Ultralydsflowmåler

En ultralydsflowmåler (ikke-intrusive Doppler-flowmålere) er en volumetrisk flowmåler, som kræver, at der er partikler eller bobler i strømmen. Ultralydsflowmålere er velegnet til spildevand eller snavsede væsker, som er elektrisk ledende eller vandbaserede. Ultralydsflowmålere fungerer generelt ikke med destilleret vand eller drikkevand. Beluftning er påkrævet ved brug med rene væsker. Ultralydsflowmålere er også velegnede til anvendelsesområder, hvor der kræves lavt trykfald, kemisk kompatibilitet eller begrænset vedligeholdelse.

Driftsprincip

Det grundlæggende driftsprincip anvender frekvensskift (Doppler-effekten) i et ultralydssignal, når det reflekteres af suspenderede partikler eller gasbobler (diskontinuiteter) i bevægelse. Denne måleteknik udnytter det fysiske fænomen i form af en lydbølge, der ændrer frekvens, når den reflekteres af bevægelige diskontinuiteter en flydende væske. Ultralyd sendes ind i et rør med flydende væske, og diskontinuiteter afspejler ultralydsbølgen med en lidt afvigende frekvens, som er direkte proportional med væskens flowhastighed (figur 1). Den aktuelle teknologi kræver, at væsken indeholder mindst 100 milliontedele af suspenderede partikler eller bobler med en størrelse på mindst 100 micron.

Valg af Doppler-ultralydsflowmåler

De vigtigste spørgsmål i forbindelse med valg af et en ultralydsflowmåler eller en Doppler-flowmåler er følgende:

   
• Indeholder væsken 100 ppm partikler med en størrelse på 100 micron?
   
• Har du brug for håndholdt eller kontinuerlig procesovervågning?
   
• Skal der være en analog udgang?
   
• Hvad er flowmålerens minimale og maksimale flowhastighed?
   
• Hvad er den minimale og maksimale procestemperatur?
br/>    
• Hvad er de minimale og maksimale procestryk?
   
• Hvad er rørstørrelsen?
   
• Er røret altid fyldt?

Designvarianter

Ultralydsflowmålere til påspænding fås i versioner med én eller to sensorer. I versionen med én sensor er sende- og modtagekrystallerne samlet i det samme sensorhus, som er spændt fast på ét sted på rørets overflade. Der anvendes et koblingsmiddel til at foretage ultralydskobling mellem sensoren og røret. I versionen med to sensorer, er sendekrystallen placeret i ét sensorhus og modtagekrystallen i et andet. Doppler-flowmålere til påspænding udsættes for interferens fra selve rørvæggen og fra et eventuelt luftrum mellem sensoren og væggen. Hvis rørvæggen er fremstillet af rustfrit stål, kan den lede sendesignalet langt nok, til at det returnerende ekko flyttes tilstrækkeligt til at forstyrre måleresultatet. Der er også indbyggede akustiske diskontinuiteter i kobberrør, betonforede rør, plastforede rør og glasfiberforstærkede rør. Disse er betydelige nok til enten at sprede det transmitterede signal fuldstændigt eller dæmpe retursignalet. Dette reducerer flowmålerens nøjagtighed dramatisk (til kun at være inden for ±20 %), og i de fleste tilfælde fungerer målere til påspænding slet ikke, hvis røret er foret.