עקרון העבודה של זמן המעבר
עקרון המדידה:
עקרון המתאם של זמן המעבר עושה שימוש בעובדה שזמן הטיסה של אות קולי מושפע ממהירות הזרימה של התווך הנושא. כמו שחיין שעושה את דרכו על פני נהר זורם, אות קולי נע לאט יותר במעלה הזרם מאשר במורד הזרם.
שֶׁלָנוּמדי זרימה אולטרסאונד TF1100לעבוד לפי עקרון זמן המעבר הזה:
Vf = Kdt/TL
אֵיפֹה:
מהירות זרימה Vc
K: קבוע
dt: הפרש בזמן הטיסה
TL: זמן מעבר ממוצע
כאשר מד הזרימה פועל, שני המתמרים משדרים ומקבלים אותות אולטרסאונד המוגברים על ידי אלומה מרובת-עלית אשר עוברת תחילה במורד הזרם ולאחר מכן במעלה הזרם. מכיוון שאולטרסאונד נע מהר יותר במורד הזרם מאשר במעלה הזרם, יהיה הפרש בזמן הטיסה (dt). כאשר הזרימה דוממת, הפרש הזמן (dt) הוא אפס. לכן, כל עוד אנו יודעים את זמן הטיסה הן במורד הזרם והן במעלה הזרם, נוכל לחשב את הפרש הזמן, ולאחר מכן את מהירות הזרימה (Vf) באמצעות הנוסחה הבאה.
שיטת V
שיטת W
שיטת Z
עקרון הפעולה של דופלר
הDF6100מד זרימה סדרתי פועל על ידי שידור צליל קולי מהמתמר המשדר שלו, הצליל יוחזר על ידי מחזירי קול שימושיים התלויים בתוך הנוזל ויוקלטו על ידי המתמר הקולט. אם מחזירי הקול נעים בתוך נתיב שידור הקול, גלי קול יוחזרו בתדר המוסט (תדר דופלר) מהתדר המשודר. השינוי בתדר יהיה קשור ישירות למהירות החלקיק או הבועה הנעים. שינוי תדר זה מתפרש על ידי המכשיר ומומר ליחידות מדידה שונות המוגדרות על ידי המשתמש.
חייבים להיות חלקיקים גדולים מספיק כדי לגרום להשתקפות אורכית - חלקיקים גדולים מ-100 מיקרון.
בעת התקנת המתמרים, מיקום ההתקנה חייב להיות בעל אורך צינור ישר מספיק במעלה ובמורד הזרם. בדרך כלל, במעלה הזרם נדרש אורך צינור ישר של 10D ובמורד הזרם נדרש אורך צינור ישר של 5D, כאשר D הוא קוטר הצינור.
עקרון הפעולה של מהירות השטח
DOF6000מד זרימה סדרתי בעל ערוץ פתוח משתמש בדופלר במצב רציף כדי לזהות את מהירות המים, אות קולי משודר לזרימת המים והדים (השתקפויות) המוחזרים מחלקיקים התלויים בזרימת המים נקלטים ומנותחים כדי לחלץ את הסטת הדופלר (מהירות). השידור הוא רציף ובו זמנית עם קליטת האות המוחזר.
במהלך מחזור מדידה, ה-Ultraflow QSD 6537 פולט אות רציף ומודד אותות החוזרים ממפזרים בכל מקום לאורך הקרן. אלה מפוזרים למהירות ממוצעת שניתן לקשר אותה למהירות זרימה בערוץ באתרים מתאימים.
המקלט במכשיר מזהה אותות מוחזרים ואותות אלה מנותחים באמצעות טכניקות עיבוד אותות דיגיטליות.
מדידת עומק מים - אולטרסאונד
למדידת עומק, ה-Ultraflow QSD 6537 משתמש בטווח זמן טיסה (ToF). זה כרוך בשידור פרץ של אות אולטרסאונד כלפי מעלה אל פני המים ומדידת הזמן שלוקח להד מפני השטח להיקלט על ידי המכשיר. המרחק (עומק המים) הוא פרופורציונלי לזמן המעבר ולמהירות הקול במים (מתוקן לטמפרטורה וצפיפות).
מדידת העומק האולטרסאונד המקסימלית מוגבלת ל-5 מטר.
מדידת עומק מים - לחץ
אתרים שבהם המים מכילים כמויות גדולות של פסולת או בועות אוויר עשויים לא להיות מתאימים למדידת עומק באולטרסאונד. אתרים אלה מתאימים יותר לשימוש בלחץ כדי לקבוע את עומק המים.
מדידת עומק מבוססת לחץ עשויה להיות ישימה גם באתרים שבהם לא ניתן למקם את המכשיר על קרקעית תעלת הזרימה או שלא ניתן להתקין אותו אופקית.
ה-Ultraflow QSD 6537 מצויד בחיישן לחץ מוחלט של 2 בר. החיישן ממוקם בתחתית המכשיר ומשתמש ברכיב חישת לחץ דיגיטלית עם פיצוי טמפרטורה.
כאשר משתמשים בחיישני לחץ עומק, שינוי הלחץ האטמוספרי יגרום לשגיאות בעומק המצוין. תיקון זה מתוקן על ידי חיסור הלחץ האטמוספרי מלחץ העומק הנמדד. נדרש חיישן לחץ ברומטרי לשם כך. מודול פיצוי לחץ מובנה במחשבון DOF6000 אשר יפצה אוטומטית את שינויי הלחץ האטמוספרי ויבטיח שתושג מדידת עומק מדויקת. זה מאפשר ל-Ultraflow QSD 6537 לדווח על עומק מים (לחץ) בפועל במקום לחץ ברומטרי בתוספת ראש מים.
טֶמפֶּרָטוּרָה
חיישן טמפרטורה במצב מוצק משמש למדידת טמפרטורת המים. מהירות הקול במים ומוליכותם מושפעות מהטמפרטורה. המכשיר משתמש בטמפרטורה הנמדדת כדי לפצות אוטומטית על שינוי זה.
מוליכות חשמלית (EC)
ה-Ultraflow QSD 6537 מצויד ביכולת למדוד את מוליכות המים. לביצוע המדידה נעשה שימוש בתצורה לינארית של ארבע אלקטרודות. זרם קטן מועבר דרך המים והמתח הנוצר על ידי זרם זה נמדד. המכשיר משתמש בערכים אלה כדי לחשב את המוליכות הגולמית הלא מתוקנת.