Prinsipp for transittid
Måleprinsipp:
Prinsippet for korrelasjon av transittidforskjell utnytter det faktum at flukttiden til et ultralydsignal påvirkes av strømningshastigheten til bæremediet. I likhet med en svømmer som jobber seg over en rennende elv, beveger et ultralydsignal seg saktere oppstrøms enn nedstrøms.
Våre TF1100 ultralydstrømningsmålere fungerer i henhold til dette kalktransittprinsippet:
Vf = Kdt/TL
Hvor:
VcFlow-hastighet
K: Konstant
dt: Forskjell i flytid
TL: Gjennomsnittlig transittid
Når strømningsmåleren fungerer, sender og mottar de to transduserne ultralydsignaler forsterket av en flerstråle som først beveger seg nedstrøms og deretter oppstrøms. Fordi ultralyd beveger seg raskere nedstrøms enn oppstrøms, vil det være en forskjell i flytid (dt). Når strømningen står stille, er tidsforskjellen (dt) null. Så lenge vi kjenner flytid både nedstrøms og oppstrøms, kan vi derfor beregne tidsforskjellen, og deretter strømningshastigheten (Vf) via følgende formel.
V-metoden
W-metoden
Z-metoden
Doppler-driftsprinsipp
Strømningsmåleren fungerer ved å sende ut en ultralyd fra sin sendende transduser. Lyden vil bli reflektert av nyttige soniske reflektorer som henger i væsken og tas opp av mottakertransduseren. Hvis de soniske reflektorene beveger seg innenfor lydoverføringsbanen, vil lydbølger bli reflektert med en frekvens som er forskjøvet (Doppler-frekvens) fra den sendte frekvensen. Frekvensendringen vil være direkte relatert til hastigheten til den bevegelige partikkelen eller boblen. Denne frekvensendringen tolkes av instrumentet og konverteres til forskjellige brukerdefinerte måleenheter.
Det må være noen partikler som er store nok til å forårsake longitudinell refleksjon – partikler større enn 100 mikron.
Når transduserne installeres, må installasjonsstedet ha tilstrekkelig rett rørlengde oppstrøms og nedstrøms. Vanligvis trenger oppstrøms 10D og nedstrøms 5D rett rørlengde, der D er rørdiameteren.
Prinsipp for arealhastighet
For Velocity Ultraflow bruker QSD 6537 kontinuerlig dopplermodus. For å detektere vannhastighet sendes et ultralydsignal inn i vannstrømmen, og ekkoer (refleksjoner) som returneres fra partikler som svever i vannstrømmen mottas og analyseres for å trekke ut dopplerforskyvningen (hastigheten). Overføringen er kontinuerlig og samtidig med mottak av det returnerte signalet.
I løpet av en målesyklus sender Ultraflow QSD 6537 ut et kontinuerlig signal og måler signaler som returnerer fra spredere hvor som helst og overalt langs strålen. Disse oppløses til en gjennomsnittshastighet som kan relateres til en kanalstrømningshastighet på passende steder.
Mottakeren i instrumentet oppdager reflekterte signaler, og disse signalene analyseres ved hjelp av digitale signalbehandlingsteknikker.
Vanndybdemåling – Ultralyd
For dybdemåling bruker Ultraflow QSD 6537 Time-of-Flight (ToF) Ranging. Dette innebærer å sende et ultralydsignal oppover til vannoverflaten og måle tiden det tar for ekkoet fra overflaten å bli mottatt av instrumentet. Avstanden (vanndybden) er proporsjonal med transitttiden og lydhastigheten i vann (korrigert for temperatur og tetthet).
Maksimal ultralyddybdemåling er begrenset til 5 m.
Måling av vanndybde – trykk
Steder der vannet inneholder store mengder rusk eller luftbobler kan være uegnet for ultralyddybdemåling. Disse stedene er bedre egnet til å bruke trykk for å bestemme vanndybden.
Trykkbasert dybdemåling kan også være aktuelt på steder der instrumentet ikke kan plasseres på bunnen av strømningskanalen eller det ikke kan monteres horisontalt.
Ultraflow QSD 6537 er utstyrt med en 2-bars absolutttrykksensor. Sensoren er plassert på undersiden av instrumentet og bruker et temperaturkompensert digitalt trykkfølerelement.
Der dybdetrykksensorer brukes, vil variasjonen i atmosfærisk trykk forårsake feil i den angitte dybden. Dette korrigeres ved å trekke fra atmosfærisk trykk fra det målte dybdetrykket. En barometrisk trykksensor er nødvendig for å gjøre dette. En trykkkompensasjonsmodul er innebygd i kalkulatoren DOF6000, som deretter automatisk kompenserer for variasjonene i atmosfærisk trykk, slik at en nøyaktig dybdemåling oppnås. Dette gjør det mulig for Ultraflow QSD 6537 å rapportere faktisk vanndybde (trykk) i stedet for barometrisk trykk pluss vannsøyle.
Temperatur
En faststofftemperatursensor brukes til å måle vanntemperaturen. Lydhastigheten i vann og dens konduktivitet påvirkes av temperaturen. Instrumentet bruker den målte temperaturen til å automatisk kompensere for denne variasjonen.
Elektrisk konduktivitet (EC)
Ultraflow QSD 6537 er utstyrt med kapasitet til å måle vannets konduktivitet. En lineær konfigurasjon med fire elektroder brukes til å utføre målingen. En liten strøm føres gjennom vannet, og spenningen som utvikles av denne strømmen måles. Instrumentet bruker disse verdiene til å beregne den rå, ukorrigerte konduktiviteten.