1. Veikimo principasultragarsinis srauto matuoklis
Ultragarsinis srauto matuoklis susideda iš trijų dalių: ultragarso keitiklio, elektroninės grandinės ir srauto rodymo bei kaupimo sistemos. Ultragarso perdavimo keitiklis paverčia elektros energiją į ultragarso energiją ir perduoda ją matuojamam skysčiui. Ultragarso banga per skystį perduodama į imtuvą. Imtuvo gaunamas ultragarsinis signalas gali nustatyti skysčio srautą. Grandinė sustiprinama ir paverčiama elektriniu signalu, vaizduojančiu srauto greitį, ir tiekiama į ekraną bei sumatorių, kad būtų galima rodyti ir sumuoti. Tokiu būdu realizuojamas srauto aptikimas ir rodymas. Pjezoelektriniai keitikliai dažniausiai naudojami ultragarsiniuose srauto matuokliuose. Jis naudoja pjezoelektrinį pjezoelektrinių medžiagų efektą ir naudoja tinkamą perdavimo grandinę, kad į perduodančiojo keitiklio pjezoelektrinį elementą būtų pridėta elektros energija, kad būtų sukurta ultragarsinė vibracija. Ultragarso bangos sklinda į skystį tam tikru kampu, tada jas priima priėmimo keitiklis, o aptikimui pjezoelektrinis elementas paverčia elektros energija. Perduodantis keitiklis naudoja atvirkštinį pjezoelektrinio elemento pjezoelektrinį efektą, o priimantis keitiklis naudoja pjezoelektrinį efektą.
Ultragarsiniai srauto matuokliaiklasifikuojami pagal matavimo principą: sklidimo greičio skirtumo metodas, Doplerio efekto metodas, pluošto poslinkio metodas, koreliacijos metodas, triukšmo metodas ir pan. Kadangi sklidimo greičio skirtumo metodas įveikia klaidą, kurią sukelia garso bangos kitimas su skysčio temperatūra, ir pasižymi dideliu tikslumu, jis yra plačiai naudojamas. Sklidimo greičio skirtumo metodas skirstomas į: Z metodą (perdavimo metodas), V metodą (atspindėjimo metodą), X metodą (kryžminį metodą) ir pan.
Pagal montavimo būdą yra: išorinio spaustuko tipo, kištukinio tipo, vamzdžio segmento tipo ir nešiojamų. Nešiojamieji ultragarsiniai debitmačiai daugiausia naudojami kitiems sumontuotiems debitmačiams kalibruoti.
2. Ultragarsinio debitmačio privalumai
(1) Ultragarsinis srauto matuoklis yra bekontaktis matavimo prietaisas, kurį galima naudoti skysčių srautui ir dideliems vamzdžių skersmenims matuoti, su kuriais nėra lengva susisiekti ir stebėti. Jis nekeičia skysčio srauto būsenos, nepraranda slėgio ir yra lengvai montuojamas.
(2) Jis gali išmatuoti stiprios ėsdinančios ir nelaidžios terpės srautą.
(3) Ultragarsinis srauto matuoklis turi platų matavimo diapazoną, o matavimo diapazonas yra nuo 2 cm iki 6,5 m.
(4) Ultragarsinis srauto matuoklisgali išmatuoti įvairių skysčių ir nuotekų srautą.
(5) Ultragarso srauto matuokliu išmatuotam tūriniam srautui neturi įtakos išmatuoto skysčio temperatūra, slėgis, klampumas, tankis ir kiti termofiziniai parametrai. Jis gali būti pagamintas į fiksuotas ir nešiojamas formas.
(6) Ultragarsinius srauto matuoklius galima sumontuoti ir prižiūrėti nestabdant gamybos, nenutraukiant proceso dujotiekio.
(7) Kaina yra palyginti maža.
3. Ultragarsinio debitmačio trūkumai
(1) Ultragarsinio srauto matuoklio temperatūros matavimo diapazonas nėra didelis ir paprastai jis gali matuoti tik skystį, kurio temperatūra yra žemesnė nei 200 ℃.
(2) Prastas atsparumas trukdžiams. Jis jautrus burbuliukų, užteršimo, siurblių ir kitų garso šaltinių, sumaišytų su ultragarso triukšmu, trukdžiams, o tai turi įtakos matavimo tikslumui.
(3) Tiesiai vamzdžio sekcijai taikomi griežti reikalavimai, kurie yra pirmasis 10D, galinis 5D ir atstumas nuo siurblio 30D (D yra vamzdžio vidinis skersmuo). Priešingu atveju prastas sklaida ir prastas matavimo tikslumas.
(4) Dėl įrengimo neapibrėžtumo srauto matavime bus didelės paklaidos.
(5) Matavimo vamzdyno skalė labai paveiks matavimo tikslumą ir sukels didelių matavimo paklaidų. Net jei jis yra sunkus, skaitiklis neturi srauto ekrano.
(6) Patikimumo ir tikslumo lygis nėra aukštas (paprastai nuo 1,5 iki 2,5 laipsnio), o pakartojamumas yra prastas. Ultragarsiniai srauto matuokliai nustato srauto greitį išmatuodami skysčio greitį ir padaugindami jį iš dujotiekio skerspjūvio ploto. Srauto matuoklis negali tiesiogiai išmatuoti vidinio skersmens ir vamzdžio apvalumo, o skerspjūvio plotą gali įvertinti tik pagal standartinį apskritimą, pagrįstą išoriniu skersmeniu ir sienelės storiu. Dėl to sukeltas neapibrėžtumas viršijo 1%, todėl tikslumas yra ribotas.
(7) Trumpas tarnavimo laikas (bendras tikslumas gali būti garantuotas tik 2 metams).
(8) Ultragarsinio srauto matuoklio tikslumas yra mažesnis nei elektromagnetinio srauto matuoklio (ultragarsinio srauto matuoklis paprastai yra 1%, o elektromagnetinio srauto matuoklis paprastai yra 0,5%).
(9) Yra daug neaiškių veiksnių, turinčių įtakos ultragarsinio srauto matuoklio tikslumui (pvz., ar pakanka tiesaus vamzdžio, vandens srauto būsena vamzdyje, vamzdžio sienelės užterštumas, oro burbuliukai, temperatūros pokyčiai, triukšmas, žmogaus poveikis veiksniai ir pan.).
(10) Ultragarsiniai srauto matuokliaituri labai griežtus reikalavimus vamzdynams ir neturėtų būti nenormalaus triukšmo, kitaip tai labai paveiks matavimo paklaidą.