الفرق بين مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية ذي فرق التوقيت ومقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية دوبلر:

مبدأ القياس
طريقة فرق الزمن: يوجد فرق زمني بين الموجات الصوتية التي تنتشر لمسافة متساوية في السائل باتجاه المنبع والمصب، ويرتبط هذا الفرق بسرعة تدفق السائل المقاسة. يتم الحصول على معدل تدفق السائل بقياس هذا الفرق الزمني، ثم يُحسب معدل التدفق.
طريقة دوبلر: تعتمد هذه الطريقة على مبدأ دوبلر في علم الصوتيات، حيث يتم الكشف عن فرق التردد بين الموجة الصوتية المنعكسة والموجة الصوتية المنبعثة لتحديد سرعة الجسيمات المتحركة في السائل، وذلك للحصول بشكل غير مباشر على سرعة التدفق ومعدل تدفق السائل، ويتطلب ذلك وجود أجسام معلقة مثل الفقاعات والجسيمات الصلبة في الماء لعكس شعاع الموجات فوق الصوتية.
السائل المناسب
طريقة فرق الوقت: مناسبة لقياس السوائل النقية ذات الشوائب القليلة، مثل النفط الخام، والنفط الثقيل، والماء النقي، والماء منزوع الأيونات، والمذيبات الكيميائية، وما إلى ذلك. إذا كان السائل يحتوي على عدد كبير من الفقاعات أو الشوائب الصلبة، فسوف يعيق ذلك الانتشار الطبيعي للموجات فوق الصوتية، مما يؤثر على دقة القياس.
طريقة دوبلر: تستخدم غالبًا لقياس السوائل العكرة التي تحتوي على فقاعات وجزيئات صلبة وشوائب أخرى، مثل مياه الصرف الصحي والطين وخليط الزيت والماء، وما إلى ذلك، وتستخدم على نطاق واسع في المياه الطبيعية ومعالجة مياه الصرف الصناعي وغيرها من المجالات.
دقة القياس
طريقة فرق الوقت: الدقة عالية نسبياً، تصل إلى ±0.5%، وتتأثر دقة القياس بدقة المكونات الإلكترونية لمعالجة الإشارة واستقرار سرعة الصوت.
طريقة دوبلر: تكون الدقة بشكل عام أقل من طريقة فرق الوقت، وعادة ما تكون حوالي ±2٪، لأن نتائج القياس تعتمد على الإشارة المتناثرة للجسيمات أو الفقاعات المعلقة في السائل، وقد يكون توزيع وحركة هذه الجسيمات غير متساوٍ، مما سيكون له تأثير معين على دقة القياس.
متطلبات الأنابيب
طريقة فرق الوقت: حالة تدفق السائل في خط الأنابيب أكثر صرامة، ويحتاج السائل إلى أن يكون أكثر استقرارًا وانتظامًا، وللقسم المستقيم من الأنبوب متطلبات معينة، وعادة ما يكون طول القسم المستقيم من الأنبوب في اتجاه المنبع لا يقل عن 10 أضعاف قطر القسم المستقيم من الأنبوب في اتجاه المصب لا يقل عن 5 أضعاف قطر الأنبوب.
طريقة دوبلر: متطلبات قطعة الأنبوب ليست صارمة نسبياً، وموقع التركيب أكثر مرونة، ونمط التدفق في خط الأنابيب أقل تأثراً.
هيكل المستشعر وتركيبه
طريقة قياس فرق التوقيت: عادةً ما يُستخدم زوج واحد أو أكثر من أجهزة الاستشعار، تُثبّت كلٌّ منها في بداية ونهاية خط الأنابيب. ويجب أن تحافظ أجهزة الاستشعار على زاوية محددة بين اتجاه الإرسال والاستقبال ومحور خط الأنابيب لضمان قياس زمن إرسال الإشارة فوق الصوتية بدقة. أثناء التركيب، يجب محاذاة أجهزة الاستشعار وتثبيتها لضمان استقرار إرسال الإشارة.
طريقة دوبلر: الاستخدام العام لجهاز استشعار أحادي الرأس، بما في ذلك بلورات كهرضغطية للإرسال والاستقبال، يمكن تركيبه على الجدار الخارجي للأنبوب، أو يمكن إدخاله مباشرة في اتصال مع السائل، سهل التركيب، ولن يتسبب في تلف الأنبوب.
قدرة مقاومة التداخل
طريقة فرق الوقت: تتأثر بسهولة باهتزاز خط الأنابيب، وتغيرات درجة حرارة السائل وكثافته، وعوامل أخرى، وقد يؤدي اهتزاز خط الأنابيب إلى انحراف موضع المستشعر، مما يؤثر على دقة القياس، كما أن تغير درجة الحرارة والكثافة سيؤدي إلى تغير سرعة الصوت، لذا يلزم تعويض درجة الحرارة واتخاذ تدابير أخرى لتحسين دقة القياس.
طريقة دوبلر: قدرة قوية على مقاومة التداخل، غير حساسة لاهتزاز خط الأنابيب، ولأن مبدأ قياسها يعتمد على انزياح تردد دوبلر، ودرجة حرارة السائل وكثافته لا توجد بينهما علاقة تذكر، لذلك يمكنها الحفاظ على استقرار جيد في ظل ظروف العمل المعقدة.
نطاق القياس
طريقة فرق الوقت: نطاق القياس واسع، ويمكنه قياس معدل التدفق المنخفض إلى معدل التدفق العالي للسوائل، وهو مناسب لمجموعة متنوعة من أقطار الأنابيب، ولكن بالنسبة لأقطار الأنابيب الكبيرة، قد يتطلب قياس معدل التدفق العالي طاقة إرسال أعلى وتقنية معالجة إشارة أكثر تعقيدًا.
طريقة دوبلر: مناسبة بشكل عام لقياس السوائل ذات معدل التدفق المنخفض والمتوسط، أما بالنسبة للسوائل ذات معدل التدفق العالي، لأن العلاقة بين انزياح تردد دوبلر ومعدل التدفق ليست خطية، فقد تؤدي إلى زيادة خطأ القياس.