مبدأ عمل وقت العبور
مبدأ القياس:
يعتمد مبدأ ارتباط زمن العبور على حقيقة أن زمن انتقال الإشارة فوق الصوتية يتأثر بسرعة تدفق الوسط الحامل. فكما هو الحال مع السباح الذي يشق طريقه عبر نهر جارٍ، تنتقل الإشارة فوق الصوتية بشكل أبطأ عكس التيار مقارنةً بانتقالها مع التيار.
ملكناعدادات التدفق فوق الصوتية TF1100العمل وفقًا لمبدأ وقت العبور هذا:
Vf = Kdt/TL
أين:
سرعة التدفق VcFlow
ك: ثابت
dt: الفرق في وقت الرحلة
متوسط وقت النقل
عند تشغيل مقياس التدفق، يقوم محولان بإرسال واستقبال إشارات فوق صوتية مُضخّمة بواسطة حزمة متعددة، تنتقل أولاً باتجاه المصب ثم عكس اتجاه التيار. ولأن الموجات فوق الصوتية تنتقل بسرعة أكبر باتجاه المصب منها عكس اتجاه التيار، فسيكون هناك فرق في زمن انتقالها (dt). عندما يكون التدفق ساكنًا، يكون فرق الزمن (dt) صفرًا. لذلك، بمعرفة زمن انتقال الموجات في كل من اتجاه المصب وعكس اتجاه التيار، يمكننا حساب فرق الزمن، ومن ثم سرعة التدفق (Vf) باستخدام الصيغة التالية.
طريقة V
طريقة W
طريقة Z
مبدأ عمل دوبلر
الDF6100يعمل مقياس التدفق التسلسلي عن طريق إرسال موجات فوق صوتية من محول الطاقة الخاص به، حيث تنعكس هذه الموجات بواسطة عاكسات صوتية معلقة داخل السائل، ثم يستقبلها محول الطاقة. إذا كانت العاكسات الصوتية تتحرك ضمن مسار انتقال الصوت، فإن الموجات الصوتية تنعكس بتردد مختلف (تردد دوبلر) عن التردد المرسل. يرتبط هذا الاختلاف في التردد ارتباطًا مباشرًا بسرعة الجسيم أو الفقاعة المتحركة. يقوم الجهاز بتفسير هذا الاختلاف في التردد وتحويله إلى وحدات قياس مختلفة يحددها المستخدم.
لا بد من وجود بعض الجسيمات الكبيرة بما يكفي لإحداث انعكاس طولي - جسيمات أكبر من 100 ميكرون.
عند تركيب المحولات، يجب أن يتوفر في موقع التركيب طول كافٍ من الأنابيب المستقيمة في اتجاهي المنبع والمصب. عادةً، يحتاج المنبع إلى طول أنبوب مستقيم يساوي 10D، بينما يحتاج المصب إلى طول أنبوب مستقيم يساوي 5D، حيث D هو قطر الأنبوب.
مبدأ عمل سرعة المساحة
DOF6000يستخدم مقياس التدفق ذو القناة المفتوحة من سلسلة مقاييس التدفق تقنية دوبلر المستمرة للكشف عن سرعة الماء، حيث تُرسل إشارة فوق صوتية إلى مجرى الماء، ويتم استقبال أصداء (انعكاسات) الجزيئات العالقة فيه وتحليلها لاستخراج إزاحة دوبلر (السرعة). ويكون الإرسال مستمرًا ومتزامنًا مع استقبال الإشارة المرتدة.
أثناء دورة القياس، يُصدر جهاز Ultraflow QSD 6537 إشارة مستمرة ويقيس الإشارات العائدة من المشتتات في أي مكان على طول الحزمة. ويتم تحليل هذه الإشارات إلى متوسط سرعة يمكن ربطه بسرعة تدفق القناة في مواقع مناسبة.
يستقبل الجهاز الإشارات المنعكسة ويتم تحليل هذه الإشارات باستخدام تقنيات معالجة الإشارات الرقمية.
قياس عمق الماء – بالموجات فوق الصوتية
يستخدم جهاز قياس العمق Ultraflow QSD 6537 تقنية قياس المدى بزمن الرحلة (ToF). تتضمن هذه التقنية إرسال نبضة من إشارة فوق صوتية إلى سطح الماء، وقياس الزمن الذي يستغرقه صدى الصوت للوصول إلى الجهاز. تتناسب المسافة (عمق الماء) طرديًا مع زمن انتقال الصوت وسرعته في الماء (مع مراعاة درجة الحرارة والكثافة).
يقتصر أقصى عمق لقياس الموجات فوق الصوتية على 5 أمتار.
قياس عمق الماء – الضغط
قد لا تكون المواقع التي تحتوي مياهها على كميات كبيرة من الحطام أو فقاعات الهواء مناسبة لقياس العمق بالموجات فوق الصوتية. في هذه المواقع، يُفضل استخدام الضغط لتحديد عمق الماء.
قد يكون قياس العمق القائم على الضغط قابلاً للتطبيق أيضًا في المواقع التي لا يمكن فيها وضع الجهاز على أرضية قناة التدفق أو لا يمكن تركيبه أفقيًا.
جهاز Ultraflow QSD 6537 مزود بمستشعر ضغط مطلق يصل إلى 2 بار. يقع المستشعر في الجزء السفلي من الجهاز ويستخدم عنصر استشعار ضغط رقمي معوض حرارياً.
عند استخدام مستشعرات ضغط العمق، يتسبب تغير الضغط الجوي في حدوث أخطاء في قراءة العمق. ويتم تصحيح ذلك بطرح الضغط الجوي من ضغط العمق المقاس. ويتطلب هذا استخدام مستشعر ضغط جوي. تم دمج وحدة تعويض الضغط في جهاز Calculator DOF6000، والتي تقوم تلقائيًا بتعويض تغيرات الضغط الجوي، مما يضمن دقة قياس العمق. وهذا يُمكّن جهاز Ultraflow QSD 6537 من عرض العمق الفعلي للماء (الضغط) بدلاً من الضغط الجوي مضافًا إليه منسوب الماء.
درجة حرارة
يُستخدم مستشعر حرارة ذو حالة صلبة لقياس درجة حرارة الماء. تتأثر سرعة الصوت في الماء وموصليته بدرجة الحرارة. يستخدم الجهاز درجة الحرارة المقاسة للتعويض التلقائي عن هذا التغير.
الموصلية الكهربائية (EC)
جهاز Ultraflow QSD 6537 مزود بخاصية قياس موصلية الماء. يستخدم الجهاز نظامًا خطيًا رباعي الأقطاب لإجراء القياس. يُمرر تيار كهربائي صغير عبر الماء، ثم يُقاس الجهد الناتج عن هذا التيار. يستخدم الجهاز هذه القيم لحساب الموصلية الخام غير المصححة.