시차 방식 – 초음파 유량계 작동 원리
비행시간-의-핵심 부분인 초음파 가스 유량 측정 기술초음파 유량계 작동 원리, 초음파가 가스 매질의 하류 및 상류 방향으로 전파되는 데 필요한 시간의 차이를 측정하여 사운드 채널과 축에 의해 형성된 평면을 따라 축 평균 속도 Vz를 계산합니다.
초음파가 하류 방향과 상류 방향으로 이동하는 데 걸리는 시간이 다릅니다. 다운스트림 시간과 반전 시간은 다음과 같습니다.
내부 파이프 환경이 음속에 미치는 영향을 고려하지 않은 경우 면적-평균 유속 방정식은 다음과 같습니다.
대=L / (2cosΦ) · (tU - tD) / (tD · tU) (2.4)
하류 초음파 전달 시간 tD와 상류 초음파 전달 시간 tU를 측정하여 상류 초음파 전달 시간과 하류 초음파 전달 시간 간의 시간 차이를 계산할 수 있습니다.
Δt=tU - tD (2.5)
통과 시간- 방법을 사용하면 하나의 음향 경로를 따라 면적-평균 유속을 측정할 수 있습니다. 다양한 음향 경로의 속도 분포를 기반으로 해당 알고리즘을 사용하여 전체 단면에 걸친 평균 유속을 계산할 수 있습니다.{3}} 이 유속은 벌크-평균 유속 V라고도 합니다.
상류와 하류의 초음파 통과 시간의 시간차를 측정하고 배관 내부 유체의 평균 유속(벌크 속도) V를 계산함으로써 이러한 유량 측정 방법을 통과 시간 초음파 유량 측정 방법이라고 합니다.- 파이프 내부 유체의 체적 유량을 측정하기 위해 통과 시간 초음파 유량 측정 방법을 사용하는 유량계를 통과 시간 초음파 유량계라고 합니다.
이동 시간 초음파 유량계로 측정한 경로-평균 유속과 파이프 내부의 벌크-평균 유속 간의 관계는 다음과 같습니다.
K=V / 대 (2.6)
여기서 K는 속도 보정 계수라고 합니다. 속도 보정 계수는 유량계의 측정 섹션을 통해 속도 분포 프로파일 수학적 모델에서 파생됩니다.
파이프 내부의 가스 흐름 조건을 기반으로 속도 보정 계수를 도출할 수 있습니다. 방정식 (2.4)와 (2.6)로부터 파이프 내부의 벌크-평균 가스 유속을 얻을 수 있습니다.
V=KV(2.7)
방정식(2.7)을 통해 체적 유량으로 변환:
qv=AV(2.8)
여기서 A는 파이프의-단면적입니다.
체적 유량에 대한 압력 및 온도 보상 후 질량 유량을 얻을 수 있습니다.
qm=ρ0 · (P / P0) · (T0 / T) · (1 / Z) · qv (2.9)
여기서 Z는 가스 압축성 계수입니다. P0와 P는 각각 표준 조건과 실제 조건에서의 압력 매개변수입니다. T0와 T는 각각 표준 조건과 실제 조건에서의 온도 값입니다. ρ0은 표준 조건에서 가스 매체의 밀도입니다.
유속을 얻은 후, 주어진 시간 내에 특정 직경의 파이프를 통과하는 유속을 계산할 수 있습니다. 1시간 이내에 파이프를 통과하는 유량 F는 다음과 같습니다.
F=(3.6 × 10³ × π × V × D²) / 4=3.6 × 10³ × π × D³ × (1/tD - 1/tU) × 1/sin(2ψ) (2.10)
