概要:超音波流量計の基本原理とタイプ超音波は流動する流体の中で伝播する時流体の流速の情報を載せます。したがって、受信した超音波により流体の流速を検出することができ、流量に換算することができる。検出の仕方により、伝播速度差法、ドップラー
音響楔における圧電素子の組み立て状況を観察した。また、ゴム、プラスチック、ガムテープも音楔材料とすることができます。
超音波流量計の電子回路は、送信、受信、信号処理、および表示回路を含む。測定された瞬時流量と累積流量値はデジタル量またはアナログ量で表示される。
信号検出の原理に基づいて、現在の超音波流量計は概略分布伝播速度差法(直接時差法、時差法、位相差法、周波数差法を含む)ビームオフセット法、ドップラー法、相関法、空間フィルタ法及びノイズ法などのタイプを図に示すように分けられる。その中でノイズ法の原理と構造は簡単で、測定と携帯に便利で、価格は安いが精度は低く、流量測定の精度要求が高くない場合に使用するのに適している。直接時差法、時差法、周波数差法、位相差法の基本原理はすべて超音波パルスの順流と逆伝搬時報速度の差を測定することによって流体の流速を反映するので、総称して伝搬速度差法とも呼ばれる。その中で周波数差法と時差法は流体温度の変化に伴う音速の誤差を克服し、精度が高いため、広く採用されている。トランスデューサの配置方法によって、伝播速度差ダイヤルはZ法(透過法)、V法(反射法)、X法(交差法)などに分けられる。ビームオフセット法は超音波ビームの流体中の伝播方向が流体流速に応じて変化することを利用して流体流速を反映するものであり、低流速の場合、感度が低く適用性は大きくない。ドップラー法は音響ドップラー原理を利用して、不均一流体中の散乱体が散乱する超音波ドップラーを測定する
周波数を絞って流体流量を決定するものは、懸濁粒子、気泡などを含む流体流量測定に適している。相関法は相関技術を利用して流量を測定するもので、原理的には、この法の測定精度は流体中の音速とは関係がなく、従って流体温度、濃度などとは関係がなく、従って測定精度が高く、適用範囲が広い。しかし、相関器は価格が高く、回線が複雑だ。マイクロプロセッサの普及応用後、この欠点は克服できる。ノイズ法(聴音法)は、配管内の流体の流れを利用する際に発生するノイズと流体の流速に関する原理であり、ノイズを検出することで流速または流量値を表す。その方法は簡単で、設備の価格は安いが、精度は低い。
以上のいくつかの方法はそれぞれ特徴があり、測定流体の性質、流速分布状況、管路の設置場所及び測定精度に対する要求などの要素に基づいて選択しなければならない。一般的に、工業生産における工質の温度は常に一定に保つことができないため、周波数差法や時差法を採用することが多い。管径が大きい場合にのみ直接時差法を採用する。トランスデューサの取り付け方法の選択原則は一般的に:流体が管軸に沿って平行に流れる時、Z法を選択する、流れ方向が管ウランと平行ではないか、管路設置場所がトランスデューサ設置間隔を制限している場合は、V法またはX法を採用する。流れ場分布が不均一で表前直管セグメントが短い場合、流速摂動による流量測定誤差を克服するために、多チャンネル(例えば、2チャンネルまたは4チャンネル)を使用することもできる。ドップラー法は2相流を測定するのに適しており、従来の計器が浮遊粒子や気泡による閉塞、摩耗、付着で動作できない弊害を回避することができ、急速に発展している。工業の発展と省エネ活動の展開に伴い、灯油混合(COM)、石炭セメント合(CWM)燃料の輸送と応用及び燃料油加水助燃などの省エネ方法の発展は、ドップラー超音波流量計の応用に広い将来性を開拓した |