Transductor aparent No-reciprocitat en un cabalímetre ultrasònic

Un mesurador d'ultrasons ultrasònic de temps de trànsit calcula la velocitat del flux mitjançant la transmissió de polsos acústics cap amunt i avall respecte a la direcció del flux. Des del moment del vol dels polsos, es pot estimar la direcció del flux, la seva velocitat i la velocitat del so en el fluid [1]. La figura 1 mostra una secció transversal d’aquest mesurador. Quan el fluid no es mou, els temps de vol amunt i avall haurien de ser els mateixos. Si no ho són, el mesurador ho detecta com un fals flux. El cànem [2] demostra que aquest error s’esvaeix en aplicar el teorema de la reciprocitat. Willatzen [3] va publicar recentment un tutorial sobre modelització de transductors amb una teoria general i aplicacions a sistemes recíprocs d’ultrasons. També es basa en el fet que l'emissor i el receptor són idèntics perquè el sistema sigui recíproc. Per citar literalment Pierce [4], la reciprocitat fa referència a la situació per la qual una magnitud associada a un '' efecte '' en un punt no es canvia quan es canvia la ubicació de la '' causa '' i el 'punt d'observació' '. El treball actual mostra que la reciprocitat es manté quan els dos transductors són idèntics. A més, mostra que existeixen algunes infraccions de mesurament amb petites variacions dels transductors. Aquestes variacions es deuen al procés de fabricació dels transductors. A la següent secció, presentem l’eina de simulació utilitzada per avaluar petits canvis de propietats o dimensions a cadascuna de les capes d’un dels dos transductors així com el seu cablejat.