مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية هو أداة تقيس تدفق السائل أو الغاز من خلال تقنية الموجات فوق الصوتية.يعمل على أساس أن السرعة التي تنتقل بها موجات الصوت عبر السائل تتغير اعتمادا على اتجاه وسرعة تدفق السائليستخدم مقياس تدفق الموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في الصناعة والبتروكيماويات ونظام إمدادات المياه والهندسة البيئية ومجالات أخرى.
مبدأ العمل
عادة ما تستخدم مقاييس تدفق الموجات فوق الصوتية مبادئ العمل الرئيسية الثنتين التالية:
1.طريقة الفرق الزمني(المعروف أيضًا باسم طريقة وقت الانتشار): تعتمد هذه الطريقة على الفرق الزمني لنشر إشارة الموجات فوق الصوتية في السائل لقياس معدل التدفق.افترض أن هناك زوجين من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية، يتم تثبيتها في المراكز الصاعدة والأسفل من خط الأنابيب ، مما يشكل مسار قياس متماثل. تنتقل الإشارات بالموجات فوق الصوتية في أوقات مختلفة في الاتجاهين الصاعد والأسفل:
اتجاه التيار الأسفل: إشارة الموجات فوق الصوتية تسافر في اتجاه تدفق السائل، وسيتم تسريع سرعة انتشارها.
اتجاه التيار المضاد: الإشارة بالموجات فوق الصوتية تسافر ضد اتجاه تدفق السائل، وسيتم إبطاء سرعة انتشارها.
أسفل
من خلال قياس وقت السفر في هذين الاتجاهين، يمكن حساب معدل تدفق السائل. الفرق في وقت السفر متناسب مع سرعة السائل.
المزايا:
• دقة عالية: مناسبة بشكل خاص للسوائل النظيفة الفردية ، أفضل النتائج عندما لا يحتوي السائل على شوائب أو فقاعات.
• تطبيقات واسعة: مناسبة لقياس مختلف قطرات الأنابيب.
السلبيات:
• يعتمد على الخصائص الصوتية للسائل: فهو يتأثر بشكل كبير بالشوائب أو الفقاعات في السائل.
• تتدهور الدقة في حالة اضطراب السائل أو توزيع سرعة التدفق غير المتساوية.
2.طريقة تأثير دوبلر: تستخدم هذه الطريقة تأثير دوبلر لقياس التدفق. تستخدم طريقة تأثير دوبلر التغيرات في تردد موجات الصوت لقياس السرعة.تحدث الانعكاسات عندما تمر الموجات فوق الصوتية عبر السائل وتلتقي بالجسيمات المعلقة أو الفقاقيعإذا كان السائل في حركة، فإن تردد الموجات فوق الصوتية المنعكسة ستكون مختلفة عن تردد المنبعث، وهذا التغيير في التردد هو تأثير دوبلر.
• عندما يتحرك السائل نحو جهاز الاستشعار، تزداد تردد الموجة المنعكسة.
• عندما يتحرك السائل بعيدا عن جهاز الاستشعار، يتم تقليل تردد الموجة المنعكسة.
من خلال قياس الفرق في التردد بين الموجات المرسلة والمستلمة ، يمكن حساب معدل التدفق v.
المزايا:
• مثالية لقياس السوائل التي تحتوي على جسيمات معلقة أو فقاعات: لا تقتصر على نقاء السوائل.
• مجموعة واسعة من التطبيقات: يمكن استخدامها لقياس السائل القذر أو محتوى الفقاعات العالي في السوائل.
السلبيات:
• تعتمد على الجسيمات المتناثرة أو الفقاعات في السائل: هناك حاجة إلى عدد كاف من الجسيمات العاكسة في السائل لإجراء القياسات.
• دقة نسبية منخفضة: نتائج القياس أكثر حساسية للضوضاء وظروف التدفق.
مفهوم القناة
في مقاييس تدفق الموجات فوق الصوتية ، تشير القنوات إلى عدد المسارات التي تنتشر من خلالها إشارات الموجات فوق الصوتية. تتكون كل قناة من زوج من أجهزة الاستشعار الإرسالية والاستقبالية التي تقيس التدفق.استخدام قنوات متعددة يمكن أن يحسن دقة واستقرار القياستشمل تكوينات القناة الشائعة تشكيلات القناة الواحدة والقناة المزدوجة والأربع.
قناة واحدة (قناة واحدة): يستخدم مقياس التدفق فقط زوجًا من أجهزة الاستشعار لتشكيل مسار القياس. له مزايا التكلفة المنخفضة ، والتركيب البسيط ، ولكن دقة القياس منخفضة نسبيًا ،خاصة في حالة توزيع تدفق السائل غير متساو.
قناة مزدوجة (2 قناة): يتم استخدام زوجين من أجهزة الاستشعار لتشكيل مسارين للقياس.تكوين قناين اثنين يحسن بشكل كبير دقة القياس لأنه يسمح بمسح معدل تدفق السائل في مواقع مختلفة، مما يقلل من تأثير توزيع التدفق غير المتساوي على نتائج القياس.
• أربع قنوات (4 قنوات): يتم استخدام أربعة أزواج من أجهزة الاستشعار لتشكيل أربعة مسارات قياس.هذا التكوين يوفر دقة قياس أعلى واستقرار للتطبيقات التي تتطلب قياسات عالية الدقة، مثل خطوط الأنابيب الكبيرة أو البيئات ذات ظروف القياس المعقدة. يمكن أن يعكس تكوين القنوات الأربعة بشكل أفضل توزيع سرعة تدفق السائل ويقلل من الأخطاء.
شكراً لكِ
