초음파 유량계의 작동원리
1. 초음파 유량계란?
초음파 유량계는 파이프를 통해 초음파를 보내 액체 또는 기체의 흐름을 측정하고 흐름 방향과 흐름의 반대 방향으로 흐름을 포함합니다. 초음파와 액체 또는 기체의 흐름 속도를 결합하여 유량을 결정할 수 있습니다. 초음파 유량계에는 2 개의 송신기와 2 개의 수신기가 있으며, 정확한 판독 값을 제공하기 위해 계산 된 거리에서 파이프의 양쪽에 각각 하나씩 장착됩니다.
초음파 유량계는 ±1% 등급으로 매우 정확하며 상거래에 필수적이며 클램프 온 버전은 비간섭적이며 파이프 외부에 클램핑하여 쉽게 설치할 수 있습니다. 다른 형태의 유량계와 달리 초음파 유량계에는 움직이는 부품이 없으며 다재다능하고 양방향입니다.
2. 초음파 유량계의 작동원리
최초의 초음파 유량계는 1959년 일본 발명가에 의해 도입되었으며 도플러 기술을 사용하여 혈류를 측정했습니다. 1960년대 초에 유량계는 가스 및 액체의 유량을 측정하기 위한 산업용 기기로 사용되었으며 초기 시작부터 많은 기기 제조 회사의 주요 제품이 되었습니다.
유량계는 액체 및 가스의 유량을 측정하여 유량 제어를 위한 정확한 판독값을 제공하는 것을 목표로 합니다. 화학 회사와 같은 많은 산업 응용 분야에서는 생산 공정에 대한 정확한 판독값이 필요합니다.
초음파 유량계의 작동 원리
초음파 유량계는 음향 소리를 사용하여 유량을 측정합니다. 초음파 유량 측정 방법에는 통과 시간 이동과 도플러 이동의 두 가지 유형이 있으며 두 방법의 차이점은 방향성 측정을 획득하는 방법입니다.
시간 이동 방법을 사용하면 음파가 흐름에 대각선을 따라 전송되고 양방향으로 측정이 수행되며 도플러 방식을 사용하면 유동 경로를 따라 음파가 투사되고 리턴 신호의 주파수가 측정됩니다.
초음파 유량계의 작동 이면에 있는 이론은 유체의 유량에 변화가 있을 때 초음파 펄스의 속도에 변화가 있다는 개념에 근거합니다.
초음파 유량계의 건설
유량을 계산하는 장치인 변환기는 파이프 측면에 평행하게 또는 비스듬히 장착할 수 있습니다. 초음파 유량계에는 소리를 보내는 두 개의 송신기와 소리를 수신하는 두 개의 수신기가 있으며 트랜스미터는 유체의 흐름을 통해 짧은 초음파 신호 또는 펄스를 보냅니다.
하나의 송신기, 즉 선호되는 송신기는 흐름의 방향을 따라 음파를 보내며 다른 송신기는 흐름의 반대 방향으로 음파를 보냅니다. 첫 번째 트랜스미터의 신호는 유체의 속도가 증가함에 따라 증가하고 두 번째 송신기의 신호는 흐름의 반대 방향으로 전송되기 때문에 감소합니다.
도플러 원리
도플러 타입의 초음파 유량계는 유체 내 미립자 물질에 의해 산란된 음파의 도플러 주파수 이동을 측정하고 주파수 이동은 유체의 속도에 대한 정보를 제공합니다. 초음파 유량계의 도플러 형태는 개방 채널에서 폐기물, 물 및 기타 개방 채널 액체의 흐름을 측정하는 데 사용할 수 있습니다.
유량 측정 방법
초음파 유량계는 초음파 펄스가 유체를 통과하는 데 걸리는 시간을 계산하여 유속을 측정하며 초음파 펄스의 수신 속도는 유량으로 변환됩니다. 초음파 유량계의 독특한 특성은 흐름의 방향에 관계없이 유량을 측정할 수 있다는 것입니다.
토폴로지란?
위상학은 변형 하에서도 변하지 않는 공간에 대한 연구이며 연구된 물체가 부서지지 않고 모양, 변경, 수축 및 변형될 수 있기 때문에 고무 기하학이라고 합니다. 초음파 통과 시간 유량계에서는 초음파 펄스가 흐름을 통과하는 방법을 설명합니다. 초음파 모양의 알파벳 문자가 설명자로 사용됩니다.
Z 통과 시간
초음파는 아래 다이어그램에서 볼 수 있는 Z 모양으로 이동합니다.
V 통과시간
V 자형 통과 시간 초음파 유량계를 사용하면 수신기와 송신기가 파이프의 같은쪽에 설치됩니다. 다이어그램에서 볼 수 있듯이 초음파는 파이프로 이동하여 수신기로 다시 반사됩니다.
W 통과 시간
W 통과 시간 초음파 유량계는 초음파가 파이프 바닥에서 반사되어 파이프 상단으로 돌아가고 수신기로 이동하기 전에 두 번째로 파이프 하단으로 내려갑니다.
개방형 채널 초음파 유량계
개방형 채널 초음파 유량계는 둑, 수로 및 채널을 통해 흐르는 물의 수위, 유량 및 양을 측정합니다. 개방형 채널 유량계는 비접촉식이어야 하며, 이것이 초음파 개방형 채널 유량계가 이 응용 분야에 널리 사용되는 이유입니다.
폐쇄 형 파이프 유량계와 달리 개방형 채널 초음파 유량계는 깊이와 너비를 포함하여 채널의 형상을 입력해야합니다. 유량계는 물의 높이를 사용하여 유량을 결정되며 침전물 수집이 미터 판독값에 심각한 영향을 미치기 때문에 침전물이 수집되지 않는 채널에서 가장 잘 수행됩니다.
다중 채널 초음파 유량계 사용
초음파 유량계의 일반적인 문제는 유량 패턴을 예측하는 데 사용되는 레이놀즈 수가 산발적으로 변할 때 유량을 측정하는 것입니다. 하나의 초음파 빔을 사용하면 레이놀즈 수가 변함에 따라 유속이 지속적으로 변하며 이 문제를 극복하는 방법은 다중 채널 초음파 유량계를 사용하는 것입니다.
다중 채널 초음파 유량계는 4개 또는 5개의 빔을 사용하여 유체 흐름에서 하나 이상의 음파를 측정하며 미터는 각 빔의 통과 시간 또는 코드를 비교하고 평균 유량을 측정합니다. 4채널 방식에서는 두 개의 코드가 파이프 중앙의 유량을 측정하고 다른 두 개의 코드는 벽에 가까운 파이프의 상단과 하단에서 유량을 측정합니다.
아래 이미지를 보면 파이프 전면에 2 개의 트랜스미터가 있고 파이프 후면에 2 개의 트랜스미터가 있습니다.
