Ultrasonic Technology

초음파 유량계에는 세 가지 유형이 있습니다. 각 유형의 작동 원리는 고주파 사운드가 전파되는 속도에 따라 다릅니다.

지연시간(Transit Time) 초음파 유량계

지연 시간(Transit Time)  초음파 유량계는 흐름 방향과 흐름 반대방향으로 전파되는 초음파 펄스의 통과 시간의 차이를 측정합니다. 음파는 압전 형 감지 트랜스 듀서에 의해 생성됩니다. 한 음파(Wave)는 유체의 흐름과 같은 방향으로 이동하고 다른 음파(Wave)는 흐름 반대방향으로 이동합니다. 상류와 하류로 이동하는 데 걸리는 측정시간의 차이는 유체의 속도와 방향의 함수입니다. 이 시차는 초음파 빔의 경로를 따라 유체의 평균 속도를 측정 한 것입니다.

절대 이동 시간을 사용하여 평균 유체 속도와 음파 속도를 모두 계산할 수 있습니다. 두 개의 전송 시간 t_{up} 및 t_{down}과 수신 및 전송 트랜스 듀서 L 사이의 거리와 기울기 각도 \alpha 를 사용하여 방정식을 작성할 수 있습니다.:

v = \frac{L}{{2\;\sin \left( \alpha  \right)}}\;\frac{{t_{up}  - t_{down} }}{{t_{up} \;t_{down} }} And c = \frac{L}{2}\;\frac{{t_{up}  + t_{down} }}{{t_{up} \;t_{down} }}

 

여기서 v는 초음파 경로를 따라 이동하는 유체의 평균 속도이고 c는 초음파 속도입니다.

트랜스 듀서 쌍은 파이프 외부에 장착하거나 파이프를 통해 삽입설치 할 수 있습니다 (예 : 콘크리트와 같은 불균일재질의 파이프 또는 파이프 단열재가 너무 두껍거나 파이프 벽 내부의 부식으로 인해 벽 두께를 측정 할 수없는 경우 등). 디지털 신호 처리기술로, 전송 된 신호에 디지털 신호 코딩을 적용하는 것이 가능 해졌다. 이를 통해 소음 및 액체 밀도 변화와 관련된 많은 문제를 해결 할 수 있습니다. 지연 시간(Transit Time) 초음파 유량계는 공정유체가 고형물의 부유가 없고 기체의 기포가 없는 깨끗한 유체 이거나, 혼입액체가 없는 가스 유체이어야 하고 개방부분이 없는 파이프이어야 하고 유체는 파이프에 만관 일때 측정이 가능한 유형의 유량계 입니다. 다중 경로 가스 초음파 유량계(Multiple path gas ultrasonic meters)는 불확실성의 문제를 효율적으로 해결하여 상거래 용으로 사용될 수 있습니다.

SmartMeasurement의 AlsonicDSP 초음파 유량계 제품군은 특허받은 "정밀 시간 측정 기술"과 함께 디지털 신호 처리 (DSP) 기술을 사용하여 음파를 피코 초(picoseconds) 시간 분해능으로 두번째 층에 포함된 고형물이나 기체버블을 포함하는 액체에서도 정확하고 표류없는 유량 측정이 가능합니다.  AlsonicDSP 제품군의 유량 트랜스미터는 데이터베이스에 저장된 이상적인 신호의 "교차 상관 (Cross Correlation)"기능을 통해 노이즈를 제거하고 파이프를 통해 흐르는 유체의 속도 분포 유량 프로파일의 3 차원 단면을 만들 수 있습니다. AlsonicDSP 기술은 또한 "FFT (Fast Fourier Transform)"를 사용하여 두 신호를 동일한 주파수로 만들고, 액체에서 정확하고 드리프트없는 유량 측정을 위해 신호 대 잡음비를 크게 증가 시킵니다. AlsonicDSP 초음파 유량계 제품군은 액체에서 최대 30 %까지의 부유 물질 또는 기체 기포를 함유한 유체를 측정 할 수 있습니다.

도플러 편이(Doppler-Shift)

두 번째 유형의 초음파 유량계는 도플러 편이(Doppler-Shift) 또는 접근하는 음원의 파장이 멀어지는 동일한 음원의 파장보다 짧은 현상을 기반으로합니다. 트랜스 듀서는 유체속으로 음파 빔을 방출하고 혼입 된 입자 또는 기포는 빔을 트랜스 듀서로 다시 반사시킵니다. 전송 된 파의 파장과 반사파의 파장의 길이차는 유체의 속도에 비례합니다. 이 초음파 유량계는 개방된 부분이 없고 파이프내 유체가 만관일때 사용되며 트랜스 듀서는 파이프 외부에 장착하거나 파이프에 삽입 (핫 탭)설치 할 수 있습니다.

개방형 수로용 도플러 편이(Doppler-Shift)

세 번째 유형의 초음파 유량계는 위와 동일한 원리로 작동합니다. 그러나 이 유량계는 일반적으로 개방 채널 또는 부분적으로 채워진 파이프에만 사용됩니다. 트랜스 듀서는 채널의 바닥에 장착되고 초음파는 흐름에 대해 상류로 빔으로 방출합니다. 반사 된 파의 파장은 방출 된 파와 비교되고 도플러 시프트는 기록되고 속도로 변환된다. 트랜스 듀서에는 채널내 유체의 레밸을 지속적으로 모니터링하기위한 압력 트랜스 듀서가 내장되어 있습니다. 채널 또는 유동 도관의 단면적은 전자 장치에 프로그래밍되어 있으며 이 모든 정보를 통해 정확한 유량 측정이 가능합니다.

어플리케이션에 필요한 초음파 유량계에 대한 견적을 요청하거나 SmartMeasurement에 문의하십시오.