Ультразвуковые расходомеры.

Принцип действия основан на измерении скорости звука в движущейся жидкости, определяемой векторной суммой скорости звука в неподвижной жидкости (с) и скорости движения самой жидкости (v).

Оптимальная скорость движения жидкости по трубам 3-5 м/с.

В УЗР используют 3 способа выделения сигнала:

1. Время-импульсный

2. Фазовый

3. Частотно-пакетный (самый точный)

И – источники ультразвука (излучатели)

П – пьезоэлементы (приемники)

У – усилители

Г – генератор

Возможны два режима генератора – импульсный и непрерывный.

1. При время-импульсном методе генератор работает в импульсном режиме.

При импульсном измеряется временной сдвиг у П₁ и П₂. При непрерывном измеряется фазовый сдвиг.

( время распространения вдоль потока)

( время распространения против потока)

Т.о. импульсы к приемнику приходят со сдвигом.

Т.к. c>>V, следовательно

Характеристика линейная, но есть недостаток:

зависимость показаний от скорости звука в неподвижной жидкости, которая зависит от свойств жидкости. Это приводит к погрешностям.

2. При фазовом методе генератор работает в непрерывном режиме.

Выходным сигналом является сдвиг фаз:

, но недостаток все равно имеет место.

Для его устранения используют частотно-пакетный метод.

3. Частотно-пакетный метод.

Вводятся ключи (модуляторы), которые замыкаются и размыкаются

Если М1 замкнут, И1 передает импульс. Как только он достигнет П1, М1 отключается.

Как весь импульс пройдет расстояние l – М1 снова замыкается. Образуются «пачки» импульсов.

Этот метод исключает погрешность от влияния свойств жидкости.

М – модуляторы

Т – период повторения пакетных импульсов

- частота повторений пачек

сигналов по потоку

- против потока

Класс точности 0,5.