الٹراسونک فلو میٹر ورکنگ اصول

گیس الٹراسونک فلو میٹر سے مراد ایک فلو میٹر ہے جو بہتی ہوئی گیس والی پائپ لائن پر نصب ہے اور الٹراسونک اصول کے ذریعہ گیس کے بہاؤ کو ماپتا ہے۔ ایک واحد - پاتھ گیس الٹراسونک فلو میٹر سے مراد صرف ایک صوتی راستے سے لیس آلہ ہے ، جبکہ دو یا زیادہ صوتی راستوں والے گیس الٹراسونک فلو میٹر کو ملٹی - پاتھ گیس الٹراسونک فلو میٹر کہا جاتا ہے۔

الٹراسونک فلو میٹر کس طرح کام کرتا ہے؟ گیس الٹراسونک فلو میٹر کے ساتھ بہاؤ کی رفتار کی پیمائش کے لئے بنیادی اصول یہ ہے کہ گیس میڈیم میں الٹراسونک لہروں کے پھیلاؤ کے وقت کی پیمائش کرکے گیس سیال کے بہاؤ کی رفتار ، بہاؤ کی شرح ، کثافت اور دیگر پیرامیٹرز کا حساب لگائیں۔ This chapter mainly analyzes the operating principle of transit-time ultrasonic flow measurement and the factors affecting flow measurement, and carries out simulation studies on how to improve flow-measurement accuracy, so as to make preparations for the study of multi-path gas ultrasonic flow-measurement methods and mechanism modeling.

ٹرانزٹ - وقت الٹراسونک گیس کے بہاؤ کی پیمائش کے آپریٹنگ اصول کا تجزیہ

ٹرانزٹ - وقت الٹراسونک گیس کا بہاؤ - پیمائش کا طریقہ ایک گیس کا بہاؤ - پیمائش کا طریقہ ہے جس میں ، گیس کے اسی راستے کی لمبائی کے دوران ، پروپیگنڈے - وقت کے فرق کے ساتھ ساتھ دو الٹراسونک سگنل کے درمیان اوسطا اور اوپر کا سفر کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ جب الٹراسونک لہریں بہتے ہوئے گیس میڈیم میں پھیلتی ہیں تو ، ان کی پھیلاؤ کی رفتار گیس کے بہاؤ کی رفتار کے ساتھ مختلف ہوتی ہے۔

مزید خاص طور پر ، الٹراسونک لہروں کی پھیلاؤ کی رفتار اسی سمت میں اسی طرح تبدیل ہوتی ہے جیسے گیس کے بہاؤ کی رفتار: جب گیس کے بہاؤ کی رفتار میں اضافہ ہوتا ہے تو ، اسی سمت میں الٹراسونک لہر کی رفتار بھی بڑھ جاتی ہے۔ اس کے برعکس ، اگر الٹراسونک پروپیگنڈہ سمت کے مخالف ہونے کے دوران گیس کے بہاؤ کی رفتار میں اضافہ ہوتا ہے تو ، الٹراسونک کی رفتار اس کے مطابق کم ہوجائے گی۔

الٹراسونک پائپ - فلو سینسر کی بنیادی ڈھانچہ

جیسا کہ انجیر . 2.1 میں دکھایا گیا ہے ، الٹراسونک دالوں (جس کو تحقیقات یا ٹرانس ڈوسرز کہا جاتا ہے) کو منتقل کرنے اور وصول کرنے کے قابل دو الٹراسونک ٹرانس ڈوسرز ایک طرف یا پائپ لائن کے دونوں اطراف میں سرایت کرتے ہیں۔ ٹرانسمیٹنگ اور وصول کرنے والے ٹرانس ڈوسرز کے مابین الٹراسونک سگنل کا اصل راستہ صوتی راستہ کہا جاتا ہے۔ اس طرح ، ٹرانس ڈوسروں کا ایک جوڑا ایک صوتی راستہ بناتا ہے۔ ایک آواز - منتقل کرنے والی جھلی یا صوتی ویو گائڈ دیوار کا ایک حص trans ہ ٹرانس ڈوسرز اور سیال کے ذریعہ کے درمیان ترتیب دی گئی ہے۔ ایک واحد - راہ میں الٹراسونک فلو میٹر میں ، دو الٹراسونک ٹرانس ڈوسروں کے مابین ویو گائڈ لائن آلے کے محور کو آپس میں جوڑتی ہے۔

انجیر . 2.1 ٹرانزٹ کے اصول کا اسکیماتی ڈایاگرام - وقت الٹراسونک بہاؤ کی پیمائش

جیسا کہ انجیر . 2.1 میں دکھایا گیا ہے ، پائپ قطر D ہے۔ پائپ لائن کے دونوں اطراف میں ٹرانس ڈوسرز A اور B کے آخری چہروں کے درمیان سیدھا - لائن فاصلہ ہے۔

انجیر . 2.1 صوتی - راستے کی لمبائی اور پائپ قطر - ٹرانزٹ ٹائم الٹراسونک فلو میٹر کے درمیان ہندسی تعلق

جہاں φ صوتی راستے کا جھکاؤ زاویہ ہے ، یعنی صوتی راستے اور پائپ محور کے درمیان زاویہ۔ صوتی راستے کا جھکاؤ زاویہ الٹراسونک لہر کا واقعہ زاویہ بھی ہے۔ واقعہ کا زاویہ sill سیال میں آواز کی رفتار کے ساتھ ساتھ پچر میں اور پائپ - دیوار کے مواد میں بھی آواز کی رفتار سے متاثر ہوتا ہے۔

عام طور پر ، ٹھوس مواد میں درجہ حرارت کے ساتھ صوتی رفتار کی تغیرات گیسوں کے مواد سے اس سے چھوٹا ہے۔ جب درجہ حرارت کی مختلف حالت زیادہ نہیں ہوتی ہے تو ، پیمائش کی درستگی پر پچر اور پائپ - دیوار کے مواد کے اثر کو نظرانداز کیا جاسکتا ہے۔ تاہم ، جب درجہ حرارت کی مختلف حالتوں کی حد بڑی ہوتی ہے تو ، پچر اور پائپ میں آواز کی رفتار میں بڑی تبدیلی - دیوار کے مواد کو درست کرنا ضروری ہے۔

30 ڈگری کے واقعے کے زاویہ والے ٹرانس ڈوزر کے ل the ، ٹرانسمیشن گتانک نسبتا high زیادہ ہے ، توانائی کا نقصان چھوٹا ہے ، اور مطلوبہ جوش و خروش وولٹیج کم ہے۔ اس طرح کا ٹرانس ڈوزر ہینڈ ہیلڈ الٹراسونک فلو میٹر کے لئے موزوں ہے جو AC بجلی کی فراہمی کے لئے آسان نہیں ہے۔ 45 ڈگری کے واقعے کے زاویہ کے ساتھ ایک ٹرانس ڈوزر نسبتا low کم ٹرانسمیشن گتانک ہوتا ہے لیکن یہ ایک بڑے ٹرانس ڈوزر چپ اور اعلی جوش و خروش وولٹیج کو اپنا سکتا ہے ، اور اس وجہ سے فکسڈ الٹراسونک فلو میٹرز یا ان لوگوں کے لئے موزوں ہے جو AC بجلی کی فراہمی کا استعمال کرسکتے ہیں۔

ٹرانزٹ کا آپریٹنگ اصول - وقت الٹراسونک گیس کے بہاؤ کی پیمائش

ٹرانزٹ - وقت الٹراسونک گیس کا بہاؤ - پیمائش ٹکنالوجی صوتی راستے اور محور کے ذریعہ تشکیل پائے جانے والے طیارے میں محوری اوسط بہاؤ کی رفتار VZ کا تعین کرتی ہے ، گیسیئس میڈیم میں الٹاسونک لہروں کے درمیان وقت کے فرق کی پیمائش کرتے ہوئے۔ الٹراسونک لہروں کے ٹرانزٹ اوقات بہاو اور اوپر کی سمتوں میں مختلف ہیں۔ بہاو ​​ٹرانزٹ ٹائم یہ ہے:

انجیر . 2.2 بہاو الٹراسونک ٹرانزٹ - وقت کی مساوات

اور اپ اسٹریم ٹرانزٹ ٹائم ہے

انجیر . 2.3 upstream الٹراسونک ٹرانزٹ - وقت کی مساوات

جہاں سی اسٹیشنری ماپا سیال میں الٹراسونک لہروں کی صوتی رفتار ہے ، یعنی آواز کی رفتار۔ وی زیڈ الٹراسونک راستے اور پائپ محور کے ذریعہ تشکیل پائے جانے والے طیارے میں محوری سمت میں سیال کی اوسط بہاؤ کی رفتار ہے ، جسے راستہ - اوسطا رفتار بھی کہا جاتا ہے۔

جب داخلی پائپ ماحول کی وجہ سے آواز - تیز رفتار تغیرات پر اثر انداز نہیں ہوتا ہے تو ، راستے کے لئے اظہار - اوسط رفتار ہے

شکل . 2.4 راستے کے لئے اظہار - اوسطا محوری رفتار

الٹراسونک لہر کے بہاو ٹرانزٹ ٹائم ٹی ڈی اور upstream ٹرانزٹ ٹائم TU کی پیمائش کرکے ، upstream اور بہاو پھیلاؤ کے درمیان وقت کا فرق اس طرح حاصل کیا جاتا ہے۔

انجیر . 2.5 upstream کی تعریف - ڈاون اسٹریم ٹرانزٹ - وقت کا فرق

ٹرانزٹ - وقت کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے ، راستہ - ایک صوتی راستے کی اوسط رفتار کو حاصل کیا جاسکتا ہے۔ مختلف صوتی راستوں کی اوسط رفتار کی بنیاد پر ، اور مناسب الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے ، پورے کراس - سیکشن کے لئے اوسطا رفتار کھڑا ہے جس کا حساب لگایا جاسکتا ہے ، جسے حجم - اوسط رفتار V.

پائپ لائن سیال (حجم) کی پیمائش کرنے کا طریقہ کار - upstream اور بہاو الٹراسونک پروپیگنڈے کے درمیان وقت کے فرق کی پیمائش کرکے اوسط رفتار V کو ٹرانزٹ - وقت الٹراسونک بہاؤ - پیمائش کا طریقہ کہا جاتا ہے۔ ایک فلو میٹر جو ٹرانزٹ - وقت الٹراسونک طریقہ کا استعمال کرتے ہوئے پائپ لائن سیال کے بہاؤ کی پیمائش کرتا ہے اسے ٹرانزٹ - وقت الٹراسونک فلو میٹر کے طور پر کہا جاتا ہے۔

راستے - کے درمیان رشتہ ایک ٹرانزٹ - وقت الٹراسونک فلو میٹر اور حجم - پائپ لائن میں اوسطا رفتار ہے کے صوتی راستے پر اوسط رفتار ہے

انجیر . 2.6 بہاؤ کی تعریف - رفتار اصلاحی عنصر

جہاں K کو بہاؤ - رفتار اصلاحی عنصر کہا جاتا ہے۔ بہاؤ - رفتار اصلاحی عنصر فلو میٹر کے پیمائش سیکشن میں رفتار کی تقسیم کے پروفائل کے ریاضی کے ماڈل سے اخذ کیا گیا ہے۔ پائپ لائن میں گیس کے بہاؤ کے نظام کے مطابق ، بہاؤ - رفتار اصلاحی عنصر حاصل کیا جاسکتا ہے۔ اس طرح ، مساوات (2.4) اور (2.6) سے ، پائپ لائن میں اوسطا گیس کی رفتار ہے

انجیر . 2.7 پائپ - اوسط رفتار اور راستہ - اوسطا رفتار کے درمیان تعلق

حجم کے بہاؤ کی شرح مساوات (2.7) سے حاصل کی جاسکتی ہے

انجیر . 2.8 والیومیٹرک فلو - شرح مساوات

جہاں A پائپ کا کراس - سیکشنل ایریا ہے۔

حجم کے بہاؤ کی شرح کے دباؤ اور درجہ حرارت کے معاوضے کے بعد ، بڑے پیمانے پر بہاؤ کی شرح اس طرح حاصل کی جاسکتی ہے

انجیر . 2.9 بڑے پیمانے پر بہاؤ - دباؤ کے ساتھ شرح مساوات - درجہ حرارت - کمپریسیبلٹی اصلاح

جہاں Z گیس کمپریسیبلٹی عنصر ہے۔ P0 اور P معیاری حالات اور اصل حالات میں بالترتیب دباؤ کے پیرامیٹرز ہیں۔ T0 اور T معیاری حالات اور اصل حالات میں بالترتیب درجہ حرارت کی اقدار ہیں۔ اور ρ0 معیاری حالات کے تحت گیس میڈیم کی کثافت ہے۔

ایک بار جب بہاؤ کی رفتار حاصل ہوجائے تو ، کسی خاص مدت کے دوران دیئے گئے قطر کے پائپ سے گزرنے والے سیال کا حجم حساب کیا جاسکتا ہے۔ 1 H میں پائپ سے گزرنے والے بہاؤ کا حجم F 79 ہے:

انجیر . 2.10 ٹرانزٹ - وقت کی پیمائش - ٹرانزٹ ٹائم الٹراسونک فلو میٹر ورکنگ اصول پر مبنی پائپ کے ذریعے سیال کا گھنٹہ حجم

ملٹی - راہ الٹراسونک گیس کے بہاؤ کی پیمائش کا بنیادی آپریٹنگ اصول

گیس الٹراسونک فلوومیٹرز کو سنگل -} اور ملٹی - راہ کی اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے ، یہ دونوں ہی الٹراسونک بہاؤ کی پیمائش کے لئے ٹرانزٹ - وقت کے اصول پر مبنی ہیں۔ فی الحال ، بیرون ملک اسی طرح کی مصنوعات میں ، صوتی راستوں کی تعداد زیادہ سے زیادہ چھ ہوسکتی ہے۔ ایک ملٹی - راستے میں الٹراسونک فلو میٹر میں ، viv_ivi اس راستے کی نمائندگی کرتا ہے - iii - th صوتی راستے پر اوسطا رفتار۔ یہ بہاو اور upstream الٹراسونک ٹرانزٹ اوقات کی پیمائش کرکے ، ان کے مابین وقت کے فرق کا حساب لگاتے ہوئے ، اور پھر راستے - اوسطا رفتار کی گنتی کرکے حاصل کیا جاتا ہے۔

راستے - کے مابین تعلقات کے مطابق ہر صوتی راستے کی اوسط رفتار اور بہاؤ - رفتار کی اصلاح کے عوامل کے مطابق ، پائپ لائن میں حجم - اوسطا گیس کی رفتار کا اندازہ لگایا جاسکتا ہے کہ اس کا اندازہ لگایا جاسکتا ہے۔

انجیر . 2.11 ملٹی - راستہ وزن کے اوسط رفتار مساوات - کس طرح الٹراسونک فلو میٹر کام کرتا ہے

جہاں Wiw_iwi ہر صوتی راستے کا وزن کا گتانک ہے ، اور اس کی قدر کا انحصار انضمام الگورتھم پر ہوتا ہے جو اپنایا جاتا ہے۔

انجیر . 2.12 ملٹی - راہ والیومیٹرک بہاؤ -} شرح مساوات - الٹراسونک فلو میٹر یہ کیسے کام کرتا ہے

نظریہ میں ، جتنے صوتی راستے وہاں ہیں ، پیمائش کی درستگی اتنی ہی زیادہ ہونی چاہئے۔ تاہم ، عملی تجربے سے یہ ظاہر ہوا ہے کہ جب صلیب -}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} میں مزید اضافہ ہوتا ہے تو درستگی کو بہتر بنانے میں بہت کم مدد ملتی ہے ، جبکہ مینوفیکچرنگ لاگت میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔

الٹراسونک گیس کے بہاؤ کی پیمائش کو متاثر کرنے والے عوامل کا تجزیہ

بہاؤ - کی رفتار اور بہاؤ - گیس الٹراسونک فلو میٹرز کے حساب کتاب کے فارمولوں کے مطابق ، بہاؤ کی رفتار یا بہاؤ کی شرح متعدد پہلوؤں سے متعلق ہے ، جیسے پیمائش کے جیومیٹرک پیرامیٹرز ، یا پیمائش کے جغرافیائی پیرامیٹرز (یا وزن کے اعدادوشمار) الٹراسونک تشہیر کا وقت۔ مندرجہ ذیل تجزیہ ان پہلوؤں سے کیا جاتا ہے۔

بہاؤ کی اصلاح - رفتار کا عنصر اور پیمائش کی درستگی میں بہتری

مذکورہ بالا ٹرانزٹ - ٹائم گیس الٹراسونک فلو میٹر میں ، مطالعہ اس مثالی حالت پر مبنی ہے جس میں راستہ - اوسطا رفتار پائپ کراس - سیکشن میں یکساں طور پر تقسیم کی جاتی ہے۔ عملی حالات میں ، پائپ کراس - سیکشن کے اس پار سیال کی غیر - یکساں رفتار کی تقسیم کی وجہ سے ، حساب کتاب کے ذریعہ حاصل کی جانے والی رفتار در حقیقت الٹراسونک پھیلاؤ کی سمت کے ساتھ ساتھ - اوسط کی رفتار ہے۔ فرق حتمی حساب کتاب والیومیٹرک بہاؤ کی شرح لامحالہ غلطیاں پیدا کرے گی۔ پیمائش کی درستگی کو یقینی بنانے کے ل the ، یہ ضروری ہے کہ دونوں کے مابین تعلقات کا تعین کریں اور سیال - میکانکس کے اصولوں کا استعمال کرتے ہوئے اصل پیمائش کی رفتار کو درست کریں۔ یعنی ، ایک بہاؤ - شرح اصلاحی عنصر K متعارف کرایا جاتا ہے جب کسی حجم کے فلو میٹر کے ساتھ پیمائش کرتے ہیں۔

پائپ لائنوں میں سیال -} ریاستوں کی پیچیدگی کی وجہ سے ، نتیجے میں رفتار کی تقسیم بھی پیچیدہ ہے۔ موجودہ تحقیق بنیادی طور پر مثالی حالات میں رفتار کی تقسیم تک محدود ہے ، یعنی ، لیمینر بہاؤ کے تحت رفتار کی تقسیم اور ہموار پائپوں میں مکمل طور پر ترقی یافتہ ہنگامہ خیز بہاؤ۔ لیمنار بہاؤ اور ہنگامہ خیز بہاؤ پائپوں میں سیالوں کی دو بنیادی بہاؤ ریاستیں ہیں۔ لیمینر بہاؤ سے مراد وہ ریاست ہے جس میں سیال کے ذرات میں کوئی عبور حرکت نہیں ہوتی ہے اور صرف محوری تحریک پر غور کیا جاتا ہے۔ ہنگامہ خیز بہاؤ سے مراد ریاست ہوتی ہے جس میں سیال کے ذرات محوری اور ٹرانسورس موشن دونوں ہوتے ہیں۔ چونکہ مختلف پائپ لائن فلو ریاستوں کے تحت بہاؤ کی خصوصیات مختلف ہوتی ہیں ، لہذا مختلف رفتار کی تقسیم حاصل کی جاتی ہے۔

کسی سیال کی بہاؤ کی خصوصیات مشترکہ طور پر پائپ میں اوسط رفتار ، کائینیٹک واسکاسیٹی ، اور پائپ قطر سے متاثر ہوتی ہیں ، جبکہ رینالڈس نمبر ریئر بہاؤ کی حالت کا اندازہ کرنے کے لئے ایک اہم انڈیکس ہے۔ جب دوبارہ<2300Re < 2300Re<2300, the flow is laminar; when Re>4000Re > 4000Re>4000, the flow is turbulent. Re=2300Re = 2300Re=2300 is usually taken as the critical value for the transition from laminar to turbulent flow. When Re>2300Re > 2300Re>2300 ، سیال ایک ہنگامہ خیز حالت میں منتقلی شروع ہوتا ہے ، اور اس منتقلی کے خطے کو عام طور پر ہنگامہ خیز بہاؤ کے طور پر بھی سمجھا جاتا ہے۔

سوالات

ایک ٹرانزٹ - وقت الٹراسونک گیس فلو میٹر کیا ہے؟

ایک ٹرانزٹ - وقت الٹراسونک گیس فلو میٹر الٹراسونک دالیں بہاو اور اوپر کی طرف بھیج کر اور ان کے ٹرانزٹ اوقات میں فرق سے بہاؤ کی رفتار کا حساب لگاکر گیس کے بہاؤ کی پیمائش کرتا ہے۔

سنگل -} اور ملٹی - راہ الٹراسونک فلو میٹر میں کیا فرق ہے؟

ایک واحد - راہ کا فلو میٹر ٹرانس ڈوسرز کا ایک جوڑا اور ایک صوتی راستہ استعمال کرتا ہے ، جبکہ ایک ملٹی - راہ کا فلو میٹر مختلف بلندیوں یا زاویوں پر کئی صوتی راستوں کا استعمال کرتا ہے تاکہ رفتار کو بہتر بنانے اور درستگی کو بہتر بنایا جاسکے۔

ایک بہاؤ - رفتار اصلاحی عنصر کی ضرورت کیوں ہے؟

چونکہ پائپ میں رفتار کی تقسیم بالکل یکساں نہیں ہے ، لہذا ایک ہی صوتی راستے پر ماپا جانے والی رفتار کراس - سیکشنل اوسط رفتار کے برابر نہیں ہے۔ ایک اصلاحی عنصر دونوں کو جوڑتا ہے۔

کون سے عوامل الٹراسونک گیس کے بہاؤ کی پیمائش کی درستگی کو متاثر کرتے ہیں؟

کلیدی عوامل میں رفتار پروفائل مسخ ، تنصیب کے حالات ، رینالڈس نمبر ، گیس کی تشکیل اور صوتی رفتار ، درجہ حرارت اور دباؤ کی تبدیلیاں ، اور سگنل پروسیسنگ کی غلطیاں شامل ہیں۔