Siirtoaikaperiaatteen
Mittausperiaate:
Siirtymäajan korrelaatioperiaate hyödyntää sitä tosiasiaa, että ultraäänisignaalin kulkuaikaan vaikuttaa kantoaineen virtausnopeus. Kuten uimari, joka ylittää virtaavan joen, ultraäänisignaali kulkee hitaammin ylävirtaan kuin alavirtaan.
MeidänTF1100 ultraäänivirtausmittarittoimivat tämän siirtymäaikaperiaatteen mukaisesti:
Vf = Kdt/TL
Jossa:
VcVirtausnopeus
K: Vakio
dt: Lentoajan ero
TL: Keskimääräinen kuljetusaika
Kun virtausmittari toimii, kaksi anturia lähettävät ja vastaanottavat monisäteellä vahvistettuja ultraäänisignaaleja, jotka kulkevat ensin alavirtaan ja sitten ylävirtaan. Koska ultraääni kulkee nopeammin alavirtaan kuin ylävirtaan, niiden etenemisajoissa (dt) on ero. Kun virtaus on pysähtynyt, aikaero (dt) on nolla. Näin ollen, kunhan tiedämme sekä ala- että ylävirran etenemisajat, voimme laskea aikaeron ja sitten virtausnopeuden (Vf) seuraavan kaavan avulla.
V-menetelmä
W-menetelmä
Z-menetelmä
Doppler-toimintaperiaate
TheDF6100Sarjavirtausmittari toimii lähettämällä ultraääntä lähettävästä muuntimestaan. Nesteeseen ripustetut hyödylliset ääniheijastimet heijastavat äänen ja vastaanottava muuntaja tallentaa sen. Jos ääniheijastimet liikkuvat äänen siirtoreitillä, ääniaallot heijastuvat lähetetystä taajuudesta poikkeavalla taajuudella (Doppler-taajuus). Taajuuden muutos liittyy suoraan liikkuvan hiukkasen tai kuplan nopeuteen. Laite tulkitsee tämän taajuusmuutoksen ja muuntaa sen käyttäjän määrittämiksi mittayksiköiksi.
Joidenkin hiukkasten on oltava riittävän suuria aiheuttamaan pitkittäisheijastuksen - hiukkasia, jotka ovat suurempia kuin 100 mikronia.
Antureita asennettaessa asennuspaikalla on oltava riittävästi suoraa putkea ylä- ja alavirtaan. Yleensä ylävirtaan tarvitaan 10D ja alavirtaan 5D suoraa putkea, missä D on putken halkaisija.
Pinta-alan nopeuden toimintaperiaate
DOF6000Sarjavirtausmittari käyttää jatkuvaa Doppler-ilmiötä veden nopeuden mittaamiseen. Ultraäänisignaali lähetetään vesivirtaukseen ja vesivirtauksessa leijuvien hiukkasten heijastukset vastaanotetaan ja analysoidaan Doppler-siirtymän (nopeuden) selvittämiseksi. Lähetys on jatkuvaa ja samanaikaista palautetun signaalin vastaanoton kanssa.
Mittausjakson aikana Ultraflow QSD 6537 lähettää jatkuvaa signaalia ja mittaa säteen suuntaisesti sirottajista palautuvia signaaleja. Nämä erotellaan keskinopeudeksi, joka voidaan suhteuttaa kanavan virtausnopeuteen sopivissa kohdissa.
Laitteen vastaanotin havaitsee heijastuneet signaalit, ja näitä signaaleja analysoidaan digitaalisten signaalinkäsittelytekniikoiden avulla.
Veden syvyyden mittaus – ultraääni
Syvyyden mittaamiseen Ultraflow QSD 6537 käyttää Time-of-Flight (ToF) -aluemittausta. Tässä menetelmässä ultraäänisignaalipurske lähetetään ylöspäin veden pintaan ja mitataan aika, joka kuluu, ennen kuin laite vastaanottaa pinnalta tulevan kaiun. Etäisyys (veden syvyys) on verrannollinen läpikulkuaikaan ja äänen nopeuteen vedessä (korjattuna lämpötilan ja tiheyden suhteen).
Ultraäänisyvyyden mittaus on rajoitettu 5 metriin.
Veden syvyyden mittaus – paine
Paikat, joissa vesi sisältää paljon roskia tai ilmakuplia, eivät välttämättä sovellu ultraäänisyvyyden mittaamiseen. Nämä paikat soveltuvat paremmin paineen käyttämiseen veden syvyyden määrittämiseen.
Paineeseen perustuvaa syvyysmittausta voidaan soveltaa myös paikkoihin, joissa laitetta ei voida sijoittaa virtauskanavan pohjalle tai asentaa vaakasuoraan.
Ultraflow QSD 6537 on varustettu 2 baarin absoluuttisen paineen anturilla. Anturi sijaitsee laitteen pohjassa ja siinä käytetään lämpötilakompensoitua digitaalista paineanturia.
Syvyyspaineantureita käytettäessä ilmanpaineen vaihtelu aiheuttaa virheitä mitattuun syvyyteen. Tämä korjataan vähentämällä ilmanpaine mitatusta syvyyspaineesta. Tähän tarvitaan barometrinen paineanturi. Laskimeen DOF6000 on sisäänrakennettu paineenkompensointimoduuli, joka kompensoi automaattisesti ilmanpaineen vaihtelut varmistaen tarkan syvyysmittauksen. Tämä mahdollistaa Ultraflow QSD 6537:n raportoida todellisen veden syvyyden (paineen) barometrisen paineen ja vedenkorkeuden yhdistelmän sijaan.
Lämpötila
Veden lämpötilan mittaamiseen käytetään puolijohdelämpötila-anturia. Lämpötila vaikuttaa äänen nopeuteen vedessä ja sen johtavuuteen. Laite kompensoi automaattisesti tätä vaihtelua mitatun lämpötilan perusteella.
Sähkönjohtavuus (EC)
Ultraflow QSD 6537 on varustettu vedenjohtavuuden mittaamiseen. Mittauksessa käytetään lineaarista nelielektrodista kokoonpanoa. Veden läpi johdetaan pieni virta, ja tämän virran kehittämä jännite mitataan. Laite käyttää näitä arvoja laskeakseen korjaamattoman raakajohtavuuden.