- अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर
- अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर का कार्य सिद्धांत
- अल्ट्रासोनिक फ्लो सेंसर का उपयोग करके फ्लो रेट की गणना करना
- अल्ट्रासोनिक मीटर के लाभ / महत्व
- नुकसान
- बाजार में शीर्ष अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर
प्रवाह दर माप में एक विशेष समय में एक बर्तन के निर्दिष्ट सतह क्षेत्र से गुजरने वाले द्रव की मात्रा का निर्धारण शामिल है। सभी प्रकार के मापों की तरह, इसमें रोज़मर्रा की ज़िंदगी के आवेदन हैं, जो पानी और गैस की निगरानी में इसके इस्तेमाल से लेकर बिल के आकलन तक अधिक महत्वपूर्ण औद्योगिक अनुप्रयोगों (जैसे बड़े पैमाने पर कई रसायनों का मिश्रण) के लिए हैं, जहाँ प्रवाह दर माप बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है प्रक्रिया / उत्पाद की गुणवत्ता।
प्रवाह दर निर्धारित करने के लिए, विशेष प्रकार के मीटरों को प्रवाह मीटर के रूप में संदर्भित किया जाता है । प्रवाह माप (रैखिक / गैर-रैखिक, द्रव्यमान / वॉल्यूमेट्रिक दर, आदि) में विविध आवश्यकताओं के कारण फ्लोमीटर के कई अलग-अलग प्रकार हैं । मीटर सहित विभिन्न कारकों के आधार पर एक दूसरे से भिन्न होते हैं; माप तकनीक वे लागू करते हैं, विशिष्ट प्रवाह मापदंडों की वे निगरानी करते हैं, द्रव की मात्रा जिसे वे ट्रैक कर सकते हैं, और कुछ का उल्लेख करने के लिए उनके भौतिक गुण। YFS201 एक लोकप्रिय जल प्रवाह संवेदक है, जिसका उपयोग हमने पहले Arduino का उपयोग करके जल प्रवाह को मापने के लिए किया है और प्रवाह की मात्रा की गणना की है और छितरी हुई है।
प्रवाह मीटर के कुछ प्रकार / श्रेणियों में शामिल हैं; टर्बाइन, भंवर, थर्मल मास, मैग्नेटिक, ओवल गियर, पैडलव्हील, कोरिओलिस, मास फ्लो, लो-फ्लो और अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर जो इस लेख का फोकस हैं। अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर एक गैर-इनवेसिव प्रदान करते हैं, एक पोत के माध्यम से बहने वाले तरल पदार्थ की मात्रा निर्धारित करने का बहुत विश्वसनीय साधन और उन्होंने तेल और गैस से लेकर उपयोगिता प्रदाताओं तक विभिन्न उद्योगों में आवेदन पाया है।
इस लेख के लिए, हम अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर के चारों ओर सब कुछ देख रहे हैं कि वे कैसे काम करते हैं, फायदे, और नुकसान।
अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर
जैसा कि नाम से पता चलता है, अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर, व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले फ्लो मीटरों में से एक, एक गैर-घुसपैठ उपकरण है जो अल्ट्रासाउंड के साथ इसके वेग को मापकर द्रव के मात्रा प्रवाह की गणना करता है । यह वस्तुतः किसी भी द्रव में द्रव प्रवाह को माप सकता है जहां ध्वनि तरंगें संचारित हो सकती हैं। इस प्रकार के प्रवाह मीटर को आमतौर पर "हाइब्रिड" माना जाता है क्योंकि यह प्रवाह को मापने के लिए डॉपलर सिद्धांत या पारगमन समय पद्धति का उपयोग कर सकता है, हम इस लेख में बाद में दोनों सिद्धांतों पर चर्चा करेंगे। ध्यान दें कि इन फ्लो मीटरों को डॉपलर फ्लो मीटर भी कहा जाता है यदि वे डॉपलर सिद्धांत का उपयोग करते हैं।
अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर पानी के अनुप्रयोगों के लिए सबसे आदर्श होते हैं जहां कम दबाव ड्रॉप, कम रखरखाव और रासायनिक संगतता की आवश्यकता होती है। वे आम तौर पर पीने या आसुत जल के साथ काम नहीं करेंगे लेकिन अपशिष्ट जल अनुप्रयोगों या प्रवाहकीय गंदे तरल पदार्थों के लिए फिट हैं। उनका उपयोग अपघर्षक और संक्षारक तरल पदार्थों के साथ किया जाता है क्योंकि वे पाइपलाइनों के माध्यम से बहने वाले तरल को बाधित नहीं करते हैं।
अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर का कार्य सिद्धांत
अल्ट्रासोनिक प्रवाह मीटर गूंज के सिद्धांतों का उपयोग करते हैं, और प्रवाह को मापने के लिए विभिन्न माध्यमों में ध्वनि की गति में भिन्नता है। मीटर में आमतौर पर दो अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर होते हैं जिनमें एक ट्रांसमीटर और दूसरा रिसीवर के रूप में काम करता है। दो ट्रांसड्यूसर या तो साइड-बाय-साइड या जहाज के विपरीत किनारों पर एक दूसरे से कोण पर लगाए जा सकते हैं। प्रेषित ट्रांसड्यूसर सेंसर की सतह से द्रव तक ध्वनि दालों का उत्सर्जन करता है और इसे रिसीवर के रूप में नामित ट्रांसड्यूसर द्वारा प्राप्त किया जाता है। ट्रांसमीटर से रिसीवर तक यात्रा करने के लिए ध्वनि पल्स के लिए समय लगता है, जिसे पारगमन समय के रूप में जाना जाता है, तब प्रवाह दर और अन्य मापदंडों का निर्धारण करने में अनुमान लगाया जाता है और इसका उपयोग किया जाता है।
दूसरे कॉन्फ़िगरेशन के लिए, ट्रांसमीटर और रिसीवर के साथ-साथ रखा गया है, ट्रांसमीटर ध्वनि पल्स का उत्सर्जन करता है जबकि रिसीवर उस समय की निगरानी करता है जब उसे ट्रांसमिशन की एक प्रतिध्वनि प्राप्त होती है।
सेंसर कॉन्फ़िगरेशन के बावजूद, पारगमन समय अंतर के साथ माप इस तथ्य पर आधारित है कि; माध्यम के प्रवाह की दिशा में फैलने वाली ध्वनि तरंगें माध्यम के प्रवाह की दिशा के खिलाफ फैलने वाली तरंगों की तुलना में अधिक तेजी से चलती हैं। इस प्रकार, पारगमन समय में अंतर सीधे माध्यम के प्रवाह वेग के लिए आनुपातिक है और इस सिद्धांत का उपयोग गैसों और तरल पदार्थों की मात्रा को सटीक रूप से मापने और घनत्व और चिपचिपाहट प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है।
जबकि उपरोक्त दो विधियां बहुत अधिक उपयोग की जाने वाली हैं, विभिन्न अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर इस के एक संशोधित संस्करण का उपयोग करते हैं, जो तरल के प्रकार और माप के आधार पर किया जाता है। नीचे अल्ट्रासोनिक पानी के मीटर की छवि यह दर्शाती है कि पानी के प्रवाह मीटर के डिजाइन के लिए कुछ परावर्तकों के साथ-साथ अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम ट्रांसड्यूसर को एक सेंसर पाइप के अंदर कैसे रखा जाता है। उसी के वास्तविक हार्डवेयर सेट-अप को चिह्नित किए गए दोनों ट्रांसड्यूसर के साथ भी दिखाया गया है।
अल्ट्रासोनिक फ्लो सेंसर का उपयोग करके फ्लो रेट की गणना करना
इसके पीछे की तकनीकी की स्पष्ट समझ प्राप्त करने के लिए, नीचे दी गई छवि पर विचार करें, जिसमें ट्रांसमीटर (TA) और रिसीवर (TB) ट्रांसड्यूसर के साथ पहला विन्यास एक दूसरे के विपरीत कोण पर स्थित है;
ट्रांसमीटर से रिसीवर तक यात्रा करने के लिए एक ध्वनिक तरंग को ग्रहण करने का समय दें, अर्थात, माध्यम की प्रवाह दिशा में T A -B हो, और इसे प्राप्त करने वाले ट्रांसड्यूसर से संचारण ट्रांसड्यूसर में जाने के लिए समय लगता है।, वह प्रवाह दिशा T B-A के विरुद्ध है ।
दो पारगमन के समय में अंतर औसत प्रवाह वेग के सीधे आनुपातिक है, माध्यम का v मीटर अर्थात;
T B –A - T A –B = v m ------------- समीकरण 1
चूंकि सिग्नल का पारगमन समय ट्रांसड्यूसर ट्रांसड्यूसर और प्राप्त ट्रांसमीटर के बीच की दूरी को वेग से विभाजित करता है, जिसे ध्वनिक सिग्नल को एक ट्रांसड्यूसर से दूसरे में हमारे पास यात्रा करने की आवश्यकता होती है
T A –B = L / (C AB + v * cosα) -------------- समीकरण 2
तथा;
T B –A = L / (C BA - v * cos α) --------------- समीकरण 3
समीकरण 2 और 3 ट्रांसड्यूसर ए अपस्ट्रीम और ट्रांसड्यूसर बी डाउनस्ट्रीम के बीच प्रवाह दर को परिभाषित करते हैं। कहाँ पे;
v = प्रवाह का वेग, एल = ध्वनिक पथ की लंबाई, मध्यम में ध्वनि का c = वेग, और अल्फा "α" पाइप का कोण है जिस पर अल्ट्रासोनिक ध्वनि ट्रांसमीटर से रिसीवर तक जाती है।
माध्यम में ध्वनि के वेग को मानते हुए स्थिर है (यानी हमारे पास तरल पदार्थ, तापमान आदि के घनत्व में कोई बदलाव नहीं है);
(L / (2 * cos)) * (T B – A - T A-B) / (T B – A x T - a)
पाइप के क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र के साथ औसत वेग को गुणा करना, हमें प्रवाह दर मिलती है, क्यू के रूप में;
Q = (= * D 3) / (4 * पाप 2α) * (T B – A - T A – B) / (T B – A x T A-B)
पाइप का क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र व्यास के साथ एक इनलाइन अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर के लिए स्थिर है।
घनत्व, तापमान, दबाव, ध्वनि की गति और अन्य मीडिया / द्रव परिभाषित विशेषताओं जैसे चर के बिना इन समीकरणों के कार्यान्वयन के कारण बताए गए हैं। अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर की बहुमुखी प्रतिभा और सटीकता के पीछे।
अल्ट्रासोनिक मीटर के लाभ / महत्व
अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर के प्रमुख लाभ उनकी गैर-आक्रामक प्रकृति और किसी भी प्रकार के तरल पदार्थ के साथ काम करने की उनकी क्षमता होना चाहिए (क्योंकि तरल पदार्थ में घनत्व और ध्वनि की गति से कोई फर्क नहीं पड़ता)। विभिन्न गुणों के साथ विविध पदार्थ (रसायन, सॉल्वैंट्स, तेल, आदि सहित) हर एक दिन पाइपिंग सिस्टम द्वारा उनके प्रवाह की निगरानी करने की आवश्यकता के साथ परिवहन और वितरित किए जाते हैं। अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर की गैर-आक्रामक प्रकृति उन्हें इस तरह की स्थितियों में गोटो मीटर बनाती है। यही कारण है कि वे विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में आवेदन करते हैं, रासायनिक-संबंधित उद्योगों से लेकर खाद्य प्रसंस्करण, जल उपचार और तेल और गैस क्षेत्र तक।
नुकसान
अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर का प्रमुख नुकसान उनकी कीमत होना है। उनके डिजाइन की जटिलता के कारण, अल्ट्रासोनिक प्रवाह मीटर आमतौर पर यांत्रिक या अन्य प्रकार के मीटर की तुलना में अधिक महंगे होते हैं, क्योंकि उन्हें अधिक प्रयासों और घटकों की आवश्यकता होती है,
असाइड्स डिजाइन जटिलता और लागत, अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटरों को अधिकांश अन्य प्रकार के मीटरों की तुलना में स्थापना / हैंडलिंग में विशेषज्ञता के स्तर की भी आवश्यकता होती है।
बाजार में शीर्ष अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर
जबकि वैश्विक अल्ट्रासोनिक प्रवाह मीटर के लिए बाजार 2024 तक $ 2 बिलियन अमरीकी डालर तक पहुंचने की उम्मीद है, बाजार में पिछले कुछ वर्षों में मजबूत वृद्धि देखी गई है, आज कई उद्योगों में इसके अनुप्रयोगों और कुछ नए उन्नत वेरिएंट की शुरूआत के कारण। कई निर्माताओं ने माप की सटीकता में सुधार के लिए उन्नत तकनीक के साथ अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर विकसित किए हैं। जैसा कि यह मीटर उद्योग-विशिष्ट समाधानों को पूरा करता है, पूर्वानुमान के दौरान नवीनतम घटनाओं से बाजार को चलाने की उम्मीद है। बाजार में शीर्ष अल्ट्रासोनिक प्रवाह मीटर में शामिल हैं:
सोनिक-व्यू अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर: सोनिक-व्यू, कम तरल प्रवाह को मापने के लिए सबसे अच्छा समाधान पारगमन-समय सिद्धांत पर संचालित होता है। ट्रांसड्यूसर माध्यम के संपर्क में नहीं हैं और उपकरणों के भीतर उपयोग किए जाने वाले चलती भागों में नहीं हैं। कम स्वामित्व लागत, रखरखाव-मुक्त संचालन के वर्षों, संरक्षित ट्रांसड्यूसर, मजबूत मीटर का एक जीवन-चक्र और दबाव की चोटियों और कणों के खिलाफ इसकी असंवेदनशील प्रकृति जैसी अपराजेय विशेषताएं, यह सब इस बात में योगदान करती है कि ध्वनि-प्रवाह अल्ट्रासोनिक प्रवाह मीटर क्यों है? मीटर बाजार में सबसे अच्छा समाधान।
Shmeters अल्ट्रासोनिक पानी के मीटर: विभिन्न पाइप प्रवाह की स्थिति के तहत, औद्योगिक और वाणिज्यिक प्रयोजनों के लिए यह अल्ट्रासोनिक जल मीटर उच्चतम संभव मापने सटीकता के साथ डिजाइन-अनुभाग माप को चिह्नित करने में सक्षम है। मीटर बैटरी चालित है और केवल एक बैटरी के साथ 10 वर्षों तक निर्बाध रूप से काम कर सकता है; इसकी बिजली की खपत 0.5mW से कम है। यह चुंबकीय हस्तक्षेप से प्रभावित हुए बिना लंबे समय तक काम कर सकता है। इस बीच, यह अत्यधिक विश्वसनीय और संवेदनशील है, 0.002m / s के रूप में कम के रूप में एक प्रवाह वेग का पता लगाया जा सकता है।
साइट्रस एफएस अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर: वे विभिन्न प्रकार की गैसों और तरल पदार्थों के लिए प्रभावशाली प्रदर्शन देते हैं क्योंकि वे तापमान, चिपचिपाहट, चालकता, दबाव, घनत्व और स्वतंत्र रूप से सबसे कठिन परिस्थितियों में स्वतंत्र रूप से काम कर सकते हैं। Sitrans FS220 स्वयं को सरलतम श्रेणी के समाधान के रूप में प्रस्तुत करता है क्योंकि इसकी संभावनाएं अनंत दिखाई देती हैं।
विशेष रूप से उपभोक्ता-ग्रेड अनुप्रयोगों में, अल्ट्रासोनिक मीटर एलओआरएए जैसी प्रौद्योगिकियों द्वारा बढ़ाया जा रहा है जो नगरपालिका और संबंधित अधिकारियों को दूर से गैस और पानी की खपत जैसी चीजों की निगरानी करने की अनुमति देता है। संचार माध्यम की कम शक्ति प्रकृति इन मीटरों को एक बैटरी चार्ज पर 5+ वर्ष तक चलने में सक्षम बनाती है, जिस तरह से यांत्रिक मीटरों से अधिक प्राप्त किया जा सकता है।