مبدأ العمل وقت العبور
مبدأ القياس:
يستفيد مبدأ الارتباط بفارق وقت العبور من حقيقة أن وقت رحلة إشارة الموجات فوق الصوتية يتأثر بسرعة تدفق الوسط الحامل.مثل السباح الذي يشق طريقه عبر نهر متدفق، تنتقل إشارة الموجات فوق الصوتية بشكل أبطأ في اتجاه المنبع مقارنة بالمصب.
تعمل أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية TF1100 الخاصة بنا وفقًا لمبدأ الجير العابر:
Vf = Kdt/TL
أين:
سرعة VcFlow
ك: ثابت
dt: الفرق في وقت الرحلة
TL: وقت عبور الغضب
عندما يعمل مقياس التدفق، يقوم محولا الطاقة بإرسال واستقبال إشارات الموجات فوق الصوتية المضخمة بواسطة شعاع متعدد ينتقل أولاً إلى أسفل ثم إلى أعلى.ونظرًا لأن الصوت الفائق ينتقل بشكل أسرع في اتجاه المصب منه في اتجاه المنبع، فسيكون هناك اختلاف في وقت الرحلة (dt).عندما يكون التدفق ثابتًا، يكون فرق التوقيت (dt) صفرًا.لذلك، طالما أننا نعرف وقت الرحلة سواء في اتجاه مجرى النهر أو في اتجاه المنبع، فيمكننا حساب فارق التوقيت، ثم سرعة التدفق (Vf) عبر الصيغة التالية.
طريقة V
طريقة دبليو
طريقة Z
مبدأ تشغيل دوبلر
يعمل مقياس التدفق عن طريق إرسال صوت بالموجات فوق الصوتية من محول الطاقة المرسل الخاص به، وسوف ينعكس الصوت بواسطة عاكسات صوتية مفيدة معلقة داخل السائل ويتم تسجيلها بواسطة محول الطاقة المستقبل.إذا كانت العاكسات الصوتية تتحرك ضمن مسار نقل الصوت، فسوف تنعكس الموجات الصوتية عند تردد منزاح (تردد دوبلر) من التردد المرسل.سيكون التحول في التردد مرتبطًا بشكل مباشر بسرعة الجسيم المتحرك أو الفقاعة.يتم تفسير هذا التحول في التردد بواسطة الجهاز وتحويله إلى وحدات قياس مختلفة يحددها المستخدم.
يجب أن تكون هناك جسيمات كبيرة بما يكفي لإحداث انعكاس طولي - جسيمات أكبر من 100 ميكرون.
عند تركيب محولات الطاقة، يجب أن يحتوي موقع التثبيت على ما يكفي من طول الأنبوب المستقيم في الأعلى والأسفل.بشكل عام، يحتاج المنبع إلى 10D ويحتاج المصب إلى طول أنبوب مستقيم 5D، حيث D هو قطر الأنبوب.
مبدأ عمل سرعة المنطقة
بالنسبة لسرعة Ultraflow يستخدم QSD 6537 وضع دوبلر المستمر.للكشف عن سرعة الماء، يتم إرسال إشارة فوق صوتية إلى تدفق الماء ويتم استقبال الأصداء (الانعكاسات) العائدة من الجسيمات العالقة في تدفق الماء وتحليلها لاستخراج إزاحة دوبلر (السرعة).يكون الإرسال مستمرًا ومتزامنًا مع استقبال الإشارة المرتجعة.
أثناء دورة القياس، يصدر Ultraflow QSD 6537 إشارة مستمرة ويقيس الإشارات العائدة من المشتتات في أي مكان وفي كل مكان على طول الحزمة.يتم حلها إلى سرعة متوسطة يمكن أن تكون مرتبطة بسرعة تدفق القناة في المواقع المناسبة.
يكتشف جهاز الاستقبال الموجود في الجهاز الإشارات المنعكسة ويتم تحليل تلك الإشارات باستخدام تقنيات معالجة الإشارات الرقمية.
قياس عمق الماء – بالموجات فوق الصوتية
لقياس العمق، يستخدم Ultraflow QSD 6537 نطاق وقت الرحلة (ToF).يتضمن ذلك إرسال موجة من الإشارات فوق الصوتية إلى أعلى سطح الماء وقياس الوقت المستغرق لاستقبال الصدى من السطح بواسطة الجهاز.وتتناسب المسافة (عمق الماء) مع زمن العبور وسرعة الصوت في الماء (مصححة لدرجة الحرارة والكثافة).
الحد الأقصى لقياس عمق الموجات فوق الصوتية يقتصر على 5 أمتار.
قياس عمق المياه – الضغط
قد تكون المواقع التي تحتوي على كميات كبيرة من الحطام أو فقاعات الهواء غير مناسبة لقياس عمق الموجات فوق الصوتية.تعتبر هذه المواقع أكثر ملاءمة لاستخدام الضغط لتحديد عمق المياه.
قد ينطبق أيضًا قياس العمق المعتمد على الضغط على المواقع التي لا يمكن وضع الجهاز فيها على أرضية قناة التدفق أو لا يمكن تركيبه أفقيًا.
تم تجهيز Ultraflow QSD 6537 بمستشعر ضغط مطلق 2 بار.يقع المستشعر على الوجه السفلي للأداة ويستخدم عنصر استشعار الضغط الرقمي المعوض لدرجة الحرارة.
عند استخدام أجهزة استشعار ضغط العمق، فإن اختلاف الضغط الجوي سوف يسبب أخطاء في العمق المشار إليه.يتم تصحيح ذلك عن طريق طرح الضغط الجوي من ضغط العمق المقاس.مطلوب جهاز استشعار الضغط الجوي للقيام بذلك.تم دمج وحدة تعويض الضغط في الآلة الحاسبة DOF6000 والتي ستقوم بعد ذلك بتعويض تغيرات الضغط الجوي تلقائيًا مما يضمن تحقيق قياس دقيق للعمق.وهذا يمكّن Ultraflow QSD 6537 من الإبلاغ عن عمق الماء الفعلي (الضغط) بدلاً من الضغط الجوي بالإضافة إلى رأس الماء.
درجة حرارة
يتم استخدام مستشعر درجة حرارة الحالة الصلبة لقياس درجة حرارة الماء.تتأثر سرعة الصوت في الماء وموصليته بدرجة الحرارة.يستخدم الجهاز درجة الحرارة المقاسة للتعويض تلقائيًا عن هذا الاختلاف.
الموصلية الكهربائية (EC)
تم تجهيز Ultraflow QSD 6537 بالقدرة على قياس موصلية الماء.يتم استخدام تكوين خطي من أربعة أقطاب لإجراء القياس.يتم تمرير تيار صغير عبر الماء ويتم قياس الجهد الناتج عن هذا التيار.يستخدم الجهاز هذه القيم لحساب الموصلية الخام غير المصححة.