10.Ультразвуковые расходомеры. Принцип работы.

Cуществуют три основные методики определения расхода жидкости при помощи ультразвука:

-время-импульсный метод( фазового сдвига)

-доплеровские расходомеры

-метод сноса ультразвукового сигнала (корреляционый).

Д ействие этих расходомеров основано на сложении скорости распространения ультразвука в жидкости и скорости самого потока жидкости. Излучатель и приемник ультразвуковых импульсов расходомера располагают на торцах измерительного участка трубопровода. Электронный блок содержит генератор импульсов и измеритель времени прохождения импульсов расстояния между излучателем и приемником.

Перед началом эксплуатации расходомер заполняют жидкостью, расход которой будут измерять и определяют время прохождения импульсом этого расстояния в стоячей среде. При движении потока его скорость будет складываться со скоростью ультразвука, что приведет к уменьшению времени пробега импульса. Это время, преобразуемое в блоке в унифицированный токовый сигнал, будет тем меньше, чем больше скорость потока, т.е. чем больше его расход Q.

Ультразвуковые расходомеры, как правило, используют для измерения объемного расхода вещества, но при добавлении в конструкцию расходомера реагирующего на плотность измеряемого вещества акустического преобразователя, возможно измерение массового расхода. Погрешность измерения ультразвуковых расходомеров находиться в пределах 0,1 до 2,5 %.

Если ультразвуковые колебания располагаются по направлению скорости потока, то они проходят расстояние за время: , а если против потока: .

Разность времен прохождения импульсов по потоку и против потока является мерой расхода , где F- площадь сечения потока, - коэффициент, учитывающий распределение скоростей по сечению потока.

Ультразвуковые расходомеры предназначены для измерения расхода почти всех продуктов, будь то жидкости или газы, агрессивные или коррозионные. Единственным условием является отсутствие в потоке большого количества твердых и газовых включений.

Достоинства:

-возможность установки прибора на трубопроводах диаметром от 10 мм и более.

-измерение расхода любых жидких сред.

Недостатки:

-необходимость индивидуальной градуировки

-зависимость от профиля скоростей, который меняется с изменением расхода

-влияние на показания изменений физико-химических свойств вещества и его температуры, от которых зависит скорость ультразвука.

11. Акустические уровнемеры. Принцип работы.

Акустический уровнемер — электронный прибор для высокоточного дистанционного измерения уровня жидкостей в резервуарах.

Существуют и находят применение акустические уровнемеры трех основных типов:

-локационные уровнемеры

-уровнемеры поглощения

-резонансные.

Все они реализуют различные физические явления, Связанные с распространением звука в упругой(жидкостной или газовой) среде.

Принцип действия уровнемера основан на измерении длины воздушной полости трубчатого резонанса, частичного погруженного в контролируемую жидкость. Мерой длины является интервал между частотами ряда резонансных колебаний, возбуждаемых в воздушной полости резонатора.

Уровень определяется по времени прохождения ультразвуковых волн от излучателя до уровня жидкости. Состоит: пьезоэлектрические излучатели 3, электронный блок I (генератора 1, задающего частоту повторения импульсов, генератора 2 импульсов, посылаемых в измеряемую среду, приемного усилителя 4, измерителя времени 5) и вторичный прибор II.. Электрический импульс, преобразованный в ультразвуковой, распространяется в жидкой среде, отражается от границы раздела жидкость—воздух и возвращается обратно на приемник, где преобразуется в электрический импульс. Уровень жидкости в резервуаре определяется по времени запаздывания Тз отраженного сигнала относительно посланного.

Достоинством уровнемера является высокая помехозащищенность и разрешающая способность, обеспечиваемая конструкцией резонансного типа и сложной цифровой обработкой сигнала.

У ровнемер может применяться при измерении уровня жидкостей в условиях повышенных шумов и вибраций при диапазонах изменения контролируемого уровня до 12 метров с точностью 1 мм.