I contatori d'acqua ad ultrasuoni misurano il consumo di acqua utilizzando onde ultrasoniche. Poiché la velocità di propagazione delle onde ultrasoniche è influenzata dalla velocità del flusso d'acqua, la velocità del flusso-e successivamente il consumo di acqua- può essere determinata registrando il tempo di propagazione delle onde ultrasoniche.
I contatori per acqua a ultrasuoni offrono un'elevata precisione di misurazione e un ampio intervallo di misurazione, rendendoli il tipo di contatore per acqua più utilizzato e pratico oggi disponibile.
Cos'è l'ecografia?
Per capire comecontatori d'acqua ad ultrasuonilavoro, bisogna prima definire gli ultrasuoni.
Gli ultrasuoni si riferiscono a onde sonore meccaniche con frequenze superiori a 20 kHz, che vanno oltre la portata dell'udito umano.
Le onde ultrasoniche possono propagarsi attraverso l'acqua e altri mezzi; la loro velocità di propagazione è influenzata dalle proprietà del mezzo e dalla velocità del flusso.
Perché usare gli ultrasuoni? Non è possibile utilizzare altri tipi di onde per le misurazioni dei contatori dell'acqua?
Se si considerano le caratteristiche fisiche, i principi di misurazione e la praticità ingegneristica delle onde ultrasoniche, gli ultrasuoni si rivelano adatti per misurare il flusso d'acqua.
Quali sono le caratteristiche delle onde ultrasoniche?
Buone prestazioni di propagazione nei liquidi: le onde ultrasoniche possono viaggiare attraverso i mezzi liquidi con un'attenuazione minima.
La velocità di propagazione è influenzata dalla velocità del flusso del mezzo: le onde ultrasoniche accelerano quando viaggiano a valle (velocità del suono + componente della velocità del flusso dell'acqua) e decelerano quando viaggiano a monte (velocità del suono - componente della velocità del flusso dell'acqua).
Direttività precisa: le alte frequenze e le lunghezze d'onda corte conferiscono alle onde ultrasoniche un'eccellente direttività e un'energia concentrata, rendendole facili da trasmettere in direzioni specifiche.
Le onde ultrasoniche consentono una trasmissione e ricezione precisa del segnale. Dopo la trasmissione, il segnale ultrasonico deve subire almeno due riflessioni all'interno del tubo dell'acqua per raggiungere il ricevitore; la precisa direttività degli ultrasuoni soddisfa questo requisito.
Perché non è possibile utilizzare altri tipi di onde per misurare il consumo di acqua?
Onde luminose: richiedono tubi trasparenti e si disperdono notevolmente nell'acqua, rendendo difficile la ricezione del segnale.
Onde sonore ordinarie: hanno frequenze basse (20 Hz–20 kHz) e sono suscettibili alle interferenze del rumore ambientale, che influiscono sui risultati della misurazione.
Principio di funzionamento dei contatori per acqua ad ultrasuoni:
Attualmente, i contatori d'acqua a ultrasuoni utilizzano principalmente due metodi di misurazione: il metodo del tempo di transito- e il metodo dell'effetto Doppler.
Il metodo del tempo di transito- è la tecnica più comunemente utilizzata per i contatori dell'acqua a ultrasuoni, mentre il metodo dell'effetto Doppler è adatto per applicazioni industriali che comportano una qualità dell'acqua inferiore.
In che modo i contatori d'acqua a ultrasuoni generano onde ultrasoniche? Applicando un segnale di corrente alternata (CA) con una frequenza superiore a 20 kHz a un trasduttore o sensore, il trasduttore a ultrasuoni genera minuscole vibrazioni meccaniche ad alta-frequenza che vengono convertite in onde ultrasoniche.