Ультрадыбыстық шығын өлшегіш - бұл стандартты шығын өлшегіш, оның жұмысының негізі ағын жылдамдығын өлшеу болып табылады, ал онда қозғалатын орта ағынының шығынын анықтау акустикалық заңдардың көмегімен жүзеге асырылады. Мұндай шығын өлшегіштер электр тогын өткізбейтін ортаның ағындарының шығынын өлшеу үшін пайдаланылуы мүмкін
Ультрадыбыстық шығын өлшегіштің əрекет принципі 3.7 суретпен түсіндіріледі.
сурет – Ультрадыбыстық шығын өлшегіштің əрекет принципі
Көп жағдайда сəуле шығару жəне қабылдау пьезоэлементтерінің жазықтығы 3.7 суретте көрсетілгендей, құбыр осінің кейбір бұрышында орналасқан. Ағын бойынша жəне оған қарсы бағытталған ультрадыбыстың өтуі талап етілетін қашықтықты өту жылдамдығының мəнімен жəне өтуге жұмсалған уақытымен сипатталады.
Тербелістердің көздері мен қабылдағыштары ультрадыбыстық шығын өлшегіштердің бастапқы түрлендіргіштерінің негізгі элементтері. Кейбір кристалдарды (пьезоэлементтерді) белгілі бір бағыттарда қысу жəне созу кезінде олардың беттерінде электрлік зарядтар пайда болады, жəне керісінше, егер осы беттерге электр потенциалдарының айырмасын қосылса, онда беттердің қайсысына кернеу көп болуына байланысты пьезоэлемент созылады немесе қысылады — кері пьезоэффект.
Айнымалы электр кернеулерін бірдей жиіліктердегі акустикалық (механикалық) тербелістерге түрлендіретін сəулелендіргіштердің жұмысы осы эффектіде негізделген. Акустикалық тербелістерді айнымалы электр кернеулеріне түрлендіретін қабылдағыштар жұмысы тура пьезоэффектіде негізделшен.
Ультрадыбыстық шығын өлшегіштің құрылымдық сұлбасы 3.8 суретте көрсетілген. Ультрадыбыстық шығын өлшегіштің электрондық блогы ылғалдан қорғалған пластмасса корпусында қабырғада орнатылатындай жасалған. Ультрадыбыстық шығын өлшегіштің электрондық сұлбасы бір- бірімен барлық функционалдық элементтердің көп сатылы гальваникалық айрығы (>1000В) принципі бойынша орындалған.Мұндай принцип пайдаланудың нақты жəне қатаң жағдайларында аспаптың барынша
бөгетерден қорғалуы мен сенімділігін қамтамасыз етеді. Аспаптың электрондық сұлбасында 500 000 сағаттан кем емес жұмыс істеу уақыты бар сенімді қоректену көздері қолданылған.
сурет –Ультрадыбыстық шығын өлшегіштің құрылымдық сұлбасы
1 жəне 2 ПЭТ(пьезоэлектрліктүрлендіргіш), қабылдағыш-сəулелену режимінде кезекпен жұмыс істейтін ҚР-50 жоғары жиілікті кəбілімен ЭБ-мен (электронды блок) байланысты; ЭБ сəулелену режимінде жұмыс істейтін пьезотүрлендіргішке қозғағыш импульстерді жіберуді жəне қабылдағыш режимінде жұмыс істейтін пьезотүрлендіргіштен əлсіз сигналдарды қабылдауды (күшейтуді жəне детектеуді) қамтамасыз етеді.
Құбырда сұйықтықтың қозғалысы кезінде ультрадыбыстық толқынның бұзылуы пайда болады, ол ультрадыбыстық сигналдың таралу уақытының өзгеруіне əкеледі: сұйықтық ағыны бойынша (ПЭТ2 – ден ПЭТ1-ге) өседі.Ағын бойынша жəне оған қарсы бағытта сұйықтық арқылы УДС-тің (ультрадыбыстық сигнал) өту уақытарының айырмашылығы ағынының Vи жылдамдығына, демек, Q көлемді шығынға пропорционалды. Пьезотүрлендіргіштерден алынған сигналдар бойынша: ПЭТ1-ден ПЭТ2-ге дейін сигналдың өту уақыты, шығын, сұйықтықтың жинақталған көлемі, жəне шығынға пропорционалды шығыс сигналының жиілігінің мəні есептеледі. Шығынға, көлемге жəне уақытқа пропорционалды осылайша есептелген параметрлер көрсетілуі үшін мəтіндік дисплейге беріледі.
3.7.1 Акустикалық шығын өлшегіштердің түрлері.
Акустикалық каналдардың саны бойынша ультрадыбыстық шығын өлшегіштер бір сəулелі немесе бір каналды, екі сəулелі немесе екі каналды,
жəне көп сəулелі немесе көп каналды болып бөлінеді. Бір сəулелі каналдарда тек екі пьезоэлемент болады, олар кезекпен сəуле шығару жəне қабылдау функцияларын орындайды.
Олар екі түрге бөлінеді: қозғалатын ортамен акустикалық тербелістерді жылжытуға негізделген шығын өлшегіштер жəне кейін пайда болған Доплер əсеріне негізделген шығын өлшегіштер.
Акустикалық тербелістердің ағын бойынша жəне оған қарсы өту уақыттар айырмашылығын өлшеуде негізделген шығын өлшегіштер көп тараған болды.
Акустикалық тербелістері ағынға перпендикуляр бағытталатын жəне осы тербелістердің бастапқы бағыттан ауытқу дəрежесі өлшенетін ультрадыбыстық шығын өлшегіштер айтарлықтай сирек кездеседі.
Доплердің құбылысына негізделген ультрадыбыстық шығын өлшегіштер жергілікті жылдамдықты өлшеуге арналған, бірақ олар сондай-ақ шығындарды өлшеуге де қолданылады. Олардың өлшеу сұлбалары қарапайым.
Ультрадыбыстық шығын өлшегіштердің аталған үш түрлерімен қатар акустикалық тербелістер жиіліктерінің дыбыстық диапазонында жұмыс істейтін ұзын толқынды атауына ие болған акустикалық шығын өлшегіштер бар.
Ультрадыбыстық шығын өлшегіштердің артықшылықтары:
төмен құны;
көлденең қимада қозғалатын жəне қозғалмайтын бөліктері жоқ;
орташа динамикалық өлшеу диапазоны;
үлкен диаметрлі құбырларға монтаждау мүмкіндігі;
Кемшіліктері:
ультрадыбысты шағылыстыратын жəне жұтатын тұнбаларға өлшеудің сезімталдығы;
дірілге сезімталдығы;
бір сəулелі шығын өлшегіштер үшін ағынның ауытқуына сезімталдығы.
Достарыңызбен бөлісу: |
