Werkprincipe van reistijd
Meetprincipe:
Het principe van transittijdcorrelatie maakt gebruik van het feit dat de looptijd van een ultrasoon signaal wordt beïnvloed door de stroomsnelheid van het dragende medium. Net als een zwemmer die zich een weg baant door een stromende rivier, beweegt een ultrasoon signaal langzamer stroomopwaarts dan stroomafwaarts.
OnsTF1100 ultrasone debietmeterswerk volgens dit transittijdprincipe:
Vf = Kdt/TL
Waar:
VcFlow-snelheid
K: Constant
dt: Verschil in vluchttijd
TL: Gemiddelde reistijd
Wanneer de debietmeter werkt, zenden en ontvangen de twee transducers ultrasone signalen die versterkt worden door een multi-bundel, die eerst stroomafwaarts en vervolgens stroomopwaarts reizen. Omdat ultrageluid stroomafwaarts sneller reist dan stroomopwaarts, ontstaat er een verschil in looptijd (Δt). Wanneer de stroming stilstaat, is het tijdsverschil (Δt) nul. Zolang we de looptijd zowel stroomafwaarts als stroomopwaarts kennen, kunnen we het tijdsverschil berekenen en vervolgens de stroomsnelheid (Vf) bepalen met behulp van de volgende formule.
V-methode
W-methode
Z-methode
Doppler-werkingsprincipe
DeDF6100Een seriestroommeter werkt door een ultrasoon geluid uit te zenden vanuit de zendtransducer. Dit geluid wordt weerkaatst door sonische reflectoren die in de vloeistof zijn opgehangen en geregistreerd door de ontvangende transducer. Als de sonische reflectoren bewegen binnen het geluidsoverdrachtspad, worden de geluidsgolven weerkaatst met een frequentie die (Dopplerfrequentie) afwijkt van de uitgezonden frequentie. De frequentieverschuiving is rechtstreeks gerelateerd aan de snelheid van het bewegende deeltje of de bel. Deze frequentieverschuiving wordt door het instrument geïnterpreteerd en omgezet in verschillende door de gebruiker gedefinieerde meeteenheden.
Er moeten deeltjes aanwezig zijn die groot genoeg zijn om longitudinale reflectie te veroorzaken - deeltjes groter dan 100 micron.
Bij het installeren van de transducers moet de installatielocatie voldoende rechte pijplengte hebben, zowel stroomopwaarts als stroomafwaarts. Doorgaans is stroomopwaarts 10D en stroomafwaarts 5D rechte pijplengte nodig, waarbij D de pijpdiameter is.
Oppervlaktesnelheid werkingsprincipe
DOF6000De openkanaaldebietmeter maakt gebruik van continue Doppler-meting om de watersnelheid te bepalen. Een ultrasoon signaal wordt in de waterstroom gestuurd en de echo's (reflecties) van de in de waterstroom zwevende deeltjes worden ontvangen en geanalyseerd om de Dopplerverschuiving (snelheid) te bepalen. De transmissie is continu en gelijktijdig met de ontvangst van het teruggekaatste signaal.
Tijdens een meetcyclus zendt de Ultraflow QSD 6537 een continu signaal uit en meet signalen die terugkaatsen van verstrooiers overal langs de bundel. Deze signalen worden omgezet in een gemiddelde snelheid die op geschikte locaties kan worden gerelateerd aan de stroomsnelheid in een kanaal.
De ontvanger in het instrument detecteert gereflecteerde signalen en deze signalen worden geanalyseerd met behulp van digitale signaalverwerkingstechnieken.
Dieptemeting in het water – Ultrasoon
Voor dieptemetingen maakt de Ultraflow QSD 6537 gebruik van Time-of-Flight (ToF) afstandsmeting. Hierbij wordt een ultrasoon signaal omhoog naar het wateroppervlak gestuurd en wordt de tijd gemeten die de echo van het oppervlak nodig heeft om door het instrument te worden ontvangen. De afstand (waterdiepte) is evenredig met de transittijd en de geluidssnelheid in water (gecorrigeerd voor temperatuur en dichtheid).
De maximale meetdiepte van de ultrasone sensor is beperkt tot 5 meter.
Waterdieptemeting – Druk
Locaties waar het water veel vuil of luchtbellen bevat, zijn mogelijk ongeschikt voor ultrasone dieptemetingen. Op deze locaties is het beter mogelijk om de waterdiepte te bepalen met behulp van drukmetingen.
Dieptemeting op basis van druk kan ook worden toegepast op locaties waar het instrument niet op de bodem van het stroomkanaal kan worden geplaatst of niet horizontaal kan worden gemonteerd.
De Ultraflow QSD 6537 is uitgerust met een absolute druksensor van 2 bar. De sensor bevindt zich aan de onderkant van het instrument en maakt gebruik van een temperatuurgecompenseerd digitaal drukmeetsysteem.
Bij gebruik van dieptedruksensoren veroorzaken variaties in de atmosferische druk fouten in de aangegeven diepte. Dit wordt gecorrigeerd door de atmosferische druk af te trekken van de gemeten dieptedruk. Hiervoor is een barometrische druksensor nodig. De Calculator DOF6000 is voorzien van een drukcompensatiemodule die automatisch compenseert voor de variaties in de atmosferische druk, waardoor een nauwkeurige dieptemeting wordt gegarandeerd. Hierdoor kan de Ultraflow QSD 6537 de werkelijke waterdiepte (druk) weergeven in plaats van de barometrische druk plus waterkolom.
Temperatuur
Een halfgeleidertemperatuursensor wordt gebruikt om de watertemperatuur te meten. De geluidssnelheid in water en de geleidbaarheid ervan worden beïnvloed door de temperatuur. Het instrument gebruikt de gemeten temperatuur om deze variatie automatisch te compenseren.
Elektrische geleidbaarheid (EC)
De Ultraflow QSD 6537 is uitgerust met een meetinstrument voor de geleidbaarheid van water. Hierbij wordt gebruikgemaakt van een lineaire vier-elektrodeconfiguratie. Een kleine stroom wordt door het water geleid en de spanning die hierdoor ontstaat, wordt gemeten. Het instrument gebruikt deze waarden om de ruwe, ongecorrigeerde geleidbaarheid te berekenen.