1. Darbības principsultraskaņas plūsmas mērītājs
Ultraskaņas plūsmas mērītājs sastāv no trim daļām: ultraskaņas devēja, elektroniskās shēmas un plūsmas displeja un akumulācijas sistēmas. Ultraskaņas pārraides devējs pārvērš elektrisko enerģiju ultraskaņas enerģijā un pārsūta to uz mērāmo šķidrumu. Ultraskaņas vilnis caur šķidrumu tiek pārraidīts uz uztvērēju. Uztvērēja saņemtais ultraskaņas signāls var noteikt šķidruma plūsmas ātrumu. Ķēde tiek pastiprināta un pārveidota par elektrisko signālu, kas atspoguļo plūsmas ātrumu, un tiek piegādāts displejam un summētājam, lai parādītu un summētu. Tādā veidā tiek realizēta plūsmas noteikšana un displejs. Pjezoelektriskos devējus parasti izmanto ultraskaņas plūsmas mērītājos. Tas izmanto pjezoelektrisko materiālu pjezoelektrisko efektu un izmanto piemērotu raidīšanas ķēdi, lai pievienotu elektrisko enerģiju raidītāja pjezoelektriskajam elementam, lai radītu ultraskaņas vibrāciju. Ultraskaņas viļņi izplatās šķidrumā noteiktā leņķī, un pēc tam tos uztver uztverošais devējs un pjezoelektriskais elements pārvērš elektroenerģijā noteikšanai. Raidošais devējs izmanto pjezoelektriskā elementa apgriezto pjezoelektrisko efektu, bet uztverošais devējs izmanto pjezoelektrisko efektu.
Ultraskaņas caurplūdes mērītājitiek klasificēti pēc mērīšanas principa: izplatīšanās ātruma starpības metode, Doplera efekta metode, staru kūļa nobīdes metode, korelācijas metode, trokšņa metode utt. Tā kā izplatīšanās ātruma starpības metode pārvar kļūdu, ko izraisa skaņas viļņa izmaiņas šķidruma temperatūrā, un tai ir augsta precizitāte, to plaši izmanto. Izplatīšanās ātruma starpības metodi iedala: Z metodē (transmisijas metode), V metodē (atspoguļošanas metode), X metodē (krustveida metode) un tā tālāk.
Saskaņā ar uzstādīšanas metodi ir: ārējā skavas tips, spraudņa tips, caurules segmenta veids un pārnēsājamais. Pārnēsājamos ultraskaņas plūsmas mērītājus galvenokārt izmanto citu uzstādīto plūsmas mērītāju kalibrēšanai.
2. Ultraskaņas plūsmas mērītāja priekšrocības
(1) Ultraskaņas plūsmas mērītājs ir bezkontakta mērinstruments, ko var izmantot, lai izmērītu šķidrumu plūsmu un lielu cauruļu diametru, ar kuriem nav viegli saskarties un novērot. Tas nemaina šķidruma plūsmas stāvokli, nerada spiediena zudumus un ir viegli uzstādāms.
(2) Tas var izmērīt spēcīgu korozīvu un nevadošu vielu plūsmu.
(3) Ultraskaņas plūsmas mērītājam ir plašs mērīšanas diapazons, un mērīšanas diapazons ir no 2 cm līdz 6,5 m.
(4) Ultraskaņas plūsmas mērītājsvar izmērīt dažādu šķidrumu un notekūdeņu plūsmu.
(5) Ar ultraskaņas caurplūdes mērītāju izmērīto tilpuma plūsmu neietekmē mērītā šķidruma temperatūra, spiediens, viskozitāte, blīvums un citi termofizikālie parametri. To var izgatavot fiksētās un pārnēsājamās formās.
(6) Ultraskaņas caurplūdes mērītājus var uzstādīt un uzturēt, nepārtraucot ražošanu, nenogriežot procesa cauruļvadu.
(7) Izmaksas ir salīdzinoši zemas.
3. Ultraskaņas caurplūdes mērītāja trūkumi
(1) Ultraskaņas plūsmas mērītāja temperatūras mērīšanas diapazons nav augsts, un parasti tas var izmērīt tikai šķidrumu, kura temperatūra ir zemāka par 200 ℃.
(2) Slikta prettraucējumu spēja. Tas ir jutīgs pret burbuļu, piesārņojumu, sūkņu un citu skaņas avotu traucējumiem, kas sajaukti ar ultraskaņas troksni, kas ietekmē mērījumu precizitāti.
(3) Taisnai caurules posmam ir stingras prasības, kas ir pirmais 10D, aizmugurējais 5D un attālums no sūkņa 30D (D ir caurules iekšējais diametrs). Pretējā gadījumā izkliede ir slikta un mērījumu precizitāte ir slikta.
(4) Uzstādīšanas nenoteiktība plūsmas mērījumos radīs lielas kļūdas.
(5) Mērīšanas cauruļvada mērogs nopietni ietekmēs mērījumu precizitāti un radīs būtiskas mērījumu kļūdas. Pat ja tas ir smags, skaitītājam nav plūsmas displeja.
(6) Uzticamības un precizitātes līmenis nav augsts (parasti 1,5–2,5 pakāpes), un atkārtojamība ir slikta. Ultraskaņas plūsmas mērītāji nosaka plūsmas ātrumu, mērot šķidruma ātrumu un reizinot to ar cauruļvada šķērsgriezuma laukumu. Plūsmas mērītājs nevar tieši izmērīt iekšējo diametru un caurules apaļumu, un var tikai novērtēt šķērsgriezuma laukumu saskaņā ar standarta apli, pamatojoties uz ārējo diametru un sienas biezumu. Tā radītā nenoteiktība ir pārsniegusi 1%, tāpēc precizitāte ir ierobežota.
(7) Īss kalpošanas laiks (vispārējo precizitāti var garantēt tikai 2 gadus).
(8) Ultraskaņas plūsmas mērītāja precizitāte ir zemāka nekā elektromagnētiskā plūsmas mērītāja precizitāte (ultraskaņas plūsmas mērītājs parasti ir 1%, bet elektromagnētiskais plūsmas mērītājs parasti ir 0,5%).
(9) Ir daudzi neskaidri faktori, kas ietekmē ultraskaņas plūsmas mērītāja precizitāti (piemēram, vai taisnā caurule ir pietiekama, ūdens plūsmas stāvoklis caurulē, caurules sienas piesārņojums, gaisa burbuļi, temperatūras izmaiņas, troksnis, cilvēku faktori utt.).
(10) Ultraskaņas plūsmas mērītājiir ļoti stingras prasības cauruļvadiem, un nedrīkst būt neparasti trokšņi, pretējā gadījumā tas ievērojami ietekmēs mērījumu kļūdu.