Ultrazvukové elektronické průtokoměry Kolerační metoda

Kolerační metoda

Měření průtoku pro všechny aplikace s využitím ultrazvukové korelační měřící metody

Měření průtoku v plně zaplněných potrubích je dnes rutiní záležitostí, neboť je snadno proveditelné. Obtížněji je průtok měřitelný v trubkách větších rozměrů, v profilech nepravidelných tvarů a jsou-li profily pouze částečně zaplněny. Vyvinutím OMC Pro firmou Nivus se nabízí ekonomicky úsporné řešení pro měření průtoku ve všech těchto aplikacích.

OCM pak dělá průtok viditelným!

Všeobecně

Průtok Q nemůže být měřen přímo, ale je vypočítáván z tohoto fyzikálního stavu: Q = A × v, kde A je plocha řezu a v = průměrná rychlost.

Plocha v řezu

Plocha v řezu označená jako A je závislá na příčném řezu profilu kanálu (potrubí) a na průtočné hloubce. V plně zaplněných potrubých, jako jsou natlakovaná potrubí je plocha v řezu vždy stejná jako příčný řez profilu. V případě částečně zaplněných potrubí je hloubka měřena (integrovaným nebo separátním hladinoměrem a plocha v řezu ozn. jako A je po té vypočítávána.

Integrovaný hladinoměr

Hladina je měřena ode dna ultrazvukovým senzorem, který je součástí senzoru pro měření rychlosti nebo nezávislým ultrazvukovým senzorem u místěným nad hladinou.

Tato měřící metoda je příznivá z důvodu dostatečné přesnosti a stability měření. Ponořený senzor má další přednost jako je nulová "mrtvá zóna" a nejsou zde další negativní vlivy ovlivňující přesnost měření, jako jsou plavoucí nečistoty na hladině, pěna apod.

Externí hladinoměr

K měření hladiny může být též použit nazávislí hladinoměr pracující na principu ultrazvuku případně hydrostatického tlaku.

Ultrazvuková korelační měřící metoda

Ultrazvukový senzor vysílá krátké ultrazvukové vlny do měřeného média. Drobné plovoucí částečky nebo bubliny odrážejí tyto vlny zpět. Funkcí ultrazvukového senzoru je, že krátce po vysílání ultrazvukové vlny se změní v přijímač a přijme odražené echo s charakteristickým obrazem. Toto je digitalizováno a uloženo jako první obraz.

Za dalších 0,5 až 4 milisekundy je přijmuto další ultrazvukové echo, které je opět digitalizováno a uloženo do paměti jako druhý obraz. Díky časovému posunu mezi odvysíláním a příjmem echa můžeme určit polohu jednotlivých částic v daném řezu.

Prostřednictvím korelační metody je vrozek echa porovnáván s dalším 16-ti obrazy k odsouhlasení. Porovnáním mezi jednotlivými scany je zřejmý časový posun. Tento posun mezi jednotlivými obrazy může být přímo přepočítán na rychlost toku v daném řezu. (úhlu pohledu).

Korelační princip

Tento proces se opakuje 250× až 2000× za sekundu. Rychlosti v každém ze 16-ti řezů jsou vypočítávány díky velmi výkonnému digitálnímu senzoru (24 bitů / 50 MHz) v reálném čase. Skutečný rychlostní profil je integrován z dílčích rychlostí charakteristických pro každý řez.

Tímto způsobem je možno měřit rychlost s větší přesností bez nutnosti dodatečných kalibrací, které jsou běžné pro ostatní měřící metody. V praxi, kde se vyskytují kanály různých profilů a velikostí je k obsažení celého profilu použito 2 až 3 tří senzorů.

Montáž senzorů je velmi snadná. Senzory s integrovaným měřením výšky hladiny nebo bez jsou vhodné pro měření odpadní vody. Jejich instalace je snadná do jakéhokoliv kanálu různé velikosti a tvaru. Navíc existuje speciální senzor určený k montáži do potrubí z oceli a syntetických materiálů. Náklady na instalaci jsou extrémě nízké.

Uživatelsky příjemné

Při vývoji OCM Pro byl kladen maximální důraz na snadnou (uživatelsky příjemnou) instalaci, programování a uvádění do provozu. Z tohoto důvodu má OCM Pro přehledný prosvětlený displej, srozumitelné menu, (je možné ovládat z PC) a možnost vloby jazyka.

Na displeji jsou k dispozici hodnoty jako: průtok, hloubka, rychlost a celkový průtok včetně rychlostí v jednotlivých řezech od senzoru až k hladině, což umožňuje překontrolování pomocí přenosného průtokoměru.

Přenos dat a komunikace

K ukládání dat a jejich přenosu do PC slouží až 32 (64) MB vyjímatelná paměťová karta. Tuto kartu je možné použít i k nastavení a naprogramování a přenosu aktuálních dat. PC může být připojen přímo prostřednictvím RS 232. Připojení na standartní modemy a BUS jsou také k dispozici.

Technická data
Napájení: 85-260 V DC nebo 24 V AC
Displej: Grafický dispej 128 × 128 pixelů
Rozsah rychlosti v: -1 m/s až +4 m/s
Přesnost: +/- 1 % z měř. hodnoty nebo +/- 5 mm/s (platí vyšší hodnota)
Rozsah hladiny: 2m (6,65 ft); 5m (16,4 ft)(s externím hladinoměrem s přesností +/- 2 mm)
Provedení Ex: II (2)G EExib IIB T4
Délka kabelu senzoru: 10, 30, max. 100 m
Analogový vstup: 4 × 0/4-20 mA
- externí hladinoměr 4-20 mA (vodičové provedení)
- tři snímače 3 × v a 3 × h
Analogový výstup 2 (4) × 0/2-20 mA
Digitální výstup: 2(5) relé(přepínací kont.), RS23