Metode perbedaan waktu – prinsip kerja pengukur aliran ultrasonik
Teknologi pengukuran aliran gas ultrasonik waktu-penerbangan-penerbangan, yang merupakan bagian penting dariprinsip kerja pengukur aliran ultrasonik, menghitung kecepatan rata-rata aksial Vz sepanjang bidang yang dibentuk oleh saluran suara dan sumbu dengan mengukur perbedaan waktu yang diperlukan gelombang ultrasonik untuk merambat ke arah hilir dan hulu suatu media gas.
Waktu yang dibutuhkan gelombang ultrasonik untuk merambat ke arah hilir dan hulu berbeda-beda. Waktu hilir dan waktu pembalikan adalah:
Tanpa mempertimbangkan pengaruh lingkungan internal pipa terhadap kecepatan suara, persamaan-kecepatan aliran rata-rata adalah:
Vs=L / (2cosφ) · (tU - tD) / (tD · tu) (2.4)
Dengan mengukur waktu transit gelombang ultrasonik hilir tD dan waktu transit gelombang ultrasonik hulu tU, maka selisih waktu transit gelombang ultrasonik hulu dan hilir dapat dihitung:
Δt=tu - tD (2.5)
Dengan menggunakan metode-waktu transit,-kecepatan aliran rata-rata area sepanjang satu jalur akustik dapat diukur. Berdasarkan distribusi kecepatan jalur akustik yang berbeda, algoritma yang sesuai dapat digunakan untuk menghitung kecepatan aliran rata-rata di seluruh penampang-. Kecepatan aliran ini juga disebut kecepatan aliran rata-rata-bulk V.
Dengan mengukur perbedaan waktu antara waktu transit gelombang ultrasonik hulu dan hilir serta menghitung kecepatan aliran rata-rata (kecepatan curah) V fluida di dalam pipa, metode pengukuran aliran ini disebut metode pengukuran aliran ultrasonik waktu transit. Pengukur aliran yang menggunakan metode pengukuran aliran ultrasonik waktu transit untuk mengukur laju aliran volumetrik cairan di dalam pipa disebut pengukur aliran ultrasonik waktu transit.
Hubungan antara-kecepatan aliran rata-rata jalur yang diukur dengan pengukur aliran ultrasonik-waktu transit dan-kecepatan aliran rata-rata di dalam pipa adalah:
K=V / Vs (2.6)
Dimana K disebut faktor koreksi kecepatan. Faktor koreksi kecepatan diperoleh dari model matematika profil distribusi kecepatan melalui bagian pengukuran flow meter.
Berdasarkan kondisi aliran gas di dalam pipa, faktor koreksi kecepatan dapat diturunkan. Dari persamaan (2.4) dan (2.6), diperoleh-kecepatan aliran gas rata-rata massal di dalam pipa:
V=KV (2.7)
Mengonversi laju aliran volumetrik melalui persamaan (2.7):
qv=AV (2.8)
Dimana A adalah-luas penampang pipa.
Setelah tekanan dan suhu dikompensasi untuk laju aliran volumetrik, laju aliran massa dapat diperoleh:
qm=ρ0 · (P / P0) · (T0 / T) · (1 / Z) · qv (2.9)
Dimana Z adalah faktor kompresibilitas gas; P0 dan P masing-masing adalah parameter tekanan pada kondisi standar dan kondisi aktual; T0 dan T masing-masing adalah nilai suhu pada kondisi standar dan kondisi aktual; ρ0 adalah kepadatan media gas dalam kondisi standar.
Setelah diperoleh kecepatan aliran, maka dapat dihitung laju aliran melalui pipa dengan diameter tertentu dalam jangka waktu tertentu. Laju aliran F melalui pipa dalam waktu 1 jam adalah:
F=(3,6 × 10³ × π × V × D²) / 4=3.6 × 10³ × π × D³ × (1/tD - 1/tU) × 1/sin(2φ) (2.10)
