluidi e tubi di grande diametro che non sono facili da contattare e osservare. Non modifica lo stato del flusso del fluido, non produce perdite di pressione ed è facile da installare.
(2) Può misurare il flusso di mezzi fortemente corrosivi e mezzi non conduttivi.
(3) Il misuratore di portata ad ultrasuoni ha un ampio campo di misura e il campo di misura va da 2 cm a 6,5 m.
(4) Misuratore di portata ad ultrasuonipuò misurare il flusso di vari liquidi e liquami.
(5) Il flusso di volume misurato dal flussimetro ad ultrasuoni non è influenzato dalla temperatura, pressione, viscosità, densità e altri parametri termofisici del fluido misurato. Può essere trasformato in forme fisse e portatili.
(6) I misuratori di portata ad ultrasuoni plug-in e clamp-on possono essere installati e mantenuti senza interrompere la produzione senza interrompere la tubazione di processo.
(7) Il costo è relativamente basso.
3. Svantaggi del misuratore di portata ad ultrasuoni
(1) L'intervallo di misurazione della temperatura del misuratore di portata ad ultrasuoni non è elevato e generalmente può misurare solo il fluido la cui temperatura è inferiore a 200 ℃.
(2) Scarsa capacità anti-interferenza. È suscettibile all'interferenza di bolle, incrostazioni, pompe e altre sorgenti sonore miste a rumore ultrasonico, che influisce sulla precisione della misurazione.
(3) La sezione del tubo diritto ha requisiti rigorosi, ovvero il primo 10D, il 5D posteriore e la distanza dalla pompa 30D (D è il diametro interno del tubo). In caso contrario, la dispersione è scarsa e l'accuratezza della misurazione è scarsa.
(4) L'incertezza di installazione porterà grandi errori nella misurazione del flusso.
(5) La scala della tubazione di misurazione influenzerà seriamente l'accuratezza della misurazione e determinerà errori di misurazione significativi. Anche quando è grave, il misuratore non ha la visualizzazione del flusso.
(6) Il livello di affidabilità e precisione non è elevato (generalmente da 1,5 a 2,5 gradi) e la ripetibilità è scarsa. I misuratori di portata ad ultrasuoni determinano la portata misurando la velocità del fluido e moltiplicandola per l'area della sezione trasversale della tubazione. Il flussimetro non può misurare direttamente il diametro interno e la rotondità del tubo e può solo stimare l'area della sezione trasversale secondo il cerchio standard in base al diametro esterno e allo spessore della parete. L'incertezza causata da ciò ha superato l'1%, quindi la precisione è limitata.
(7) Vita utile breve (la precisione generale può essere garantita solo per 2 anni).
(8) La precisione del misuratore di portata ad ultrasuoni è inferiore a quella del misuratore di portata elettromagnetico (il misuratore di portata ad ultrasuoni è generalmente dell'1% e il misuratore di portata elettromagnetico è generalmente dello 0,5%).
(9) Ci sono molti fattori incerti che influenzano l'accuratezza del misuratore di portata ad ultrasuoni (come se il tubo dritto è sufficiente, lo stato del flusso dell'acqua nel tubo, l'incrostazione della parete del tubo, bolle d'aria, variazioni di temperatura, rumore, fattori, ecc.).
(10) Misuratori di portata ad ultrasuonihanno requisiti molto severi per le tubazioni e non dovrebbero esserci rumori anomali, altrimenti influenzeranno notevolmente l'errore di misurazione.