Page 53 - 4405

Основними елементами перетворювачів ультразвукових
витратомірів є випромінювачі і приймачі УЗК. Їх дія базується
на п’єзоелектричному ефекті, який полягає в тому, що при
стисненні і розтягу в визначених напрямках деяких кристалів
(п’єзоелементів) на їх поверхнях виникають електричні
заряди. Якщо ж до цих поверхонь прикласти різницю
електричних потенціалів, то п’єзоелемент розтягнеться чи
стиснеться в залежності від того, на якій із цих поверхонь
буде більша напруга.
Одним із найбільш відомих природних п’єзоелементів є
кварц. П’єзоелементи зазвичай виготовляють у вигляді
круглих дисків діаметром 10-20 мм і оснащують електродами.
Щоб отримати інтенсивні УЗК, потрібно працювати на
резонансній частоті п’єзоелемента.
Час τ 1 проходження УЗК деякої відстані L за напрямком
швидкості потоку менший часу τ 2 проходження цієї ж відстані
проти напрямку швидкості потоку. Насправді:
1
L L    
    1   ;
1
c  c  c  
 (4.31)
1
L L    
    1  ,
2 
c  c  c  
де с – швидкість звуку в даному середовищі, v –
швидкість руху середовища. Звідси
2L 
       . (4.32)
2 1 2 2
c 1 ( / ) c
Оскільки / c 1, то рівняння (4.32) з великою степінню
точності може бути переписане так:
2L
   .  (4.33)
c 2
Таким чином, різниця часу ∆τ прямо пропорційна
швидкості потоку v.

52