Ультразвуковые расходомеры

Главной отличительной особенностью жидкости является текучесть. Благодаря этому физическому свойству обеспечивается возможность транспортировки жидких материалов каналами и трубопроводами, что обходится намного дешевле использования других видов транспорта (автомобильного, железнодорожного, водного и пр.). Задача из школьного курса про две трубы и бассейн как нельзя лучше иллюстрирует одну из самых распространенных проблем по учету расходования жидкостей. В закрытых трубопроводах обычно используется скоростной принцип учета, т.е. измеряется скорость прохождения жидкости через известное сечение, и таким образом вычисляется ее объем. Для этого традиционно используются счетчики и расходомеры, устанавливаемые стационарно на врезке трубопровода или же на его входе (или выходе).

Особенности ультразвуковых расходомеров

У "классического" механического счетчика чувствительным узлом является крыльчатка или миниатюрная турбина, которая приводится во вращение потоком. Как и все механические системы, подобные счетчики имеют узлы, подверженные трению, которое является причиной инструментальной погрешности измерителя и приводит к износу деталей конструкции. Кроме того, счетчики с механическим измерительным элементом крайне недолговечны при использовании в агрессивных средах и загрязненных жидкостях с твердыми примесями. Датчики скорости, работающие на принципе измерения перепада давлений, в своем составе обязательно должны иметь резистивный элемент, который создает сопротивление потоку, что снижает производительность трубопроводов. Кариолисовские расходомеры определяют массовый расход жидкости напрямую, однако их цена в настоящее время очень высока. Все перечисленные типы расходомеров необходимо подключать непосредственно к трубопроводу стационарно (осуществлять "врезку"), и для оперативных замеров (в разных контрольных точках) они использоваться не могут.

Бесконтактные измерения портативным расходомером

Ультразвуковой расходомер жидкости, принцип работы которого основан на детектировании параметров акустического сигнала, проходящего через подвижную среду, выгодно отличается от приборов учета других типов тем, что его датчики снимают скоростные показатели потока без непосредственного соприкосновения с ним, т.е. бесконтактным способом. Измерительные элементы (пьезопреобразователи) могут крепиться на наружной стороне трубопровода, а значит замеры можно выполнять практически в любой точке системы, без изменения ее конструкции (не выполняя "врезку"). Другими преимуществами расходомеров такого типа являются: отсутствие механических движущихся узлов, широкий диапазон измерений, высокая точность, помехозащищенность, минимальное время на подготовку к работе и оперативность снятия показаний. Ультразвуковые расходомеры выпускаются в стационарном и портативном (переносном) исполнении, при этом последние чаще используются в качестве диагностического инструмента при проведении контрольных осмотров, проверок, и всевозможных испытаний оборудования, работающего с жидкостями различного типа.

Виды ультразвуковых расходомеров жидкости

В зависимости от типа жидкости, ультразвуковые расходомеры жидкости отличаются способом измерения скорости потока. В пульпе, сильно аэрированных и загрязненных жидкостях присутствует большое количество мелких частиц, хорошо отражающих ультразвуковой сигнал. Расходомеры, работающие с такими жидкостями, выполняют измерения на основе эффекта Доплера. Приборы, предназначенные для работы с чистыми (гомогенными) жидкостями, работают на принципе детектирования изменений скорости ультразвука в подвижной среде. Расходомер жидкости такого типа выполняет измерения при помощи парных датчиков, каждый из которых попеременно выполняет роль генератора сигналов и их приемника. В зависимости от диаметра трубопровода измерения могут выполняться в режиме отражения (с одним, двумя или тремя переотражениями) или в диагональном режиме (при этом датчики устанавливаются соответственно).

Ультразвуковые расходомеры могут использоваться не только для измерений в закрытых наполненных трубопроводах (когда площадь сечения потока является постоянной величиной с известным значением), но и в открытых каналах. Такие расходомеры имеют дополнительные датчики, которые отслеживают геометрические параметры потока (например, уровень жидкости в канале и т.п.).