Ультразвуковые расходомеры

Ультразвуковые расходомеры

Ультразвуковые расходомеры – специальные устройства, позволяющие установить расход веществ, который приходится на то или иное сечение трубопровода в течение определенного периода. Данные приборы генерируют акустические колебания, распространяют их в среде газа или жидкости и регистрируют полученный эффект. Принцип работы представленных аппаратов, таким образом, имеет своей основой смещение звуковых колебаний при их прохождении через контролируемую среду.

Основное предназначение ультразвуковых расходомеров – измерение объемного расхода веществ. Оснащение прибора дополнительными акустическими преобразователями позволяет измерять массовый расход. Погрешность контроля, как правило, не превышает 0,1−2,5%.

Жидкости в сравнении с газами является более удобным объектов контроля, так как последние обладают низким акустическим сопротивлением. Это значительно затрудняет генерацию интенсивных звуковых колебаний. В современных ультразвуковых расходомерах используются различные типы преобразователей и измерительные схемы.

Первый ультразвуковой расходомер, точнее его прототип, был разработан в 1948 г. Однако лишь в середине 1960-х гг. успехи в развитии электроники позволили создать по-настоящему надежные, точные расходомеры.

В сравнении с другими видами аппаратов ультразвуковые расходомеры обладают рядом неоспоримых преимуществ.

  • Гидравлическое сопротивление имеет предельно низкие значения или отсутствует вовсе.
  • Отсутствие подвижных механических элементов делает данные приборы более надежными и износостойкими.
  • Для результатов характерна повышенная точность.
  • Высокая скорость работы позволяют в единицу времени производить больше измерений.
  • Для данного типа устройств характерна высокая устойчивость к всевозможным помехам.

 

Измерение расхода газа и жидкости, как правило, осуществляется ультразвуковыми расходомерами в соответствии с двумя методами: фазовым и частотным.

В зависимости от количества акустических каналов можно выделить одно-, двух- и многоканальные приборы. Одноэлементные устройства оснащены двумя пьезоэлектрическими элементами, по очереди выполняющие излучение и прием импульсов. К преимуществам данной технологии следует отнести то, что она исключает пространственную асимметрию акустических каналов.

Двухэлементные расходомеры оборудованы двумя излучателями и двумя приемниками, которые осуществляют генерацию двух независимых акустических каналов, расположенных параллельно или перекрещивающихся. Наконец, многоканальные аппараты применяются в тех случаях, когда к точности результатов предъявляются самые строгие требования.

В настоящее время ультразвуковые расходомеры являются важным компонентом технического оснащения многих производственных предприятий.