Le débitmètre à ultrasons est un instrument qui mesure le débit de liquide ou de gaz grâce à la technologie à ultrasons.Il fonctionne sur la base que la vitesse à laquelle les ondes sonores voyagent à travers un fluide change en fonction de la direction et la vitesse du flux de fluideLe débitmètre ultrasonique est largement utilisé dans l'industrie, la pétrochimie, le système d'approvisionnement en eau et l'ingénierie environnementale et d'autres domaines.
Principe de fonctionnement
Les débitmètres à ultrasons utilisent généralement les deux principes de fonctionnement suivants:
1.Méthode de différence horaire(également appelée méthode du temps de propagation): cette méthode repose sur la différence de temps de propagation du signal ultrasonique dans le fluide pour mesurer le débit.Supposons qu'il y ait deux paires de capteurs à ultrasonsLes signaux ultrasoniques se déplacent à des moments différents dans les directions en amont et en aval:
a.Direction en aval: le signal ultrasonique se déplace dans la direction du flux de fluide et sa vitesse de propagation sera accélérée.
b.Direction du contre-courant: le signal ultrasonique se déplace contre la direction du flux de fluide et sa vitesse de propagation est ralentie.
En bas
En mesurant le temps de déplacement dans ces deux directions, le débit du fluide peut être calculé.
Les avantages:
• Haute précision: particulièrement adapté aux liquides simples et propres, les meilleurs résultats lorsque le liquide ne contient pas d'impuretés ou de bulles.
• Large application: adapté à la mesure de divers diamètres de tuyaux.
Les inconvénients:
• dépend des propriétés acoustiques du fluide: il est fortement affecté par les impuretés ou les bulles dans le fluide.
• La précision diminue en cas de turbulence du fluide ou de distribution inégale de la vitesse de débit.
2.Méthode de l'effet Doppler: Cette méthode utilise l'effet Doppler pour mesurer le débit.Les réflexions se produisent lorsque les ondes ultrasoniques traversent le fluide et rencontrent des particules ou des bulles en suspension.Si le fluide est en mouvement, la fréquence ultrasonore réfléchie sera différente de la fréquence émise, et ce changement de fréquence est l'effet Doppler.
• Lorsque le fluide se déplace vers le capteur, la fréquence de l'onde réfléchie augmente.
• Lorsque le fluide s'éloigne du capteur, la fréquence de l'onde réfléchie est réduite.
En mesurant la différence de fréquence entre les ondes transmises et reçues, le débit v peut être calculé.
Les avantages:
• Idéal pour mesurer des fluides contenant des particules en suspension ou des bulles: non limité par la pureté du fluide.
• Large gamme d'applications: peut être utilisé pour mesurer le liquide sale ou la teneur élevée en bulles de liquides.
Les inconvénients:
• En fonction des particules ou des bulles dispersées dans le fluide: il faut un nombre suffisant de particules réfléchissantes dans le fluide pour effectuer les mesures.
• Faible précision relative: les résultats des mesures sont plus sensibles au bruit et aux conditions de débit.
Conception du canal
Dans les débitmètres à ultrasons, les canaux désignent le nombre de voies par lesquelles les signaux ultrasoniques se propagent.L'utilisation de plusieurs canaux peut améliorer la précision et la stabilité de la mesureLes configurations de canaux courantes comprennent les configurations à canal unique, à double canal et à quatre canaux.
Le débitmètre utilise seulement une paire de capteurs pour former une trajectoire de mesure.en particulier dans le cas d'une distribution inégale du débit de fluide.
Deux canaux (2 canaux): deux paires de capteurs sont utilisées pour former deux voies de mesure.La configuration à deux canaux améliore considérablement la précision de mesure car elle permet d'échantillonner le débit du fluide à différents endroits, réduisant l'impact de la répartition inégale du débit sur les résultats de mesure.
• Quatre canaux (4 canaux): quatre paires de capteurs sont utilisées pour former quatre voies de mesure.Cette configuration offre une plus grande précision et stabilité de mesure pour les applications nécessitant des mesures de haute précisionLa configuration à quatre canaux peut mieux refléter la répartition de la vitesse de débit du fluide et réduire les erreurs.
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