Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1960, H. 45 - Flödesmätare, av S Hähnel
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Fig. 5. Schema
över
ultraljud-flödesmätare.
= L
v/w
, . är ett mått på vätskans
flyt-w( 1 + v/w)
hastighet. Då är av storleksordningen
0,0001, kan man med god approximation sätta
t0 — f3 = L v! w".
Tiden t0 kan emellertid inte mätas samtidigt
med tlt och man kan inte förutsätta att den är
konstant, ty w kan ändras något med tiden,
t.ex. på grund av variationer i vätskans
sammansättning eller temperatur. Ändringen av t„
kan t.o.m. bli så stor att den helt maskerar
differensen t0 — fj. Denna olägenhet kan man
emellertid minska genom användning av två
likadana givare.
I detta fall sänds en ljudstråle medströms och
en motströms (fig. 4 nedtill).
Transporttiderna för ljudet blir då t1 = L/(w + v) resp.
L = L/ (w — v), och man får
U — U = 2Lv/(w"-—v-) eller
t_—tL = 2Lv/w" (1)
eftersom ir är mycket mindre än uA
Även i detta fall beror tidsdifferensen av
ljudhastighetens absoluta värde men i mindre grad
än i förra fallet. För att slippa mäta
tidsskillnaden t2 — fj som är ytterst liten kan man
använda en faskomparatormetod. Båda sändarna
drivs då av samma oscillator och signalernas
fasdifferens blir då
= 2 coLv/w2
(2)
där u> är signalernas vinkelfrekvens. Den
elektroniska utrustningen blir i detta fall enklare
än vid mätning av tidsdifferensen, men
metoden har flera begränsningar.
En vätskas ljudabsorption växer med
kvadraten på signalens frekvens, och i vissa fall, t.ex.
om vätskan innehåller mycket främmande
material, kan det vara nödvändigt att använda
ljud med relativt låg frekvens. Fasdifferensen
bör göras så stor som möjligt, men den får inte
överstiga ca 300°, då i annat fall tvetydiga
resultat fås. Detta sätter en övre gräns för de
flythastigheter som kan mätas med ultraljud
av en given frekvens.
Vid en utveckling av det nämnda systemet
sänds en impuls bestående av ett fåtal
svängningar ut från svängaren (fig. 4 nedtill).
När den tas emot av B1 efter tiden tt sänds
omedelbart en ny impuls från AL. På samma sätt
sänds impulser från A2 till B.2 med
tidsinterval-let L. Pulsrepetitionsfrekvenserna blir för At
och A2
F, = 1 /t% = (w + v)/L resp.
F„ = 1 /t, = (w — v)/L
härav erhålls
— F2 — 2 v/L (3)
Mätresultatet är alltså oberoende av ultraljudets
absoluta hastighet.
En praktiskt användbar ultraljudflödesmätare
har konstruerats i USA enligt den sist angivna
principen. Ultraljudimpulserna sänds snett
genom mätröret från och till svängare infällda i
rörväggen (fig. 5). I var ända av mätststräckan
sitter en sändare och mottagare vid sidan av
varandra. Energipulserna i de två kretsarna
förstärks och blandas elektroniskt varigenom
den utgående signalen blir en svävning som är
ett mått på flythastigheten. Denna kan anges
på ett direktvisande instrument eller med ett
nollbalanserat elektriskt instrument.
Enligt uppgift kan apparaten användas för
mätning av flythastigheter på upp till 7,5 m/s
och mätområdet är 20 : 1 med en noggrannhet
på ±2% av fullt skalutslag. Instrumentet är
avsett för massa- och pappersindustrin.
Egenskaper
Lika litet som den elektromagnetiska givaren
hindrar ultraljudgivaren vätskeflödet. Vidare
är även den senares signal proportionell mot
vätskans flythastighet, men till skillnad från
den förra är dess användbarhet oberoende av
det flytande materialets elledningsförmåga.
Ultraljudgivaren kan därför användas för t.ex.
destillerat vatten, petroleumprodukter och
andra icke elledande material, men vissa vätskor
absorberar ultraljud så starkt att detta inte kan
utnyttjas för flödesmätning. Ett exempel är
koltetraklorid som är ogenomtränglig för ultraljud.
Ultraljudmätarens största olägenhet i dess
nuvarande utformning torde vara att den ger
flythastigheten bara i ett plan parallellt med rörets
axel. Den ger därför ett rätt värde på
flythastigheten, bara om denna är densamma i
rörtvärsnittets alla punkter, ett villkor som aldrig
är uppfyllt i praktiken.
Därför torde ultraljudmätaren vara olämplig
för viskösa vätskor som ger ett mellanting
mellan turbulent och laminär strömning. Vid
turbulent strömning måste man vidare antingen
bestämma hastighetsmönstret och omsorgsfullt
välja mätstället eller ordna rörledningen så att
hastighetsfördelningen kan beräknas. Annars
måste mätaren kalibreras därför att variationer
i hastighetsfördelningen kan uppstå genom
störning av de hydrauliska betingelserna i
närheten av mätstället. SHl
Litteratur
1. Walter, L: Progress in metering flow. Svensk Papperstg
62 (1959) s. 851—853.
2. Linford, A: Recent developments in fluid flow metering.
Xnd. Chemist 36 (1960) s. 107—113.
3. Rolff, J J P: Magnetischer Durchflussmesser. Archiv f.
techn. Messen 1960 okt. s. 197—200.
1257 TEKNISK TIDSKRIFT 19(50 H. 46
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
