HOE WERKEN ULTRASONE FLOWMETERS?
Ultrasone meettechnieken – De frequentie van ultrasoon geluid, die boven het bereik van het menselijk oor ligt, is bij uitstek geschikt voor het vaststellen van vloeistofdebieten. Verschillende benaderingen worden toegepast bij ultrasoon flowmeten, wat de veelzijdigheid kenmerkt van deze categorie meetinstrumenten.
Op het gebied van niet-invasieve ultrasone flowmetingen zijn looptijdverschil en doppler de twee meest gebruikte technieken. Beide methoden meten de stroming van het medium met behulp van sensoren die aan de buitenkant op de leiding of pijp worden geklemd (clamp-on). Het grootste onderlinge verschil is dat ze elk het best tot hun recht komen in tegengestelde situaties.
Inzicht in de verschillen tussen deze ultrasone meettechnieken helpt bij het maken van de juiste keuze met betrekking tot een succesvolle en efficiënte installatie:
Werking
Looptijdverschil flowmeters meten de tijd die een ultrasoon signaal (geluidstrilling die niet waarneembaar is voor het menselijk gehoor) nodig heeft om in een diagonale lijn de overkant van een buis- of leidingwand te bereiken. Stroomopwaartse en stroomafwaartse tijdmetingen worden met elkaar vergeleken. Zonder stroming zou de looptijd gelijk zijn in beide richtingen. Mét stroming gaat het signaal sneller met de stroming mee en langzamer tegen de stroming in. Het gemeten tijdverschil is direct afhankelijk van de snelheid van het medium dat door de leiding of buis stroomt. Dit looptijdverschil is de relevante waarde om de doorstroomsnelheid van vloeistoffen en gassen inzichtelijk te maken.
Heldere vloeistoffen en gassen
Omdat de ultrasone signalen de buis moeten oversteken naar de ontvangende sensoren, mag het medium in de buis slechts een minimale concentratie van luchtbelletjes of vaste stoffen bevatten (< 30%). Bij een hogere concentratie worden de hoogfrequente trillingen gedempt en daardoor te zwak om de overkant van de buiswand te bereiken. In dat geval adviseren wij u te kiezen voor een doppler flowmeting.
Twee sensoren
Om een bi-directionele ultrasone flowmeting tot stand te kunnen brengen, leveren wij onze looptijdverschil flowmeters altijd met twee sensoren. Beide sensoren kunnen zowel signalen verzenden als ontvangen.
Zeer nauwkeurig (0,5 – 1%)
Met de huidige generatie looptijdverschil flowmeters worden resultaten behaald met 0,5 – 1% nauwkeurigheid op de actuele waarde.
Breed toepasbaar
Looptijdverschil flowmeters zijn geschikt voor leidingen en buizen van verschillende materialen (ook dubbelwandig) en met een diameter variërend van 3 mm tot 6500 mm.
Toepassingen: drinkwater, koelwater, water- / glycol-oplossingen, hydraulische olie, stookolie en chemicaliën.
Werking
Doppler flowmetingen zijn gebaseerd op het principe dat geluidsgolven op een andere frequentie worden teruggestuurd naar de zender wanneer ze worden weerkaatst door iets wat in beweging is. Van het ‘Doppler-effect’ horen we ieder dag wel voorbeelden: de duidelijke verandering van toon bij een passerende trein, een overvliegend vliegtuig, of de uitlaat van een raceauto. We nemen een veranderende toonfrequentie waar omdat wij stilstaan en de zender van het geluid in beweging is.
Bij een doppler flowmeting wordt uitgegaan van een lineair verband tussen deze frequentieverschuiving en de snelheid van de vloeistof. Dit wordt zo precies mogelijk gemeten om het debiet te berekenen.
‘Vervuilde’ vloeistoffen
Doppler flowmeters worden alleen voor het meten van vloeistofstromen gebruikt en zijn afhankelijk van de reflectie van geluid. Alleen vloeistoffen met vaste stofjes en/of luchtbellen komen daarom in aanmerking voor deze meettechniek. We hebben het dan over ‘vervuild’ water. De meest voorkomende voorbeelden zijn (gemengd) rioolwater en afvalwater. Bij een concentratie < 30% kunt u overwegen te kiezen voor een looptijdverschil flowmeting.
Eén of twee sensoren
In tegenstelling tot looptijdverschil flowmeters die altijd twee sensoren hebben, bestaan doppler flowmeters in verschillende uitvoeringen; met één of met twee sensoren. Bij de modellen met één sensor zijn de zender en ontvanger in dezelfde behuizing verwerkt. Bij de modellen met twee sensoren verzendt de ene sensor het ultrasone signaal en de andere ontvangt het signaal.
Nauwkeurigheid van 2%
Hoewel er bij een doppler ultrasone flowmeting vanuit wordt gegaan dat de reflecterende deeltjes zich met dezelfde snelheid voortbewegen als de vloeistof, is dat in de praktijk nooit helemaal het geval. Deeltjes hebben doorgaans de neiging te zakken en gasbelletjes willen omhoog. Hierdoor levert een doppler flowmeting een meetresultaat op met een nauwkeurigheid vanaf 2% op de actuele waarde.
Toepassingen
Doppler flowmeters zijn geschikt voor leidingen en buizen van verschillende materialen en met een diameter variërend van 30 mm tot 4000 mm.
Toepassingen: o.a. droogloop-detectie van pompen, overflow applicaties en zandwinning.
Looptijdverschil
Doppler
ULTRASONE MEETTECHNIEKEN. TWEE TECHNIEKEN, ÉÉN KEUZE.
Looptijdverschil flowmeters werken met heldere vloeistoffen zoals water, olie en chemicaliën. Doppler flowmeters werken het best op vervuilde en luchtbellen bevattende vloeistoffen zoals rioolwater en afvalwater. Neem contact met ons op voor specifiek advies en informatie met betrekking tot welke ultrasone meettechniek geschikt is voor uw toepassing.