1. Prinsip kerjameter aliran ultrasonik
Meter aliran ultrasonik terdiri daripada tiga bahagian: transduser ultrasonik, litar elektronik dan paparan aliran dan sistem pengumpulan. Transduser pemancar ultrasonik menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga ultrasonik dan menghantarnya kepada bendalir yang akan diukur. Gelombang ultrasonik dihantar melalui bendalir ke penerima. Isyarat ultrasonik yang diterima oleh penerima boleh mengesan kadar aliran bendalir. Litar dikuatkan dan ditukar kepada isyarat elektrik yang mewakili kadar aliran dan dibekalkan kepada paparan dan penjumlah untuk paparan dan penjumlahan. Dengan cara ini, pengesanan dan paparan aliran direalisasikan. Transduser piezoelektrik biasanya digunakan dalam meter aliran ultrasonik. Ia menggunakan kesan piezoelektrik bahan piezoelektrik, dan menggunakan litar pemancar yang sesuai untuk menambah tenaga elektrik kepada elemen piezoelektrik transduser pemancar untuk menjana getaran ultrasonik. Gelombang ultrasonik merambat ke dalam cecair pada sudut tertentu, dan kemudian diterima oleh transduser penerima, dan ditukarkan kepada tenaga elektrik oleh elemen piezoelektrik untuk pengesanan. Transduser pemancar menggunakan kesan piezoelektrik songsang unsur piezoelektrik, manakala transduser penerima menggunakan kesan piezoelektrik.
Meter aliran ultrasonikdikelaskan mengikut prinsip pengukuran: kaedah perbezaan halaju perambatan, kaedah kesan Doppler, kaedah anjakan rasuk, kaedah korelasi, kaedah hingar dan sebagainya. Oleh kerana kaedah perbezaan halaju perambatan mengatasi ralat yang disebabkan oleh perubahan gelombang bunyi dengan suhu bendalir dan mempunyai ketepatan yang tinggi, ia digunakan secara meluas. Kaedah perbezaan halaju perambatan terbahagi kepada: kaedah Z (kaedah penghantaran), kaedah V (kaedah pantulan), kaedah X (kaedah silang) dan sebagainya.
Mengikut kaedah pemasangan, terdapat: jenis pengapit luaran, jenis pemalam, jenis segmen paip, dan mudah alih. Meter aliran ultrasonik mudah alih digunakan terutamanya untuk menentukur meter aliran lain yang dipasang.
2. Kelebihan flowmeter ultrasonik
(1) Meter aliran ultrasonik ialah alat pengukur bukan sentuhan, yang boleh digunakan untuk mengukur aliran cecair dan diameter paip besar yang tidak mudah dihubungi dan diperhatikan. Ia tidak mengubah keadaan aliran bendalir, tidak menghasilkan kehilangan tekanan, dan mudah dipasang.
(2) Ia boleh mengukur aliran media menghakis yang kuat dan media bukan konduktif.
(3) Meter aliran ultrasonik mempunyai julat ukuran yang luas, dan julat pengukuran adalah dari 2cm hingga 6.5m.
(4) Meter aliran ultrasonikboleh mengukur aliran pelbagai cecair dan kumbahan.
(5) Aliran isipadu yang diukur oleh meter alir ultrasonik tidak dipengaruhi oleh suhu, tekanan, kelikatan, ketumpatan dan parameter termofizik lain cecair yang diukur. Ia boleh dibuat dalam bentuk tetap dan mudah alih.
(6) Meter aliran ultrasonik pemalam dan pengapit boleh dipasang dan diselenggara tanpa menghentikan pengeluaran tanpa memotong saluran paip proses.
(7) Kosnya agak rendah.
3. Kelemahan flowmeter ultrasonik
(1) Julat pengukuran suhu meter aliran ultrasonik tidak tinggi, dan secara amnya ia hanya boleh mengukur cecair yang suhunya lebih rendah daripada 200 ℃.
(2) Keupayaan anti-gangguan yang lemah. Ia terdedah kepada gangguan buih, kekotoran, pam dan sumber bunyi lain yang bercampur dengan bunyi ultrasonik, yang menjejaskan ketepatan pengukuran.
(3) Bahagian paip lurus mempunyai keperluan yang ketat, iaitu 10D pertama, 5D belakang, dan jarak dari pam 30D (D ialah diameter dalaman paip). Jika tidak, serakan adalah lemah dan ketepatan pengukuran adalah lemah.
(4) Ketidakpastian pemasangan akan membawa ralat besar kepada pengukuran aliran.
(5) Skala saluran paip pengukur akan menjejaskan ketepatan pengukuran dan membawa ralat pengukuran yang ketara. Walaupun ia teruk, meter tidak mempunyai paparan aliran.
(6) Tahap kebolehpercayaan dan ketepatan tidak tinggi (biasanya 1.5 hingga 2.5 gred), dan kebolehulangan adalah lemah. Meter aliran ultrasonik menentukan kadar aliran dengan mengukur halaju bendalir dan mendarabkannya dengan luas keratan rentas saluran paip. Meter alir tidak boleh secara langsung mengukur diameter dalam dan bulatan paip, dan hanya boleh menganggarkan luas keratan rentas mengikut bulatan standard berdasarkan diameter luar dan ketebalan dinding. Ketidakpastian yang disebabkan oleh ini telah melebihi 1%, jadi ketepatan adalah terhad.
(7) Hayat perkhidmatan pendek (ketepatan am hanya boleh dijamin selama 2 tahun).
(8) Ketepatan meter aliran ultrasonik adalah lebih rendah daripada meter aliran elektromagnet (meter aliran ultrasonik biasanya 1%, dan meter aliran elektromagnet biasanya 0.5%).
(9) Terdapat banyak faktor tidak pasti yang mempengaruhi ketepatan meter aliran ultrasonik (seperti sama ada paip lurus mencukupi, keadaan aliran air dalam paip, kekotoran dinding paip, gelembung udara, perubahan suhu, bunyi bising, manusia faktor, dsb.).
(10) Meter aliran ultrasonikmempunyai keperluan yang sangat ketat untuk saluran paip, dan tidak sepatutnya ada bunyi yang tidak normal, jika tidak, ia akan menjejaskan ralat pengukuran dengan ketara.