Ultrazvučni vodomjeri mjere potrošnju vode pomoću ultrazvučnih valova. Budući da na brzinu širenja ultrazvučnih talasa utiče brzina protoka vode, brzina protoka-a potom i potrošnja vode-mogu se odrediti snimanjem vremena širenja ultrazvučnih talasa.
Ultrazvučni vodomjeri nude visoku tačnost mjerenja i širok raspon mjerenja, što ih čini najšire korištenim i praktičnim tipom vodomjera koji je danas dostupan.
Šta je ultrazvuk?
Da razumem kakoultrazvučni vodomjerirada, prvo se mora definisati ultrazvuk.
Ultrazvuk se odnosi na mehaničke zvučne talase sa frekvencijama iznad 20 kHz, što je izvan dometa ljudskog sluha.
Ultrazvučni talasi se mogu širiti kroz vodu i druge medije; na njihovu brzinu širenja utiču svojstva medija i brzina strujanja.
Zašto koristiti ultrazvuk? Zar se druge vrste valova ne mogu koristiti za mjerenja vodomjera?
Uzimajući u obzir fizičke karakteristike, principe mjerenja i inženjersku praktičnost ultrazvučnih valova, ultrazvuk se pokazao prikladnim za mjerenje protoka vode.
Koje su karakteristike ultrazvučnih talasa?
Dobre performanse širenja u tečnostima: Ultrazvučni talasi mogu da putuju kroz tečne medije sa minimalnim slabljenjem.
Na brzinu širenja utiče brzina protoka medija: ultrazvučni talasi se ubrzavaju kada putuju nizvodno (brzina zvuka + komponenta brzine protoka vode) i usporavaju kada putuju uzvodno (brzina zvuka - komponenta brzine protoka vode).
Precizna usmerenost: Visoke frekvencije i kratke talasne dužine daju ultrazvučnim talasima odličnu usmerenost i koncentrisanu energiju, što ih čini lakim za prenos u određenim pravcima.
Ultrazvučni talasi omogućavaju precizan prenos i prijem signala. Nakon prijenosa, ultrazvučni signal mora proći najmanje dva odraza unutar cijevi za vodu da bi stigao do prijemnika; precizna usmjerenost ultrazvuka ispunjava ovaj zahtjev.
Zašto se druge vrste valova ne mogu koristiti za mjerenje potrošnje vode?
Svetlosni talasi: Zahtevaju prozirne cevi i značajno se raspršuju u vodi, što otežava prijem signala.
Obični zvučni talasi: Imaju niske frekvencije (20 Hz–20 kHz) i podložni su smetnjama buke iz okoline, što utiče na rezultate merenja.
Princip rada ultrazvučnih vodomjera:
Trenutno, ultrazvučni vodomjeri prvenstveno koriste dvije metode mjerenja: metodu vremena prolaza{0}}i metodu Doplerovog efekta.
Metoda-vremena tranzita je najčešće korištena tehnika za ultrazvučne vodomjere, dok je metoda Doplerovog efekta pogodna za industrijske primjene koje uključuju lošiji kvalitet vode.
Kako ultrazvučni vodomjeri generiraju ultrazvučne valove? Primjenom signala naizmjenične struje (AC) sa frekvencijom većom od 20 kHz na pretvarač ili senzor, ultrazvučni pretvarač generiše male, visokofrekventne mehaničke vibracije koje se pretvaraju u ultrazvučne talase.