Page 49 - 6747

47
- методи, що використовують залежність швидкості розповсюдження

ультразвукової хвилі від швидкості та напрямку потоку вимірюваного
середовища;

- методи, засновані на ефекті Допплера, що використовують зміни, які

виникають при відбитті ультразвукової хвилі від неоднорідностей

вимірюваного середовища.

В основу одного з ультразвукових методів вимірювання витрат ТС

першої групи покладено фізичне явище геометричного (векторного) складання

середньої швидкості руху v вимірюваного середовища (зокрема, рідини) і

швидкості с розповсюдження ультразвукової хвилі у цьому середовищі:

v = v + с. (4.13)
Σ
Принципова схема витратоміра наведена на рис. 4.5.

У відрізку трубопроводу 1, вздовж якого протікає вимірювана речовина,

розташовані п’єзоелементи 2, 3, 4. Генератор ультразвукових коливань 5

збуджує п’єзоелемент 2. Прийняті п’єзоелементами 3 і 4 сигнали

перетворюються пристроями 6 і 7 відповідно до виразу:

c  v c  v 2
  v, (4.14)
L L L

де L – відстань між передавальним та приймальним п’єзоелементами.

Оскільки симетричність вимірювальної схеми забезпечити складно,

застосовують схему з двома п’єзоелементами і комутатором, який по черзі

змінює функції п’єзоелементів (випромінювача та приймача).

У цьому випадку електронна схема витратоміра може визначити різницю

між часом розповсюдження ультразвукової хвилі проти t ↓ і вздовж t ↑ напрямку

потоку вимірюваного середовища:

L L 2Lv 1
Дt  t  t     .
  2 2 (4.15)
c  v c  v c v
1
c 2

Якщо прийняти до уваги, що для рідин, у яких с = 1000 – 1500 м/с, а
2 2 -5
швидкість потоку v ≤ 6 – 8 м/с, то v /c < 6·10 , то другий множник у виразі

(4.15) дорівнює 1 і їм можна нехтувати. Тоді, виразивши швидкість через