Nguyên lý hoạt động thời gian vận chuyển
Nguyên lý đo lường:
Nguyên lý tương quan thời gian truyền dựa trên thực tế là thời gian truyền của tín hiệu siêu âm bị ảnh hưởng bởi vận tốc dòng chảy của môi trường truyền dẫn. Giống như một người bơi đang cố gắng vượt qua một dòng sông đang chảy, tín hiệu siêu âm truyền chậm hơn khi đi ngược dòng so với khi đi xuôi dòng.
Của chúng tôiĐồng hồ đo lưu lượng siêu âm TF1100làm việc theo nguyên tắc thời gian vận chuyển này:
Vf = Kdt/TL
Ở đâu:
VcFlow vận tốc
K: Hằng số
dt: Chênh lệch thời gian bay
TL: Thời gian di chuyển trung bình
Khi lưu lượng kế hoạt động, hai đầu dò sẽ phát và nhận tín hiệu siêu âm được khuếch đại bởi hệ thống đa chùm tia, tín hiệu này truyền đi trước tiên theo hướng xuôi dòng rồi sau đó ngược dòng. Vì sóng siêu âm truyền đi nhanh hơn theo hướng xuôi dòng so với hướng ngược dòng, nên sẽ có sự chênh lệch thời gian truyền (dt). Khi dòng chảy đứng yên, sự chênh lệch thời gian (dt) bằng không. Do đó, chỉ cần biết thời gian truyền cả theo hướng xuôi dòng và ngược dòng, ta có thể tính được sự chênh lệch thời gian, và sau đó là vận tốc dòng chảy (Vf) thông qua công thức sau.
Phương pháp V
Phương pháp W
Phương pháp Z
Nguyên lý hoạt động của Doppler
CáiDF6100Lưu lượng kế kiểu nối tiếp hoạt động bằng cách phát ra sóng siêu âm từ đầu dò phát, sóng âm sẽ được phản xạ bởi các bộ phản xạ âm hữu ích được treo trong chất lỏng và được ghi lại bởi đầu dò thu. Nếu các bộ phản xạ âm di chuyển trong đường truyền âm, sóng âm sẽ được phản xạ ở tần số lệch (tần số Doppler) so với tần số phát. Sự lệch tần số này tỷ lệ thuận với tốc độ của hạt hoặc bọt khí chuyển động. Sự lệch tần số này được thiết bị xử lý và chuyển đổi thành các đơn vị đo do người dùng định nghĩa.
Phải có một số hạt đủ lớn để gây ra hiện tượng phản xạ dọc - những hạt có kích thước lớn hơn 100 micron.
Khi lắp đặt các đầu dò, vị trí lắp đặt phải có đủ chiều dài ống thẳng ở phía thượng lưu và hạ lưu. Thông thường, phía thượng lưu cần 10D và phía hạ lưu cần 5D chiều dài ống thẳng, trong đó D là đường kính ống.
Nguyên lý hoạt động của vận tốc diện tích
DOF6000Lưu lượng kế kênh hở dòng này sử dụng phương pháp Doppler chế độ liên tục để phát hiện vận tốc nước. Tín hiệu siêu âm được truyền vào dòng nước và các tiếng vọng (phản xạ) trở lại từ các hạt lơ lửng trong dòng nước được thu nhận và phân tích để trích xuất sự dịch chuyển Doppler (vận tốc). Quá trình truyền tín hiệu diễn ra liên tục và đồng thời với việc thu nhận tín hiệu phản hồi.
Trong một chu kỳ đo, Ultraflow QSD 6537 phát ra tín hiệu liên tục và đo các tín hiệu phản hồi từ các điểm tán xạ ở bất kỳ vị trí nào dọc theo chùm tia. Các tín hiệu này được phân giải thành vận tốc trung bình có thể liên hệ với vận tốc dòng chảy trong kênh tại các vị trí thích hợp.
Bộ thu trong thiết bị phát hiện các tín hiệu phản xạ và các tín hiệu đó được phân tích bằng các kỹ thuật xử lý tín hiệu số.
Đo độ sâu nước – Siêu âm
Để đo độ sâu, máy đo độ sâu Ultraflow QSD 6537 sử dụng phương pháp đo khoảng cách bằng thời gian truyền sóng (Time-of-Flight - ToF). Phương pháp này bao gồm việc phát một xung tín hiệu siêu âm lên bề mặt nước và đo thời gian cần thiết để tín hiệu dội lại từ bề mặt được thiết bị thu nhận. Khoảng cách (độ sâu của nước) tỷ lệ thuận với thời gian truyền sóng và tốc độ âm thanh trong nước (đã hiệu chỉnh theo nhiệt độ và mật độ).
Khả năng đo độ sâu tối đa bằng sóng siêu âm được giới hạn ở mức 5m.
Đo độ sâu nước – Áp suất
Những khu vực có nước chứa nhiều mảnh vụn hoặc bọt khí có thể không phù hợp để đo độ sâu bằng sóng siêu âm. Những khu vực này thích hợp hơn khi sử dụng áp suất để xác định độ sâu của nước.
Phương pháp đo độ sâu dựa trên áp suất cũng có thể áp dụng cho những vị trí mà thiết bị không thể đặt trên đáy kênh dẫn dòng chảy hoặc không thể lắp đặt theo chiều ngang.
Ultraflow QSD 6537 được trang bị cảm biến áp suất tuyệt đối 2 bar. Cảm biến này nằm ở mặt dưới của thiết bị và sử dụng phần tử cảm biến áp suất kỹ thuật số bù nhiệt độ.
Khi sử dụng cảm biến áp suất độ sâu, sự thay đổi áp suất khí quyển sẽ gây ra sai số trong độ sâu được chỉ định. Sai số này được khắc phục bằng cách trừ áp suất khí quyển khỏi áp suất độ sâu đo được. Cần có cảm biến áp suất khí quyển để thực hiện việc này. Một mô-đun bù áp suất đã được tích hợp vào máy tính DOF6000, mô-đun này sẽ tự động bù cho sự thay đổi áp suất khí quyển, đảm bảo đo được độ sâu chính xác. Điều này cho phép Ultraflow QSD 6537 báo cáo độ sâu (áp suất) nước thực tế thay vì áp suất khí quyển cộng với cột nước.
Nhiệt độ
Cảm biến nhiệt độ bán dẫn được sử dụng để đo nhiệt độ nước. Tốc độ âm thanh trong nước và độ dẫn điện của nước bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Thiết bị sử dụng nhiệt độ đo được để tự động bù trừ cho sự thay đổi này.
Độ dẫn điện (EC)
Máy đo độ dẫn điện Ultraflow QSD 6537 được trang bị khả năng đo độ dẫn điện của nước. Máy sử dụng cấu hình bốn điện cực tuyến tính để thực hiện phép đo. Một dòng điện nhỏ được truyền qua nước và điện áp do dòng điện này tạo ra được đo. Thiết bị sử dụng các giá trị này để tính toán độ dẫn điện thô chưa hiệu chỉnh.