Quais são as diferenças na estrutura e na precisão da medição entre medidores de água ultrassônicos de caminho único e de caminho múltiplo

No moderno gerenciamento inteligente de água e na medição e controle de vazão industrial, os medidores ultrassônicos de água se tornaram uma ferramenta de medição convencional devido à falta de peças mecanicamente móveis, baixa queda de pressão e alta precisão. Medidores de água ultrassônicos são categorizados principalmente em designs de caminho único e de caminho múltiplo, dependendo do número de caminhos de ondas acústicas. Compreender as principais diferenças entre essas duas estruturas em termos de princípio, composição e precisão de medição é crucial para selecionar o medidor de vazão mais adequado para sua aplicação.

Projeto Estrutural e Layout do Caminho das Ondas Acústicas

1. Medidor de água ultrassônico de caminho único

Como o nome sugere, um medidor de água ultrassônico de caminho único utiliza apenas um par de transdutores (ou seja, um caminho de medição de ondas acústicas) através da seção transversal do fluxo.

Características estruturais: Este projeto é o mais simples e de custo relativamente baixo. Dois transdutores são normalmente posicionados obliquamente ao longo do diâmetro do tubo ou ao longo de um comprimento de corda específico, formando um único feixe acústico. As ondas acústicas se propagam ao longo deste caminho fixo, tanto a montante quanto a jusante, e a velocidade do fluxo ao longo deste caminho é calculada usando o método do tempo de trânsito.

Cenários aplicáveis: Normalmente usado em tubos de pequeno diâmetro ou para aplicações de leitura de medidores residenciais com requisitos moderados de precisão de medição. Como o caminho da onda acústica é único, ele pode ser mais compacto e oferece maior flexibilidade de instalação.

2. Medidor de água ultrassônico multipercurso

Os medidores de água ultrassônicos de múltiplos caminhos utilizam dois ou mais pares de transdutores (por exemplo, dois canais, três canais ou quatro canais) instalados na seção transversal do tubo, criando vários caminhos de ondas acústicas.

Características estruturais: A estrutura é relativamente complexa, exigindo mais transdutores e circuitos de processamento de sinal mais sofisticados. Esses caminhos de ondas acústicas são normalmente distribuídos ao longo de diferentes direções cordais para maximizar a cobertura ou simular a distribuição de velocidade através da seção transversal do fluxo.

Tecnologia principal: Os medidores de água de múltiplos caminhos utilizam integração numérica ou algoritmos de média ponderada para calcular de forma abrangente as velocidades de fluxo ao longo de vários caminhos e determinar a velocidade média em toda a seção transversal, alcançando assim uma medição de fluxo de maior precisão.

Cenários aplicáveis: Usado principalmente em redes de abastecimento de água de grande diâmetro, transferência comercial, medição industrial de alta precisão e aplicações que exigem taxas de abertura extremamente altas.

Precisão de Medição e Adaptabilidade ao Regime de Fluxo

As diferenças estruturais determinam diretamente a lacuna significativa na precisão da medição e na adaptabilidade do regime de fluxo entre os dois hidrômetros.

1. Dependência da Distribuição de Velocidade

A água em um cano não flui uniformemente; em vez disso, exibe um perfil de velocidade, normalmente com altas velocidades no centro e baixas velocidades perto da parede do tubo. Este perfil de velocidade pode ser afetado por fatores de interferência, como válvulas, cotovelos e bombas a montante, resultando em fluxo distorcido.

Limitações dos medidores monocanal: Os medidores monocanal medem apenas a velocidade do fluxo em um único ponto ou ao longo de uma linha em uma seção transversal. Eles assumem que a distribuição de velocidade real é consistente com uma distribuição de velocidade ideal (como um fluxo totalmente desenvolvido) e usam um fator de correção fixo para converter a velocidade do percurso em uma velocidade média. Uma vez distorcido o padrão de fluxo real, o coeficiente de correção torna-se ineficaz, levando a uma queda acentuada na precisão da medição. Este é o maior gargalo de precisão de um sistema de canal único.

Vantagens dos sistemas multicanais: Ao coletar múltiplas amostras de velocidade de fluxo em diferentes locais, os sistemas multicanais podem capturar a verdadeira forma da distribuição da velocidade do fluxo em maior extensão. Usando sofisticados algoritmos de integração numérica, os sistemas multicanais podem compensar e corrigir efetivamente fluxos distorcidos, reduzindo significativamente os erros causados ​​por perturbações no padrão de fluxo. Portanto, a precisão de sua medição é significativamente maior do que a de um sistema de canal único. A vantagem de estabilidade dos sistemas multicanais é particularmente pronunciada sob condições de instalação abaixo das ideais (como comprimento insuficiente de tubo reto).

2. Capacidade de medição de redução e baixo fluxo

A taxa de abertura mede a capacidade de um medidor de água ultrassônico de manter a precisão em uma ampla faixa de vazão.

Devido à sua capacidade de processar sinais fracos e capturar com precisão a distribuição da velocidade do fluxo, os sistemas multicanais geralmente apresentam uma taxa de resposta mais alta. Isso significa que eles podem manter medições estáveis ​​em vazões extremamente baixas (como no ponto de vazão Q1), tornando-os mais valiosos para monitoramento de vazamentos.

Quando a vazão é baixa, o sinal de diferença de velocidade no caminho da onda sonora é fraco e a distribuição da velocidade é mais facilmente afetada pela temperatura, bolhas, etc. O limite inferior da precisão da medição é alto e a relação de alcance é relativamente limitada.