Pengukur aliran ultrasonik tipe cubitIni adalah pengukur aliran yang mengukur kecepatan fluida menggunakan gelombang ultrasonik untuk menghitung laju aliran volumetrik. Dengan menggunakan transduser ultrasonik, pengukur aliran dapat mengukur kecepatan rata-rata sepanjang jalur emisi ultrasonik dengan merata-ratakan perbedaan waktu tempuh yang diukur atau mengukur pergeseran frekuensi antara pulsa ultrasonik yang bergerak searah aliran dan berlawanan dengan arah aliran dari efek Doppler Ultrasonik pengukur aliran dipengaruhi oleh sifat akustik fluida dan mungkin dipengaruhi oleh suhu, kepadatan, viskositas, dan partikel tersuspensi, bergantung pada pengukur aliran yang tepat. Harga pembeliannya sangat bervariasi, namun karena tidak menggunakan bagian yang bergerak, tidak seperti pengukur aliran mekanis, maka umumnya tidak mahal untuk digunakan dan dirawat.

Jenis deteksi

Ada tiga tipe berbedaPengukur aliran ultrasonik. Pengukur aliran transmisi (atau propagasi waktu tempuh) dapat dibagi menjadi pengukur aliran in-line (intrusif, basah) dan pengukur aliran tipe pinch (non-intrusif). Pengukur aliran ultrasonik yang menggunakan pergeseran frekuensi Doppler disebut pengukur aliran refleksi atau pengukur aliran Doppler. Tipe ketiga adalah flow meter saluran terbuka.^[1]

prinsip

Pengukur aliran metode deteksi pergerakan waktu

Pengukur aliran ultrasonikPerbedaan antara waktu tempuh pulsa ultrasonik yang bergerak berlawanan arah dengan arah aliran diukur. Perbedaan waktu ini merupakan ukuran kecepatan rata-rata fluida sepanjang jalur pancaran sinar ultrasonografi. Dengan menggunakan jumlah waktu transit absolut, kecepatan rata-rata fluida dan kecepatan suara dapat dihitung. Dengan menggunakan dua waktu transit ini, yaitu jarak antara transduser penerima dan pemancar serta sudut kemiringan, jika kita berasumsi bahwa suara harus berlawanan dengan aliran saat naik dan berlawanan dengan aliran saat turun, menurut definisi kita dapat menulis yang berikut ini, dll. .kecepatan rumus

 Dan 

Dengan menjumlahkan dan mengurangkan persamaan di atas, kita peroleh

 Dan 

dimana adalah kecepatan rata-rata zat cair sepanjang jalur bunyi dan cepat rambat bunyi.

Pengukur aliran metode deteksi pergerakan frekuensi Doppler

Metode alternatif pengukuran aliran ultrasonik adalah dengan menggunakan pergeseran Doppler, yang disebabkan oleh pantulan sinar ultrasonik dari bahan reflektif ultrasonik, seperti partikel padat atau gelembung udara yang terperangkap dalam fluida yang mengalir, atau dari fluida itu sendiri. . Cairannya bersih.

Flowmeter ultrasonik Doppler digunakan untuk lumpur, cairan dengan gelembung, dan gas dengan partikel yang memantulkan suara.

Pengukur aliran ultrasonik jenis ini juga dapat digunakan untuk mengukur laju aliran darah dengan melewatkan sinar ultrasonik melalui jaringan, memantulkannya dari pelat reflektif, kemudian membalikkan arah pancaran dan mengulangi pengukuran, sehingga menentukan laju aliran darah. Jumlahnya bisa diperkirakan. Frekuensi pancaran sinar yang ditransmisikan dipengaruhi oleh pergerakan darah di dalam pembuluh darah, dan dengan membandingkan frekuensi pancaran hulu dengan frekuensi pancaran hilir, maka aliran darah yang melalui pembuluh darah dapat diukur. Perbedaan antara kedua frekuensi tersebut merupakan ukuran laju aliran volumetrik sebenarnya. Sensor sinar lebar juga dapat digunakan untuk mengukur aliran secara independen dari luas penampang kapal.

pengukur aliran saluran terbuka

Dalam hal ini, elemen ultrasonik sebenarnya mengukur ketinggian air di saluran terbuka. Tergantung pada geometri saluran, laju aliran dapat ditentukan dari ketinggian. Sensor ultrasonik biasanya juga memiliki sensor suhu karena kecepatan suara di udara dipengaruhi oleh suhu.

Pengukur aliran ultrasonik tipe cubitCatatan Aplikasi

digunakan untukJenis penjepit waktu penerbanganPengukur aliran ultrasonik

Pastikan fluida mampu menghantarkan gelombang ultrasonik secara memadai, karena pengukur aliran tidak akan dapat mengukur bila gelombang ultrasonik tidak dapat menembus aliran antar transduser. Demikian pula gelombang ultrasonik harus mampu menembus fluida agar pengukur aliran Doppler dapat beroperasi secara akurat. Ketika fluida relatif buram dan kedap terhadap fluida, pengukur aliran Doppler cenderung mengukur kecepatan fluida pada atau di dekat dinding pipa, yang dapat menyebabkan kesalahan pengukuran yang signifikan dan/atau menyebabkan kegagalan pengukur aliran.

digunakan untukFlowmeter ultrasonik tipe penjepit Doppler

Pastikan cairan cukup memantulkan gelombang ultrasonik, karena pengukur aliran tidak akan beroperasi tanpa sinyal ultrasonik yang dipantulkan. Tergantung pada desainnya, pantulan dapat terjadi karena gelembung kecil di aliran udara atau adanya pusaran di aliran udara. Sumber refleksi ini sulit dihasilkan dalam praktiknya jika belum ada pada aliran yang mengalir. Untungnya, beberapa kombinasi gelembung dan/atau vortisitas terdapat di sebagian besar aplikasi.

Kecepatan partikel padat dalam bubur mungkin berbeda dari kecepatan pembawa cairannya. Gunakan teknologi ultrasonik dengan hati-hati ketika partikel padat kemungkinan besar terkonsentrasi di sebagian aliran yang mengalir (misalnya, dalam tabung horizontal yang mengalir dengan kecepatan relatif rendah). Berhati-hatilah saat menggunakan pengukur aliran ultrasonik Doppler dalam aplikasi bubur karena partikel padat dapat menghasilkan sinyal yang kuat, yang dapat menyebabkan pengukur aliran Doppler mengukur kecepatan benda padat, bukan kecepatan cairan.

Hindari penggunaan cairan yang membasahi transduser atau tidak membasahi dinding pipa di depan transduser karena flow meter tidak akan dapat mengukur bila gelombang ultrasonik tidak dapat masuk ke aliran. Pastikan untuk menjaga sambungan transduser penjepit yang aman ke dinding pipa karena ketika gelombang ultrasonik tidak dapat mencapai fluida, pengukur aliran tidak akan dapat melakukan pengukuran.

Pastikan Anda memahami prosesnya dan menggunakan flow meter ini dengan benar. Misalnya, proses pembersihan hulu secara teratur dapat menyebabkan pengukur aliran berhenti berfungsi karena debu tidak memungkinkan energi ultrasonik melewati cairan. Selain itu, jika kotoran menutupi transduser yang basah kuyup, pengukur aliran mungkin tidak dapat beroperasi sampai transduser dibersihkan.

Cara PenggunaanPengukur aliran ultrasonik tipe cubit

Pengukur aliran ultrasonik tipe cubitBiasanya digunakan untuk mengukur kecepatan cairan yang memungkinkan gelombang ultrasonik melewatinya, seperti air, lelehan belerang, cairan kriogenik, dan bahan kimia. Desain waktu transit juga dapat digunakan untuk mengukur laju aliran gas dan uap. Berhati-hatilah karena cairan yang tidak memancarkan energi ultrasonik, seperti banyak jenis bubur, akan membatasi penetrasi gelombang ultrasonik ke dalam cairan. Pada pengukur aliran ultrasonik Doppler, cairan buram dapat membatasi penetrasi gelombang ultrasonik di dekat dinding pipa, yang dapat mengurangi akurasi dan/atau menyebabkan pengukur aliran gagal melakukan pengukuran. Pengukur aliran ultrasonik waktu penerbangan mungkin tidak berfungsi ketika cairan buram melemahkan gelombang ultrasonik sedemikian rupa sehingga tidak dapat mencapai penerima.

Industri aplikasi yang umum

Industri tersebut adalah minyak dan gas, air dan air limbah, listrik, bahan kimia, makanan dan minuman, farmasi, logam dan pertambangan, serta pulp dan kertas.