Ультразвуковые расходомеры: что выбрать для воды, загрязненных сред и газа

Ультразвуковой расходомер привлекателен для промышленности прежде всего отсутствием механических элементов в потоке и минимальным влиянием на гидравлический режим. Однако за общим названием скрываются разные методы измерения. Наиболее распространены время-импульсный и доплеровский метода. Выбор между ними определяется не столько диаметром трубопровода, сколько физическими свойствами измеряемой среды.

Время-импульсный метод

Принцип данного измерения основан на сравнении времени прохождения ультразвукового сигнала по направлению потока и против него. Возникающая разница пропорциональна скорости среды, на основании которой рассчитывается объемный расход.

Такой ультразвуковой расходомер для воды эффективен на чистых и относительно однородных жидкостях. Технология применяется для учета воды, теплоносителей, нефтепродуктов и других сред, способных стабильно проводить ультразвуковой сигнал. Аналогичный принцип используется при измерении расхода газа, однако конструкция и алгоритмы обработки сигнала существенно отличаются: низкая акустическая плотность газа предъявляет более высокие требования к преобразователям и электронике.

Важное преимущество технологии — возможность бесконтактного монтажа. Накладной ультразвуковой расходомер устанавливается снаружи трубопровода, поэтому для его монтажа не всегда требуется вскрывать технологическую линию.

Доплеровский метод

Доплеровский расходомер работает иначе. Ультразвуковой сигнал отражается от взвешенных частиц или пузырьков газа, движущихся вместе с потоком. По изменению частоты отраженного сигнала определяется скорость среды.

Следовательно, то, что мешает одному методу, становится необходимым условием для другого. Ультразвуковой расходомер для загрязненных жидкостей доплеровского типа подходит для сточных вод, суспензий, шламов и технологических жидкостей с достаточным количеством отражающих включений.

Выбор расходомера начинается со среды

При подборе оборудования важно анализировать не только диапазон расхода и диаметр трубы. Необходимо учитывать количество твердых частиц и пузырьков, их стабильность в потоке, материал и состояние трубопровода, температуру, давление и требуемую погрешность.

Современные промышленные ультразвуковые расходомеры используют цифровую обработку сигнала, многолучевые схемы и расширенную диагностику, позволяющую контролировать качество измерения в реальном времени. Поэтому инженерный подход заключается не в поиске универсального прибора, а в выборе технологии, физический принцип которой соответствует конкретному процессу.