Акустические (ультразвуковые) расходомеры

Акустическими (ультразвуковыми) называются расходомеры, основанные на измерении того или иного эффекта, возникающего при прохождении колебаний через поток жидкости или газа и зависящего от расхода. Почти все применяемые на практике акустические расходомеры работают в ультразвуковом диапазоне частот и поэтому называются ультразвуковыми.

Счетчики газа БУГ-01
(G-40, G-65, G-100)
Счетчик газа бытовой УБСГ 001
(G4; G6; G10)
Гобой-1 Счетчики газа коммунальный АГАТ
(G16; G25)

Большинство промышленных ультразвуковых расходомеров используют эффекты, основанные на перемещении акустических колебаний движущейся средой. Они служат для измерения объемного расхода, потому что эффекты, возникающие при прохождении акустических колебаний через поток среды (жидкости или газа), связаны со скоростью перемещения среды. На рисунке ниже показаны первичные преобразователи ультразвуковых расходомеров.

shema-ultr-ppr.gif

Для ввода акустических колебаний в поток и для приема их на выходе из потока необходимы излучатели и приемники колебаний — главные элементы первичных преобразователей ультразвуковых расходомеров. При сжатии и растяжении в определенных направлениях некоторых кристаллов (пьезоэлементов) на их поверхности образуются электрические заряды, и наоборот, если к этим поверхностям приложить разность потенциалов, то пьезоэлемент растянется или сожмется в зависимости от того, на какой из поверхностей будет больше напряжения, — обратный пьезоэффект. На этих эффектах основан метод преобразования переменной электрической разности потенциалов на гранях кристалла в акустические (механические) колебания той же частоты (для излучения колебаний) или наоборот — преобразования акустических колебаний в переменную электрическую разность потенциалов на гранях кристалла (для приемника колебаний).

На узлах учета газа большой (свыше 105 м³/ч) и средней производительности (от 2 х 104 м³/ч до 105 м³/ч следует использовать ультразвуковые ПР с четырьмя и более акустическими каналами.

Для учета газа, содержащего загрязнения, рекомендуется выбрать ультразвуковые ПР, в которых не используются отраженные акустические лучи, или установить перед ПР фильтр-сепаратор.

Для устранения влияния акустических колебаний в газовом потоке на показания ПР необходимо применение ультразвуковых ПР, работающих на частотах, превышающих 100кГц.

Не рекомендуется установка ультразвукового ПР после регулятора давления, не оснащенного шумоглушителем и работающего на критическом режиме.

Достоинствами ультразвуковых расходомеров являются:

  • широкий диапазон измеряемых расходов;
  • минимальные потери давления;
  • возможность измерения очень больших расходов (до 40000 м³/ч)

К недостаткам можно отнести:

  • необходимость во внешнем питании;
  • чувствительность к загрязнениям и влажности газа;
  • необходимость коррекции при изменении температуры среды;
  • сравнительно небольшой срок опыта эксплуатации;
  • высокая цена (экономическая целесообразность использования только для измерения больших расходов).