時間差法 – 超音波流量計の動作原理
--飛行時間型超音波ガス流量測定技術。これは、超音波流量計の動作原理は、超音波が気体媒体の下流方向と上流方向に伝播するのに要する時間の差を測定することにより、音道と軸によって形成される平面に沿った軸平均速度 Vz を計算します。
超音波は下流方向と上流方向で伝わる時間が異なります。下り時間と反転時間は次のとおりです。
音速に対する内部パイプ環境の影響を考慮しない場合、面積平均流速方程式は次のようになります。{0}
対=L / (2cosφ) · (tU - tD) / (tD · tU) (2.4)
下流側の超音波伝播時間 tD と上流側の超音波伝播時間 tU を測定することで、上流側と下流側の超音波伝播時間の時間差を計算できます。
Δt=tU - tD (2.5)
通過時間法を使用すると、1 つの音響経路に沿った面積平均流速を測定できます。{0}{1}さまざまな音響経路の速度分布に基づいて、対応するアルゴリズムを使用して、断面全体にわたる平均流速を計算できます。-。この流速はバルク平均流速 V とも呼ばれます-。
上流側と下流側の超音波の伝播時間の時間差を計測し、配管内の流体の平均流速（体積速度）V を算出するこの流量測定法を伝播時間式超音波流量測定法と呼びます。{0}通過時間型超音波流量計を使用してパイプ内の流体の体積流量を測定する流量計は、通過時間型超音波流量計と呼ばれます。-
通過時間式超音波流量計で測定した経路-平均流速-とパイプ内のバルク-平均流速の関係は次のとおりです。
K=V / Vs (2.6)
ここで、K は速度補正係数と呼ばれます。速度補正係数は、流量計の測定セクションを通じて速度分布プロファイルの数学的モデルから導出されます。
パイプ内のガスの流れの状態に基づいて、速度補正係数を導き出すことができます。式 (2.4) と (2.6) から、パイプ内のバルク平均ガス流速を取得できます。-
V=KV (2.7)
式 (2.7) による体積流量への変換:
qv=AV (2.8)
ここで、A はパイプの断面積です。-
体積流量の圧力と温度を補正すると、質量流量が得られます。
qm=ρ0 · (P / P0) · (T0 / T) · (1 / Z) · qv (2.9)
ここで、Z はガスの圧縮率です。 P0 と P はそれぞれ標準条件と実際の条件での圧力パラメータです。 T0 と T はそれぞれ標準条件と実際の条件での温度値です。 ρ0 は標準条件下でのガス媒体の密度です。
流速を取得した後、一定の時間内に特定の直径のパイプを通過する流量を計算できます。 1 時間以内にパイプを通過する流量 F は次のとおりです。
F=(3.6 × 10 3 × π × V × D 2 ) / 4=3.6 × 10 3 × π × D 3 × (1/tD - 1/tU) × 1/sin(2φ) (2.10)
