Mètode de diferència de temps: principi de funcionament del mesurador de cabal ultrasònic
Temps-del-vol tecnologia de mesura del flux de gas per ultrasons, que és una part clau de laPrincipi de funcionament del mesurador de cabal ultrasònic, calcula la velocitat mitjana axial Vz al llarg del pla format pel canal de so i l'eix mesurant la diferència en el temps necessari perquè les ones ultrasòniques es propaguen en les direccions aigües avall i aigües amunt d'un medi gasós.
El temps que triguen les ones ultrasòniques a viatjar en direccions aigües avall i aigües amunt és diferent. El temps aigües avall i el temps de reversió és:
Sense tenir en compte la influència de l'entorn de la canonada interna sobre la velocitat del so, l'equació de velocitat de flux mitjana de l'àrea{0}}és:
Vs=L / (2cosφ) · (tU - tD) / (tD · tU) (2,4)
Mitjançant la mesura del temps de trànsit de les ones ultrasòniques aigües avall tD i el temps de trànsit de les ones ultrasòniques aigües amunt tU, es pot calcular la diferència de temps entre els temps de trànsit de les ones ultrasòniques aigües amunt i aigües avall:
Δt=tU - tD (2,5)
Mitjançant el mètode del-temps de trànsit, es pot mesurar la velocitat de flux mitjana de l'àrea-al llarg d'un camí acústic. A partir de la distribució de velocitats de diferents camins acústics, es poden utilitzar els algorismes corresponents per calcular la velocitat mitjana del flux a tota la-secció transversal. Aquesta velocitat de flux també s'anomena velocitat de flux mitjana-V.
Mitjançant la mesura de la diferència de temps entre els temps de trànsit de les ones ultrasòniques aigües amunt i aigües avall i calculant la velocitat mitjana del flux (velocitat a granel) V del fluid a l'interior de la canonada, aquest mètode de mesura de flux s'anomena mètode de mesura de flux ultrasònic de temps de trànsit-. Els mesuradors de cabal que utilitzen el mètode de mesura de flux ultrasònic en -temps de trànsit per mesurar el cabal volumètric de fluid dins de canonades s'anomenen mesuradors de cabal ultrasònic en temps de trànsit-.
La relació entre la-velocitat de flux mitjana del camí mesurada pel mesurador de flux ultrasònic-temps de trànsit i la velocitat de flux mitjana-a granel dins de la canonada és:
K=V / Vs (2,6)
On K s'anomena factor de correcció de velocitat. El factor de correcció de velocitat es deriva d'un model matemàtic de perfil de distribució de velocitat a través de la secció de mesura del mesurador de cabal.
A partir de les condicions de flux de gas dins de la canonada, es pot derivar el factor de correcció de velocitat. A partir de les equacions (2.4) i (2.6), es pot obtenir la velocitat mitjana del flux de gas a granel-dins de la canonada:
V=KV (2,7)
Conversió a cabal volumètric mitjançant l'equació (2.7):
qv=AV (2,8)
On A és l'àrea de la-secció transversal de la canonada.
Després de la compensació de pressió i temperatura per al cabal volumètric, es pot obtenir el cabal massiu:
qm=ρ0 · (P / P0) · (T0 / T) · (1 / Z) · qv (2,9)
On Z és el factor de compressibilitat del gas; P0 i P són els paràmetres de pressió en condicions estàndard i condicions reals respectivament; T0 i T són els valors de temperatura en condicions estàndard i condicions reals respectivament; ρ0 és la densitat del medi gasós en condicions estàndard.
Després d'obtenir la velocitat del flux, es pot calcular el cabal a través d'una canonada d'un diàmetre determinat en un període de temps determinat. El cabal F a través de la canonada en 1 hora és:
F=(3,6 × 10³ × π × V × D²) / 4=3.6 × 10³ × π × D³ × (1/tD - 1/tU) × 1/sin(2φ) (2,10)
