都市汚水処理場、製薬工場、製紙工場の汚水測定山東省イ坊信特超音波流量計

日増しに深刻化する水汚染状況を改善するため、多くの都市は汚水処理場を設立し、汚水処理率は明らかに向上し、水環境は次第に好転し、コンピュータ技術の急速な発展と普及に伴い、データ収集システムも迅速に運用されている。生産過程でこのシステムを応用することで、生産現場のプロセスパラメータを収集、監視、記録し、製品の品質を高め、コストを下げるために情報と手段を提供することができる。データ収集とは、センサが出力するアナログ信号を収集し、コンピュータが認識できるデジタル信号に変換してからさらに処理することです。

超音波流量計は、流体の流れが超音波パルスに作用することを検出して流量を測定する計器である。それは電磁流量計と同様に、計器の流通通路に障害物が設置されていないため、すべてバリアフリー流量計に属し、流量測定の困難な問題を解決するのに適した流量計の一種であり、特に大口径測定流量の面で際立った利点があり、近年急速に発展している流量計の一つでもある。

超音波流量計の原理

構成する

非接触超音波測定システムは、超音波信号変換器と遠距離に設置された電子送受信器の2つの部分から構成されている。トランスデューサは一連の超音波を絶えず放射し、検出された液体または固体表面から戻ってきた反射エコーを受信する。送信機のマイクロプロセッサは信号をさらに処理し、データをLCDデジタルとして表示します。

（1）音波は機械波の一種であり、周波数は2×10を超える⁴ Hzの音波は人の耳には聞こえない超音波周波数である。その波長L、周波数fと速度cの関係は

L=c/f

（2）超音波の反射と屈折

音波が2つの媒体の境界面に伝播すると、一部は元の媒体に戻ることができ、反射波と呼ばれ、別の一部のエネルギーは媒体面を透過して別の媒体面内に伝播し続け、屈折波と呼ばれます。

反射定律：シナ/シナ=C₁／C₂

式中、入射角a、入射波速C₁、反射角a′、反射波速C₂。

屈折の法則：SINA／SINb＝＝C₁／C₂

式中、入射角a、屈折角b、C₁は*誘電波速度、C₂は第2媒質波速である。

超音波流量計の特徴

超音波の顕著な特徴は周波数が高いことであるため、波長が短く、回折現象が小さく、方向性が良い。放射線と称して指向性伝播することができる。液体、固体の中で減衰が小さく、貫通能力が大きく、不純物や分界面に遭遇すると顕著な反射がある。超音波センサは超音波を利用したこれらの顕著な特徴が多くの科学分野、すなわち工業生産に広く応用されている。

超音波トランスデューサ

超音波トランスデューサは超音波プローブとも呼ばれ、電気エネルギーと音響エネルギーの相互変換を実現する装置であり、超音波検出技術では、超音波を放出してから電気信号に変換する装置、すなわち超音波トランスデューサである。検出に用いる超音波トランスデューサは、圧電型、磁歪型、電磁型、振動板型、弾性表面波型など、多種多様である。検出技術では、主に圧電型が用いられている。

長所と短所の簡単な分析

利点：

◆非接触式測定が可能、
◆流動妨害のない測定のため、圧力損失がない、
◆非導電性液体を測定することができ、無抵抗測定の電磁流量計に対して補足である。
◆超音波流量レベルのzuiの大きな利点は、パイプを切断する必要がなく、妨害流量測定を行うことができ、本当に媒体に接触しない流量計器であることである。

短所：

◆伝播時間は液体とガスの洗浄にしか使用できない、ドップラー法は定量的な懸濁粒子と気泡を含む液体の測定にしか使用できない。
◆ドップラー法の測定精度は高くない。

アプリ

超音波測定は物位を測定することによって容器の貯蔵量を測定する方法である。超音波センサは、表面から反射して戻ってきたエコーを受信する超音波パルスを材料表面に上向きに送信する。超音波の伝播時間を測定し、反射面からの距離を推定した。

伝搬時間は超音波センサと物位との距離の直観的な寸法である。音波の伝播距離は伝播時間と音速の積である。超音波センサの位置が既知であれば、物位（及び埋蔵量）を換算することができる。空気中の音速変化の範囲が広いため、音波センサは温度補償を行う必要があり、空気以外の他のガスに使用する場合は対応する標定を行うべきである。

りゅうりょうを測る

下水処理場の流量測定計器において、設置形式によって分類されるのは2種類の形式の流量計だけである：パイプ式と明渠式。

明渠式超音波流量計は下水処理場で広く用いられている流量計である。そこで、ここでは明渠式流量計について簡単に説明するだけで、明渠での液体の流量は槽上のどこかの液位と確定的な関係を持っている、すなわち：

Q=Kbhmについて

式中、Qは流量、Kは流量係数、bは堰口幅、hは液面高さ、mは指数である。

一定形状の水槽では、k、b、mの値が一定であるため、液面hを測定すれば流量を算出することができる。このことから、明渠流量の計量に用いられる超音波流量計は実際には液位を測定するものであることがわかる。

液面を測定する

超音波液位計は非接触測定に属し、度が高く、メンテナンス量が小さいため、下水処理場で広く応用されている。