Ultrazvukové vodoměry měří spotřebu vody pomocí ultrazvukových vln. Protože rychlost šíření ultrazvukových vln je ovlivněna rychlostí proudění vody, lze rychlost proudění-a následně spotřebu vody- určit pomocí záznamu doby šíření ultrazvukových vln.
Ultrazvukové vodoměry nabízejí vysokou přesnost měření a široký rozsah měření, díky čemuž jsou dnes nejpoužívanějším a nejpraktičtějším typem vodoměru.
Co je ultrazvuk?
Abyste pochopili jakultrazvukové vodoměrypráce, je třeba nejprve definovat ultrazvuk.
Ultrazvuk označuje mechanické zvukové vlny s frekvencemi nad 20 kHz, které jsou mimo dosah lidského sluchu.
Ultrazvukové vlny se mohou šířit vodou a jinými médii; jejich rychlost šíření je ovlivněna vlastnostmi média a rychlostí proudění.
Proč používat ultrazvuk? Nedají se pro vodoměrné měření použít jiné typy vln?
Při zvažování fyzikálních vlastností, principů měření a technické praktičnosti ultrazvukových vln se ultrazvuk ukazuje jako vhodný pro měření průtoku vody.
Jaké jsou vlastnosti ultrazvukových vln?
Dobrý výkon v kapalinách: Ultrazvukové vlny se mohou šířit kapalnými médii s minimálním útlumem.
Rychlost šíření je ovlivněna rychlostí proudění média: Ultrazvukové vlny se zrychlují při pohybu po proudu (rychlost zvuku + složka rychlosti proudění vody) a zpomalují proti proudu (rychlost zvuku - složka rychlosti proudění vody).
Přesná směrovost: Vysoké frekvence a krátké vlnové délky dávají ultrazvukovým vlnám vynikající směrovost a koncentrovanou energii, což usnadňuje jejich přenos v konkrétních směrech.
Ultrazvukové vlny umožňují přesný přenos a příjem signálu. Po přenosu musí ultrazvukový signál podstoupit alespoň dva odrazy ve vodním potrubí, aby se dostal k přijímači; přesná směrovost ultrazvuku tento požadavek splňuje.
Proč nelze pro měření spotřeby vody použít jiné typy vln?
Světelné vlny: Vyžadují průhledné trubky a výrazně se rozptylují ve vodě, což ztěžuje příjem signálu.
Běžné zvukové vlny: Mají nízké frekvence (20 Hz–20 kHz) a jsou citlivé na rušení okolním hlukem, které ovlivňuje výsledky měření.
Princip fungování ultrazvukových vodoměrů:
V současné době ultrazvukové vodoměry využívají především dvě metody měření: metodu doby průchodu-a metodu Dopplerova jevu.
Metoda doby průchodu- je nejběžněji používanou technikou pro ultrazvukové vodoměry, zatímco metoda Dopplerova jevu je vhodná pro průmyslové aplikace s horší kvalitou vody.
Jak ultrazvukové vodoměry generují ultrazvukové vlny? Přivedením signálu střídavého proudu (AC) s frekvencí vyšší než 20 kHz na převodník nebo senzor ultrazvukový převodník generuje nepatrné, vysokofrekvenční mechanické vibrace-, které se převádějí na ultrazvukové vlny.