초음파 흐름 측정기는 초음파 기술을 통해 액체 또는 가스 흐름을 측정하는 장치입니다.그것은 액체를 통과하는 소리파의 속도가 액체의 흐름의 방향과 속도에 따라 변한다는 것을 기반으로 작동합니다.초음파 흐름 측정기는 산업, 석유화학, 물 공급 시스템 및 환경 공학 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.
작동 원칙
초음파 흐름 측정기는 일반적으로 다음 두 가지 주요 작동 원리를 사용합니다.
1.시간차 방법(확산 시간 방법으로도 알려져 있습니다): 이 방법은 유체에서 초음파 신호의 전파 시간의 차이에 의존하여 흐름 속도를 측정합니다.초음파 센서 두 쌍이 있다고 가정합니다, 파이프 라인의 상류 및 하류 위치에 설치되어 대칭 측정 경로를 형성합니다. 초음파 신호는 상류 및 하류 방향으로 서로 다른 시간에 이동합니다.
a.하류 방향: 초음파 신호는 유체 흐름 방향으로 이동하고 전파 속도는 가속화됩니다.
b.반류 방향: 초음파 신호는 유체 흐름의 방향에 반대 방향으로 이동하고, 그 전파 속도는 느려집니다.
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이 두 방향의 이동 시간을 측정함으로써, 유체의 흐름 속도를 계산할 수 있다. 이동 시간에 대한 차이는 유체의 속도와 비례한다.
장점:
• 높은 정확성: 특히 단일, 깨끗한 액체에 적합하며, 액체에 불순물이나 거품이 없으면 최상의 결과를 얻습니다.
• 광범위한 응용: 다양한 파이프 직경 측정에 적합합니다.
단점:
• 액체의 음향 특성에 따라 달라집니다. 액체 내의 불순물이나 거품에 의해 크게 영향을 받습니다.
• 유체 격동 또는 불균형 흐름 속도 분포의 경우 정확도가 떨어집니다.
2.도플러 효과 방법: 이 방법은 도플러 효과를 사용하여 흐름을 측정합니다. 도플러 효과 방법은 음파의 주파수의 변화를 사용하여 속도를 측정합니다.반사 는 초음파 가 유체 를 통과 하여 떠 있는 입자 나 거품 을 만나면 발생 한다만약 유체가 움직이고 있다면 반사된 초음파 주파수는 방출된 주파수와 다를 것이고, 이러한 주파수의 변화는 도플러 효과입니다.
• 유체가 센서 쪽으로 이동하면 반사되는 파동의 주파수가 증가합니다.
• 유체가 센서에서 멀어지면 반사되는 파동의 주파수가 감소합니다.
송수신파와 수신파의 주파수 차이를 측정하면 흐름 속도 v를 계산할 수 있다.
장점:
• 잠복된 입자 또는 거품이 포함 된 유체를 측정하는 데 이상적입니다: 유체의 순수성으로 제한되지 않습니다.
• 광범위한 응용 분야: 더러운 액체 또는 높은 거품 함량을 측정하는 데 사용할 수 있습니다.
단점:
• 액체 안의 산란된 입자 또는 거품에 따라 달라집니다. 측정을 하기 위해서는 액체 안의 충분한 반사 입자가 필요합니다.
• 상대적 정확도 낮다: 측정 결과는 소음 및 흐름 조건에 더 민감하다.
채널 개념
초음파 흐름계에서는 채널은 초음파 신호가 전파되는 경로 수를 나타냅니다. 각 채널은 흐름을 측정하는 송신 및 수신 센서 쌍으로 구성됩니다.다중 채널 사용은 측정의 정확성과 안정성을 향상시킬 수 있습니다.일반적인 채널 구성에는 싱글 채널, 듀얼 채널 및 4 채널 구성이 포함됩니다.
단일 채널 (1 채널) : 흐름 측정기는 측정 경로를 형성하기 위해 두 개의 센서를 사용합니다. 저렴한 비용, 간단한 설치, 그러나 비교적 낮은 측정 정확성,특히 불균형 유체 흐름 분포의 경우.
듀얼 채널 (2채널): 두 쌍의 센서가 두 개의 측정 경로를 형성하는 데 사용됩니다.두 채널 구성은 다른 위치에서 유체의 흐름 속도를 샘플링 할 수 있기 때문에 측정 정확도를 크게 향상시킵니다., 측정 결과에 불균형 흐름 분포의 영향을 줄입니다.
• 4채널 (4채널): 4개의 센서 짝을 사용하여 4개의 측정 경로를 형성합니다.이 구성은 고 정밀 측정이 필요한 응용 프로그램에 더 높은 측정 정확성과 안정성을 제공합니다., 예를 들어 큰 파이프 라인이나 복잡한 측정 조건이있는 환경. 네 채널 구성은 유체의 흐름 속도 분포를 더 완벽하게 반영하고 오류를 줄일 수 있습니다.
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