Ультразвукові витратоміри

Принцип роботи витратомірів заснований на зміні швидкості ультразвуку в середовищі, що рухається. З двох сторін трубопроводу, в якому рухається вода, під кутом встановлюють п'єзоелектричні давачі (рис. 12.13), що перетворять електричні імпульси в акустичні і навпаки.

Рис. 12.13. Структурна схема акустичного витратоміра.

Вимірювання швидкості води відбувається у такий спосіб. Електричний імпульс з формувача Ф1 надходить на давач Д1, який перетворює його в акустичний сигнал. Цей сигнал проходить через воду і приймається давачем Д2 через час

. /12.9/

Прийнятий акустичний сигнал перетворюється в електричний, посилюється у вимірювально-керуючому блоці ВКБ і знову через Ф1 надходить на давач Д1. У результаті виникає автоциркуляція імпульсів в контурі, показаному на рис. 12.13 стрілками, з частотою

. /12.10/

Аналогічно відбувається автоциркуляція імпульсів і в контурі, показаному пунктирними стрілками. При цьому давач Д2 забезпечує випромінювання, а давач Д1 прийняття акустичних імпульсів. Частота циркуляції імпульсів у цьому контурі

. /12.11/

Вимірювально-керуючий блок керує роботою контурів та виділяє збільшену в 100 разів різницеву частоту:

. /12.12/

Підставивши в /12.12/ і , одержимо

. /12.13/

При і . /12.14/

Імпульси частотою надходять на частотно-аналоговий перетворювач (ЧАП) з уніфікованим токовим сигналом 0...5 мА і на електричний лічильник (ЕІ), що фіксує кількість води, яка протікає через витратомір.

Ультразвукові витратоміри випускаються на витрати 0,1...10 м³/с і умовні діаметри труб 0,4; 0,6; 0,8 і 1,0 м. Допускається установка витратомірів на трубопроводах великих діаметрів через конічні патрубки за умови, що перед ними прямолінійна ділянка труби довжиною не менше п'яти діаметрів і після – довжиною не менше трьох діаметрів.

Лічильники води

Розглянуті витратоміри, крім акустичного, показують миттєву витрату. При автоматизації краплинного зрошення, дощувальних машин і інших об'єктів необхідно контролювати кількість води.

Рис. 12.14. Структурна схема рахункової приставки С-1М.

Якщо витратоміри мають токовий вихід 0...5 мА, то для вимірювання кількості води підключають до витратоміра рахункову приставку типу С-1М, яка є дискретним інтегратором. Вона складається з джерела живлення ДЖ, перетворювача постійного струму в частоту імпульсів АЧП, подільника імпульсів ПІ електромеханічного лічильника ЛІ (рис. 12.14). Основна похибка лічильника складає ±0,25%. Напруга живлення 220 В. Споживана потужність 25 ВА.