تفاوت در ساختار و دقت اندازه گیری بین کنتورهای آب اولتراسونیک تک مسیره و چند مسیره چیست؟

در مدیریت هوشمند مدرن آب و اندازه‌گیری و کنترل جریان صنعتی، کنتورهای آب اولتراسونیک به دلیل نداشتن قطعات مکانیکی متحرک، افت فشار کم و دقت بالا به یک ابزار اندازه‌گیری اصلی تبدیل شده‌اند. کنتور آب اولتراسونیک بسته به تعداد مسیرهای موج صوتی، در درجه اول به طرح های تک مسیری و چند مسیری طبقه بندی می شوند. درک تفاوت های اصلی بین این دو سازه از نظر اصل، ترکیب و دقت اندازه گیری برای انتخاب دبی متر مناسب برای کاربرد شما بسیار مهم است.

طراحی سازه و چیدمان مسیر موج صوتی

1. کنتور آب اولتراسونیک تک مسیره

همانطور که از نام آن پیداست، یک کنتور آب اولتراسونیک تک مسیره تنها از یک جفت مبدل (یعنی یک مسیر اندازه‌گیری موج صوتی) در سطح مقطع جریان استفاده می‌کند.

ویژگی های ساختاری: این طرح ساده ترین و نسبتا کم هزینه است. دو مبدل معمولاً به صورت مورب در امتداد قطر لوله یا در طول وتر خاصی قرار می گیرند و یک پرتو آکوستیک واحد را تشکیل می دهند. امواج صوتی در طول این مسیر ثابت، هم در بالادست و هم در پایین دست منتشر می‌شوند و سرعت جریان در این مسیر با استفاده از روش زمان عبور محاسبه می‌شود.

سناریوهای کاربردی: معمولاً در لوله‌های با قطر کوچک یا برای کاربردهای قرائت کنتورهای مسکونی با الزامات دقت اندازه‌گیری متوسط ​​استفاده می‌شود. از آنجایی که مسیر موج صوتی تک است، می توان آن را فشرده تر کرد و انعطاف پذیری بیشتری را در نصب ارائه می دهد.

2. آب سنج التراسونیک چند مسیره

کنتورهای آب اولتراسونیک چند مسیره از دو یا چند جفت مبدل (به عنوان مثال، دو کانال، سه کانال یا چهار کانال) نصب شده در سطح مقطع لوله استفاده می کنند و مسیرهای موج صوتی متعددی را ایجاد می کنند.

ویژگی های ساختاری: ساختار نسبتاً پیچیده است و به مبدل های بیشتر و مدارهای پردازش سیگنال پیچیده تری نیاز دارد. این مسیرهای موج آکوستیک معمولاً در امتداد جهت‌های وتر مختلف توزیع می‌شوند تا پوشش را به حداکثر برسانند یا توزیع سرعت را در سطح مقطع جریان شبیه‌سازی کنند.

فناوری هسته: کنتورهای آب چند مسیره از یکپارچگی عددی یا الگوریتم‌های میانگین وزنی برای محاسبه جامع سرعت جریان در طول مسیرهای متعدد و تعیین سرعت متوسط ​​در کل مقطع استفاده می‌کنند و در نتیجه به اندازه‌گیری جریان با دقت بالاتری دست می‌یابند.

سناریوهای قابل اجرا: عمدتاً در شبکه‌های تامین آب با قطر بزرگ، انتقال تجاری، اندازه‌گیری صنعتی با دقت بالا، و برنامه‌هایی که نیاز به نسبت خاموشی بسیار بالایی دارند، استفاده می‌شود.

دقت اندازه گیری و سازگاری رژیم جریان

تفاوت های ساختاری به طور مستقیم شکاف قابل توجهی را در دقت اندازه گیری و سازگاری رژیم جریان بین دو کنتور آب تعیین می کند.

1. وابستگی به توزیع سرعت

آب در لوله به طور یکنواخت جریان نمی یابد. در عوض، پروفیل سرعت را نشان می دهد، معمولاً با سرعت های بالا در مرکز و سرعت های پایین در نزدیکی دیواره لوله. این مشخصات سرعت می تواند تحت تأثیر عوامل تداخلی مانند شیرهای بالادست، زانویی و پمپ ها قرار گیرد و در نتیجه جریان مخدوش شود.

محدودیت های مترهای تک کانالی: مترهای تک کانالی فقط سرعت جریان را در یک نقطه یا در امتداد یک خط در یک مقطع اندازه گیری می کنند. آنها فرض می کنند که توزیع سرعت واقعی با یک توزیع سرعت ایده آل (مانند جریان کاملاً توسعه یافته) سازگار است و از یک ضریب تصحیح ثابت برای تبدیل سرعت مسیر به سرعت متوسط ​​استفاده می کنند. هنگامی که الگوی جریان واقعی تحریف می شود، ضریب تصحیح بی اثر می شود و منجر به کاهش شدید دقت اندازه گیری می شود. این بزرگترین گلوگاه دقت یک سیستم تک کاناله است.

مزایای سیستم‌های چند کاناله: با جمع‌آوری نمونه‌های سرعت جریان چندگانه در مکان‌های مختلف، سیستم‌های چند کاناله می‌توانند شکل واقعی توزیع سرعت جریان را تا حد بیشتری به تصویر بکشند. با استفاده از الگوریتم‌های پیچیده ادغام عددی، سیستم‌های چند کاناله می‌توانند به طور موثر جریان‌های تحریف‌شده را جبران و تصحیح کنند و به طور قابل‌توجهی خطاهای ناشی از اختلالات الگوی جریان را کاهش دهند. بنابراین، دقت اندازه گیری آنها به طور قابل توجهی بالاتر از یک سیستم تک کانال است. مزیت پایداری سیستم های چند کاناله به ویژه در شرایط نصب کمتر از ایده آل (مانند طول لوله مستقیم ناکافی) برجسته است.

2. قابلیت اندازه گیری چرخش و جریان کم

نسبت خاموشی توانایی یک کنتور آب اولتراسونیک را برای حفظ دقت در محدوده جریان وسیع اندازه گیری می کند.

سیستم‌های چند کاناله به دلیل توانایی پردازش سیگنال‌های ضعیف و ضبط دقیق توزیع سرعت جریان، اغلب نسبت خاموشی بالاتری دارند. این بدان معنی است که آنها می توانند اندازه گیری پایدار را در جریان های بسیار کم (مانند نقطه جریان Q1) حفظ کنند، که آنها را برای نظارت بر نشت ارزشمندتر می کند.

هنگامی که نرخ جریان کم است، سیگنال اختلاف سرعت در مسیر موج صوتی ضعیف است، و توزیع سرعت به راحتی تحت تأثیر دما، حباب ها و غیره قرار می گیرد. حد پایین دقت اندازه گیری بالا و نسبت برد نسبتاً محدود است.