فلومتر اولتراسونیک ترانزیت تایم

فلومتر های اولترا سونیک ترانزیت تایم در دو نوع ثابت و پرتابل ( قابل حمل) عرضه شده اند که می بایست با توجه به نیاز نیاز سنجی های انجام شده انتخاب شده و مورد استفاده قرار گیرند.

محصولات نوع ثابت

محصولات نوع پرتابل

اصول عملکرد فلومتر ترانزیت تایم (زمان گذر)

در این نوع فلومترها موج یا سیگنال فراصوت به صورت مورب در عرض لوله توسط یک سنسور فرستنده ارسال شده و سنسور دیگر دستگاه سیگنال را دریافت نموده و زمان بین ارسال و دریافت سیگنال توسط دستگاه ثبت می گردد . در این سیستم اندازه گیری سیگنال ها به صورت متناوب ارسال شده و سپس سرعت سیال با توجه به اختلاف زمانی بین دو سنسور محاسبه و از روی سرعت، دبی لحظه ای و مجموع محاسبه می گردد.

به مثال زیر توجه نمایید:

فرض می کنیم که دو کشتی یکی در جهت جریان آب و دیگری خلاف جریان آب، رودخانه ای را به صورت اریب قطع می کنند. آن کشتی که در جهت جریان آب در حال حرکت است به زمان کمتری برای رسیدن به سمت دیگر رودخانه نیاز دارد. در فلومتر های اولتراسونیک نیز امواج صوتی مانند دو کشتی مذکور حرکت می کنند.

سرعت پخش موج فراصوتی از نقطه A به نقطه B برابر است با :

\(V_{AB}=C+V_{m}\times \cos \Theta \)

و زمان عبور صوت از A به B برابر است با:

\(T_{AB}=\frac{L}{\left ( C+V{m}\times COS \Theta \right )} \)

سرعت پخش موج فراصوتی از B به A برابر است با :

\(V_{BA}=C-V_{m}\times cos\Theta \)

و زمان عبور صوت از B به A برابر است با :

\(T_{BA}=\frac{L}{\left ( C-V_{m}\times COS \Theta \right )} \)

با توجه به روابط فوق میتوان نوشت:

\(V_{m}=GK\times \frac{\left (T_{BA}-T_{AB} \right )}{\left (T_{BA}\times T_{AB} \right )} \)

که در فرمول فوق GK ثابت کالیبراسیون فلومتر اولتراسونیک است.

پس با فرض اینکه

\(L=D/sin\Theta \)

میتوان گفت:

\(GK=\frac{D}{sin 2\Theta } \)

با توجه به رابطه نرخ دبی حجمی Q با سطح مقطع و سرعت متوسط خواهیم داشت:

\(Q=\frac{\pi \times D^{3}}{4\times sin 2\Theta }\times \frac{\left ( T_{BA}-T_{AB} \right )}{\left ( T_{BA}\times T_{AB} \right )} \)

در نتیجه اختلاف زمان عبور، اندازه گیری دقیق خطی متوسط سرعت دبی V در طول مسیر اندازه گیری را منعکس سازد. مقدار اختلاف زمان عبوری سیگنال صوتی بگرچه بسیار اندک است، اما نقش تاثیر گذار در اندازه گیری سرعت و دبی دارد.

مبدل های سیگنال که باعث تحریک پیزو ها از طریق پالس شده و سیگنال های دریافتی را بررسی می نماید می بایست قابلیت محاسبه چنین دقت زمانی را داشته باشند.

مشخص کردن سرعت صوت C

میتوان سرعت صوت c را از جمع کل زمان عبوری محاسبه نمود:

\(\sum T=T_{AB}+T_{BA}=\frac{1}{c}\times \frac{2D}{sin\Theta }c=\frac{2D}{sin \Theta }\times \frac{1}{T_{AB}+T_{BA}} \)

سرعت c به نوع سیال داخل لوله بستگی دارد. تغییر در نوع و فاز مواد داخل خط لوله های چند محصوله، تغییر در سرعت سیگنال های عبوری در هر یک از فازها را ایجاد می نماید.

نحوه نصب سنسورهای فلومتر اولتراسونیک

با توجه به سایز قطر لوله و همچنین اعمال شرایط مناسب جهت ثبت زمان ارسال و دریافت سیگنال سنسورها، سه نوع کلی نصب سنسور های اولتراسونیک به شرح ذیل مد نظر قرار میگیرند:

نصب نوع Z
نصب نوع V
نصب نوع W

نصب نوع Z : در مواقعی که سایز قطر لوله بالا باشد از این نوع نصب استفاده میشود که از حرکت زمان بر موج اولتراسونیک درون لوله جلوگیری نموده و باعث میشود قبل از تضعیف سیگنال، سنسور بتواند آن را دریافت و زمان عزیمت را ثبت کند تا به تبع آن به سرعت و دبی سیال دست یابیم.

نصب نوع V : برای لوله های با سایز کوچک و متوسط به صورت استادارد از این نوع نصب استفاده میشود و می بایست به هنگام نصب، جهت دریافت سیگنال اولتراسونیک با کیفیت، مکان دقیق دو سنسور را روی لوله مشخص نمود. در این حالت سیگنال منتشر شده از یک سنسور ابتدا به جداره پایینی لوله برخورد نموده و سپس به سمت سنسور دوم منعکس میشود.از مزایای این روش آن است که با توجه به قطر کوچک و متوسط لوله، زمان عزیمت سیگنال اندکی افزایش می یابد تا برای سیستم قابل اندازه گیری باشد و همچنین سیگنال ارسال شده با کیفیت مناسب به سنسور دریافت کننده برسد.

نصب نوع W :در مواقعی که سایز قطر لوله بسیار کوچک باشد میبایست از این نوع نصب استفاده گردد تا سیگنال ارسال شده پس از چندبار انعکاس درون لوله به سنسور گیرنده برسد تا بدینوسیله زمان عزیمت سیگنال اندکی افزایش یافته و برای دستگاه سیگنال با کیفیت قابل اندازه گیری باشد

فلومتر اولتراسونیک ترانزیت تایم​

اصول عملکرد فلومتر ترانزیت تایم (زمان گذر)

نحوه نصب سنسورهای فلومتر اولتراسونیک

فلومتر اولتراسونیک ترانزیت تایم