Ultrazvukové průtokoměry a jejich použití v průmyslu

Ultrazvukové průtokoměry jsou určeny k měření průtoku téměř jakéhokoliv kapalného média. Ultrazvukovými průtokoměry je možné měřit médium elektricky vodivé i nevodivé. Při použití vhodného materiálu· lze měřit i agresivní kapaliny (kyselina, louh, palivo, těkavé látky).

Možnosti využití ultrazvukových průtokoměrů jsou velice široké ve všech odvětvích průmyslu.

Vyhodnocovací elektronika průtokoměru umožňuje komunikaci s nadřazenými řídícími systémy. Vhodným nastavením elektroniky lze získat dostatečné množství dat pro vyhodnocení důležitých provozních parametrů.

Možné oblasti použití:

• Vodárenství – fakturační měření pitné vody a měření ztrát ve vodovodních sítích

• Energetický průmysl – měření DEMI vody

• Měření průtoku na velkých dimenzích

• Zavlažování, měření v místech bez přívodu elektrické energie (Flomic)

Fyzikální princip měření ultrazvukovými průtokoměry

Ultrazvukové průtokoměry pracují na principu měření doby průletu ultrazvukového signálu kapalinou. Metod měření se používá několik.

Průtokoměry společnosti ELIS PLZEŇ a.s. používají takzvanou metodu Transit time.

Metoda Transit time

Princip metody Transit time spočíví v měření a vyhodnocení času průletu ultrazvukového signálu mezi sondami. Ultrazvukové sondy jsou umístěny proti sobě v čidle průtokoměru a střídavě vysílají a přijímají ultrazvukový signál (viz obr.). Z rozdílu času průletu signálu po směru a proti směru toku je poté vypočtena rychlost proudění a průtok.

Výhody měření metodou Transit time

Výhoda této metody spočívá v měření signálu oběma směry, kdy výslednou hodnotou je rozdíl mezi časem obou průletů. Tím se zvyšuje přesnost měření a eliminují možné chyby.

Průtokoměry Flomic a Sonoelis obsahují vždy pár (nebo několik párů) ultrazvukových sond. V sondách je umístěn krystal, který funguje jako vysílač i přijímač ultrazvukového signálu. Sondy tedy střídavě vysílají a přijímají signál oběma směry. Vyhodnocovací elektronika měří rozdíl mezi časem obou průletů

Průtokoměry využívající metodu Transit time se vyznačují vysokou přesností měření, dlouhodobou stabilitou v širokém rozsahu měřených hodnot, nízkými hydraulickými ztrátami a nenáročnou údržbou.

Konstrukce ultrazvukových průtokoměrů Flomic a Sonoelis

Průtokoměry Flomic a Sonoelis používají sondy s piezokrystalem, který mění elektrický impulz na ultrazvukový signál a naopak. Sondy jsou umístěny v párech proti sobě v těle průtokoměru. Vyhodnocovací elektronika je umístěna v samostatné skříňce

Konstrukce průtokoměrů Flomic

Průtokoměry Flomic jsou napájeny bateriově. Kromě průtoku a proteklého množství kapaliny mohou také měřit tlak v potrubí. Vyhodnocovací elektronika obsahuje zobrazovací displej, na kterém je možné zobrazit naměřené hodnoty.

Průtokomer je také možné připojit k nadřazenému řídícímu systému pomocí impulzního nebo proudového výstupu. Vyhodnocovací elektronika také obsahuje dataloger, do kterého jsou zapisovány naměřené údaje a který je možné vyčíst pomocí komunikačního rozhraní.

Čidlo průtokoměru tvoří hliníkový odlitek nebo svařenec, ve kterém jsou umístěny ultrazvukové sondy, na obou stranách čidla jsou příruby pro snadno montáž do potřubí.

Konstrukce průtokoměrů Sonoelis

Průtokoměry Sonoelis jsou napájené z elektrické sítě, s možností volby napájení od 12V DC až po 230V AC. Vyhodnocovací elektronika je vybavena dle provedení:

• ECONOMIC - převodník průtoku kapaliny v čidle na výstupní elektrický signál.

• STANDARD - obsahuje navíc LC displej, umožňující odečítání okamžitých hodnot průtoku nebo proteklého množství.

• COMFORT – obsahuje LC displej jako předchozí verze, navíc obsahuje panel umožňující změny nastavení parametrů průtokoměru.

Vyhodnocovací elektronika obsahuje široké možnosti komunikace prostřednictvím datových výstupů (indukční, proudový, frekvenční) a komunikačního protokolu RS485.

Čidlo průtokoměru tvoří svařenec.· V něm jsou umístěny sondy a na obou koncích je opatřen· přírubami.

Oba typy průtokoměrů je možné osadit přírubami dle norem EN, ANSI, BS, JIS. V některých případěch je možné také vytvořit příruby dle požadavku zákazníka.

Výhody ultrazvukových průtokoměrů

Výhody ultrazvukových průtokoměrů lze shrnout do následujících bodů.

• Neobsahuje žádné pohyblivé části.

• Velmi nízké hydraulické ztráty.

• Minimální nároky na údržbu (bezúdržbové).

• Vysoká dlouhodobá stabilita měření.

• Vysoká přesnost měření.

• Možnost měření nevodivých nebo agresivních kapalin.