Embed Size (px)
Citation preview
14 AUTOMA 7/2013
měř
ení a
reg
ulac
e p
růto
kutéma
Rozdělení ultrazvukových průtokoměrů
Podle vyhodnocení ultrazvukového signá-lu se ultrazvukové průtokoměry rozdělují nej-častěji do dvou hlavních skupin:– průtokoměry s vyhodnocováním doby prů-
chodu signálu (transit-time),– průtokoměry využívající Dopplerův jev.
U každé z těchto skupin lze nalézt dal-ší podrobnější způsoby členění. Z hlediska montáže průtokoměru do potrubního systé-mu jsou rozeznávána:– provedení se smáčenými (zásuvnými) sní-
mači (in-line), které jsou pevnou součástí měřicí trubice,
– provedení s příložnými snímači (clamp-on), kdy snímače jsou přikládány na stěnu potrubí; v tomto případě jde o bezdotyko-vé měření.
Průtokoměry s vyhodnocením doby průchodu signálu
Základem průtokoměru je vysílač a přijí-mač ultrazvukového vlnění. Nejčastěji se po-užívají piezoelektrické měniče, které mohou pracovat jak ve funkci vysílače (generátoru), tak ve funkci přijímače ultrazvukového sig-nálu. Frekvence vlnění závisí na rezonanční frekvenci piezoelektrického měniče a obvyk-le je 0,5 až 1 MHz.
Ultrazvukový průtokoměr je tvořen měři-cí trubicí, ve které je zabudován jeden nebo více párů vysílače a přijímače ultrazvuko-vého signálu. Průtokoměry jsou velmi často konstruovány v diferenčním zapojení, kdy je ultrazvukový signál vysílán jednak ve smě-ru a jednak proti směru proudění. Principiál-ní schéma takového průtokoměru se dvěma
Ultrazvukové průtokoměry – princip, vlastnosti a použití
páry vysílače a přijímače ultrazvukových im-pulzů je znázorněno na obr. 1.
Vysílač V1 vysílá impulzy ve směru, vy-sílač V2 proti směru proudění. Ultrazvukový impulz vyslaný vysílačem V1 se šíří rychlostí c + v cos a, kde c je rychlost šíření ultrazvu-ku v daném prostředí a v je střední rychlost proudícího média; pro rychlost šíření impul-zu od vysílače V2 platí: c – v cos a.
Poznámka: K elektronické verzi časopisu je připojen videozáznam, který názorně de-monstruje princip funkce ultrazvukového prů-tokoměru (nebo také http://cz.krohne.com/cz/dlc/videa/).
Doby mezi vysláním a přijmutím impul-zu pro jednotlivé dvojice vysílače a přijíma-če jsou t1 a t2 ***rovnice 1***
cos1 vcLt
cos2 vcLt
***rovnice 2***
22212 cos
cos2vcvLttt
***rovnice 3***
tLcv
cos2
2
***rovnice 4***
21
2ttLc
***rovnice 5***
cos2
221
Ltttv
***rovnice 6***
221
2
cos2 tttLDQv
***rovnice 7***
fcvcf cos
1
***rovnice 8***
12 cosf
vccf
***rovnice 9***
cvffff cos2
2
***rovnice 1***
cos1 vcLt
cos2 vcLt
***rovnice 2***
22212 cos
cos2vcvLttt
***rovnice 3***
tLcv
cos2
2
***rovnice 4***
21
2ttLc
***rovnice 5***
cos2
221
Ltttv
***rovnice 6***
221
2
cos2 tttLDQv
***rovnice 7***
fcvcf cos
1
***rovnice 8***
12 cosf
vccf
***rovnice 9***
cvffff cos2
2
(1)
a jejich rozdíl
(2)
***rovnice 1***
αcos1 vcLt
+=
αcos2 vcLt
−=
***rovnice 2***
αα22212 cos
cos2vcvLtttΔ
+=−=
***rovnice 3***
tΔLcv
αcos2
2
=
***rovnice 4***
21
2ttLc+
=
***rovnice 5***
( ) αcos2
221
LtttΔv
+=
***rovnice 6***
( )221
2
cos2 tttΔLDQv +
=α
π
***rovnice 7***
fcvcf αcos
1+
=
***rovnice 8***
12 cosf
vccf
α−=
***rovnice 9***
cvffffΔ αcos2
2 =−=
Za předpokladu, že v2 << c2, je možné vztah zjednodušit a upravit
(3)
***rovnice 1***
αcos1 vcLt
+=
αcos2 vcLt
−=
***rovnice 2***
αα22212 cos
cos2vcvLtttΔ
+=−=
***rovnice 3***
tΔLcv
αcos2
2
=
***rovnice 4***
21
2ttLc+
=
***rovnice 5***
( ) αcos2
221
LtttΔv
+=
***rovnice 6***
( )221
2
cos2 tttΔLDQv +
=α
π
***rovnice 7***
fcvcf αcos
1+
=
***rovnice 8***
12 cosf
vccf
α−=
***rovnice 9***
cvffffΔ αcos2
2 =−=
Pro rychlost šíření ultrazvuku lze psát
(4)
***rovnice 1***
cos1 vcLt
cos2 vcLt
***rovnice 2***
22212 cos
cos2vcvLttt
***rovnice 3***
tLcv
cos2
2
***rovnice 4***
21
2ttLc
***rovnice 5***
cos2
221
Ltttv
***rovnice 6***
221
2
cos2 tttLDQv
***rovnice 7***
fcvcf cos
1
***rovnice 8***
12 cosf
vccf
***rovnice 9***
cvffff cos2
2
a po dosazení do vztahu (3) pro rychlost se dostanou výsledné vztahy pro střední rychlost
(5)
***rovnice 1***
αcos1 vcLt
+=
αcos2 vcLt
−=
***rovnice 2***
αα22212 cos
cos2vcvLtttΔ
+=−=
***rovnice 3***
tΔLcv
αcos2
2
=
***rovnice 4***
21
2ttLc+
=
***rovnice 5***
( ) αcos2
221
LtttΔv
+=
***rovnice 6***
( )221
2
cos2 tttΔLDQv +
=α
π
***rovnice 7***
fcvcf αcos
1+
=
***rovnice 8***
12 cosf
vccf
α−=
***rovnice 9***
cvffffΔ αcos2
2 =−=
a objemový průtok
(6)
***rovnice 1***
αcos1 vcLt
+=
αcos2 vcLt
−=
***rovnice 2***
αα22212 cos
cos2vcvLtttΔ
+=−=
***rovnice 3***
tΔLcv
αcos2
2
=
***rovnice 4***
21
2ttLc+
=
***rovnice 5***
( ) αcos2
221
LtttΔv
+=
***rovnice 6***
( )221
2
cos2 tttΔLDQv +
=α
π
***rovnice 7***
fcvcf αcos
1+
=
***rovnice 8***
12 cosf
vccf
α−=
***rovnice 9***
cvffffΔ αcos2
2 =−=
Vzhledem k tomu, že ve výsledném vzta-hu se nevyskytuje rychlost šíření ultrazvuku v médiu c, není ani údaj průtokoměru závislý na složení média, jeho teplotě a tlaku.
Požadavky na přesnost měření času lze ilustrovat na tomto příkladu:Příklad: Uvažujme potrubí o průměru D = 0,1 m, rychlost proudící vody v = 1 m/s, úhel a = 45° a rychlost zvuku ve vodě c = 1 500 m/s (tab. 1). Podle vztahu (2) se vypočte časový interval Dt = 89 ns. Při poža-davku na přesnost měření 1 % je třeba měřit čas s nejistotou 0,9 ns.
Některé způsoby uspořádání vysílačů a přijímačů v měřicí trubici průtokoměru jsou znázorněny na obr. 2. Nejjednoduš-ší uspořádání používá jednu dvojici vysí-lače a přijímače (obr. 2a), při diferenčním uspořádání jsou použity dva páry měničů (obr. 2b, c). Větší citlivost měření se získá prodloužením dráhy mezi vysílačem a při-jímačem ultrazvuku. Využívá se odraz od protější stěny potrubí, popř. od zabudované odrazové plochy, tzv. reflektoru (obr. 2d), nebo opakovaný odraz od několika reflek-torů umístěných v měřicí trubici (obr. 2e). Pro potrubí s malými světlostmi je vhodné axiální uspořádání (obr. 2f).
Starší typy ultrazvukových průtokoměrů založené na vyhodnocování doby průcho-du ultrazvukového signálu byly použitelné jen pro velmi homogenní kapaliny. Přítom-nost bublin plynu a pevných částic v médiu působí zeslabení ultrazvukového signálu a vznik chyb při měření. Současné přístro-je využívají prodloužení dráhy při vícená-sobných odrazech, větší počet měřicích ka-nálů a přesnější metody mikroprocesorové-ho zpracování signálu. Číslicové zpracování signálu s využitím algoritmů filtrace a veri-fikace správnosti signálu umožnilo výrazně zlepšit přesnost, opakovatelnost a stabilitu měření průtoku.
Karel Kadlec
Ultrazvukové průtokoměry patří do skupiny rychlostních průtokoměrů, které vyhodno-cují objemový průtok na základě měření rychlosti proudícího média a znalosti průtoč-ného průřezu. K měření rychlosti se využívá ultrazvukový signál šířící se v proudícím médiu. Pojednání o těchto průtokoměrech je možné najít v mnoha odborných knihách i článcích věnovaných snímačům průtoku [1] až [6]. Tento článek, který doprovází prů-zkum trhu ultrazvukových průtokoměrů otištěný na str. 18 a 19, stručně popisuje prin-cip, vlastnosti a použití těchto měřidel.
Obr. 1. Ultrazvukový průtokoměr s vyhodno-cením doby průchodu signálu (transit-time)
Tab. 1 Rychlost zvuku při 20 °C [7]
Materiál Rychlost zvuku (m/s)
ocel 6 000železo 5 900mosaz 3 500hliník 6 400sklo 5 500polystyren 2 350kost »5 300biologická tkáň »1 500olej 1 400voda 1 500vzduch 340
15AUTOMA 7/2013
téma
Průtokoměry využívající Dopplerův jev
Průtokoměr založený na Dopplerově jevu (viz vložený rámeček) lze použít v případě, že proudící médium obsahuje částice odrá-žející zvuk, tj. např. pevné částice či bubliny plynu v kapalině. Bez přítomnosti těchto čás-tic nemůže průtokoměr tohoto typu pracovat. Průtokoměr se skládá z vysílače a přijímače ultrazvuku, které mohou být připevněny na jedné nebo obou stranách potrubí.
Ultrazvukový signál o známé frekvenci přibližně 1,2 MHz je vysílačem vysílán do proudící kapaliny (obr. 3). Vysílaný signál se odráží od pohybující se částice či bubli-ny a při zachycení odraženého signálu při-jímačem je vyhodnocována změna frekven-ce přijatého signálu. Rozdíl mezi oběma frekvencemi je úměrný rychlosti proudí-cího média.
Uvažujme, že vysílač vysílá ultrazvuk o frekvenci f, rychlost ultrazvuku je c, rych-lost částice v. Pak frekvence přijatá částicí je
(7)
***rovnice 1***
cos1 vcLt
cos2 vcLt
***rovnice 2***
22212 cos
cos2vcvLttt
***rovnice 3***
tLcv
cos2
2
***rovnice 4***
21
2ttLc
***rovnice 5***
cos2
221
Ltttv
***rovnice 6***
221
2
cos2 tttLDQv
***rovnice 7***
fcvcf cos
1
***rovnice 8***
12 cosf
vccf
***rovnice 9***
cvffff cos2
2
a frekvence přijatá přijímačem
(8)
***rovnice 1***
cos1 vcLt
cos2 vcLt
***rovnice 2***
22212 cos
cos2vcvLttt
***rovnice 3***
tLcv
cos2
2
***rovnice 4***
21
2ttLc
***rovnice 5***
cos2
221
Ltttv
***rovnice 6***
221
2
cos2 tttLDQv
***rovnice 7***
fcvcf cos
1
***rovnice 8***
12 cosf
vccf
***rovnice 9***
cvffff cos2
2
Po vyloučení f1 a za předpokladu, že c je podstatně větší než v, se získá rovnice
(9)
***rovnice 1***
αcos1 vcLt
+=
αcos2 vcLt
−=
***rovnice 2***
αα22212 cos
cos2vcvLtttΔ
+=−=
***rovnice 3***
tΔLcv
αcos2
2
=
***rovnice 4***
21
2ttLc+
=
***rovnice 5***
( ) αcos2
221
LtttΔv
+=
***rovnice 6***
( )221
2
cos2 tttΔLDQv +
=α
π
***rovnice 7***
fcvcf αcos
1+
=
***rovnice 8***
12 cosf
vccf
α−=
***rovnice 9***
cvffffΔ αcos2
2 =−=
Vhodným zpracováním signálu lze zjistit střední rychlost průtoku.
Průtokoměry tohoto typu vyžadují koncen-traci suspendovaných částic či bublin o veli-kosti 30 µm nebo větších nejméně 25 ppm. Nejistota měření záleží na rychlostním pro-filu proudícího média, na obsahu a velikos-ti částic i na velikosti potrubí. Kalibrací lze dosáhnout nejistoty ±1 %.
Průtokoměry se zásuvnými a příložnými snímači
Elektroakustické měni-če ultrazvukového průto-koměru mohou být v bez-prostředním styku s měře-nou kapalinou – tak tomu je u průtokoměrů se zásuv-nými (smáčenými) sníma-či (obr. 4a). Mohou však být instalovány na potrubí z vnějšku – u průtokomě-rů s příložnými snímači (clamp-on; obr. 4b). Ultra zvukový signál mění rychlost a směr ší-ření i při průchodu stěnou potrubí, jak je vy-značeno na obrázku. V tab. 1 jsou uvedeny rychlosti zvuku v různých materiálech.
Příložné průtokoměry měří bezdotykově a neovlivňují měřený průtok, protože neza-
sahují do proudícího média. Mohou být na potrubí instalovány, aniž by bylo nutné pře-rušit provoz. S výhodou je lze využít k mě-ření průtoku kalů a znečištěných tekutin, kte-ré běžným průtokoměrům způsobují těžkosti.
Několikanálové ultrazvukové průtokoměry
Pro zmenšení nejistoty měření se používá několikakanálové provedení průtokoměru. Pro potlačení vlivu rychlostního profilu v potru-bích větších průměrů jsou sondy umístěny do několika rovnoběžných axiálních rovin. Ukáz-ky několikanálového provedení jsou na obr. 5. Měřicí dráhy jednotlivých snímačů několikrát protínají rychlostní profil. Při použití většího počtu měřicích kanálů je možné lépe podchytit charakter proudění. Se zvětšujícím se počtem snímačů roste však i cena průtokoměru, a tak tříkanálové provedení bývá rozumným kom-promisem. Několikanálové provedení snímače ve spojení s vyhodnocovací jednotkou řízenou mikroprocesorem umožňuje zmenšit nejistotu měření až k hranici 0,1 %. Kromě paralelního
uspořádání snímačů je využíváno i uspořádá-ní křížové, popř. s odrazy [8].
Několikanálové průtokoměry se použí-vají při měření v potrubí o velkém průmě-ru, jako jsou např. komíny, a také tam, kde se vyskytují nerovnoměrné profily rychlos-ti proudění.
Obr. 2. Umístění ultrazvukových měničů v měřicí trubici: a) měření v jedné dráze, b) diferenční, c) diferenční křížové, d) diferenční s odrazem, e) s vícenásobným odrazem, f) v axiál ním uspořádání
V1 V1 P2 V1 P2 V1 P2 P1 V2
reflektora) b) c) d)
e)reflektor f)
P1 P1 V2
V1 P2 P1 V2reflektor
v–
v–
v–
v–
V1P2
P1V2
Obr. 3. Princip Dopplerova průtokoměru
P V
vysílač a přijímač ultrazvuku
médium s částicemi nebo bublinami
ff2av–
Obr. 4. Zásuvný a příložný snímač ultrazvukového průtokoměru
zásuvný snímač příložný snímač(clamp-on)
držák snímačeγ
aβ
Tab. 2 Porovnání vlastností ultrazvukových průtokoměrů [upraveno podle 3]
Parametr Typ průtokoměruměření času průchodu (transit-time) Dopplerův jev
Měřené médium plyny nebo čisté kapaliny(s max. objemovou koncentrací pevných částic 5 % a plynu 2 %)
kaly (0,2 až 60 % pevných částic),kapaliny s obsahem bublin, plyny s částicemi odrážejícími ultrazvuk, jednofázové turbulentní kapaliny
Rychlost média běžně 0,3 až 15 m/smax. rozmezí 0,1 až 30 m/s
minimální rychlost:pevné částice v suspenzi 0,75 m/s
bubliny v kapalině 1,8 m/sProvozní teplota –40 až 200 °C, speciální provedení pro vyšší (500 °C)
a nižší (–170 °C) teplotyProvozní tlak až do 20 MPa pro smáčené snímače, bez omezení pro příložné
Průměr potrubí od 3 mm do 3 m od 15 mm až do 4 m
Rovný úsek potrubí 10 až 20násobek průměru před, pětinásobek za měřidlem
Nejistota od 1 % z údaje do 2 % z rozsahu,vícekanálové: přesnost 0,5 % i lepší
2 až 5 % z rozsahu
16 AUTOMA 7/2013
měř
ení a
reg
ulac
e p
růto
kutéma
Poznámka: K elektronické verzi časopi-su je připojen videozáznam, který ukazuje principy různých provedení ultrazvukového průtokoměru (viz také www.youtube.com/watch?v=Bx2RnrfLkQg).
Vlastnosti ultrazvukových průtokoměrů
Ultrazvukové průtokoměry patří do sku-piny moderních průtokoměrů, spolu s prů-tokoměry Coriolosovými, indukčními a ví-rovými; vykazují však některé významné přednosti. Oproti Coriolisovým průtoko-měrům je lze využívat i u potrubí s velkým průměrem. Ve srovnání s indukčními prů-tokoměry mají tu výhodu, že jimi lze mě-řit nevodivé kapaliny, plyny a páry. Ultra-zvukové průtokoměry jsou schopny měřit i malé průtoky, kde již není vhodné použít vírový průtokoměr.
Oproti ostatním typům průtokoměrů, jako jsou např. průřezová měřidla a turbínové prů-tokoměry, mají ultrazvukové průtokoměry přesvědčivé výhody v tom, že neobsahují po-hyblivé součásti, tlaková ztráta je téměř nulo-vá a vyžadují jen minimální údržbu. Vykazují velké měřicí rozpětí (přestavitelnost; poměr maximální a minimální měřitelné hodnoty průtoku). Pro zvýšení přesnosti je vhodné, aby u přístroje byla zabezpečena korekce na tvar rychlostního profilu.
Ultrazvukové průtokoměry jsou vhodné pro měření:– elektricky vodivých i nevodivých kapalin,– agresivních médií,– výbušných plynů,– za přísných hygienických podmínek.
Přednosti ultrazvukových průtokoměrů lze shrnout do těchto bodů:– linearita,– široké rozmezí měřicích rozsahů,– součásti nezasahují do průtočného průře-
zu a nezpůsobují tlakovou ztrátu,– nemají pohyblivé součásti podléhající opo-
třebení,– naměřené hodnoty nezávisejí na vlastnos-
tech měřené tekutiny,– umožňují měření v obou směrech proudění,– vykazují velmi dobrou přesnost v širokém
rozsahu průtoků,– velmi příznivé dynamické vlastnosti (rych-
lá odezva),– použitelné na potrubích o velkém prů-
měru,– příložné snímače lze instalovat vně potru-
bí a vyměňovat za provozu,– dlouhá životnost.
Mezi omezení a nevýhody ultrazvukových snímačů patří:– při použití průtokoměrů typu transit-time
by v měřeném médiu neměly být pevné částice a bubliny,
Obr. 5. Několikanálové provedení ultrazvukového průtokoměru: a) dvoukanálový průtokoměr, b) tříkanálový průtokoměr, c) pětikanálový průtokoměr
– Dopplerovy průtokoměry mohou být pou-žity jen v některých úlohách,
– měření je významně ovlivněno změnou tvaru rychlostního profilu (přesnost závisí na průtočném profilu),
– médium musí být akusticky propustné,– usazeniny na snímači a na potrubí působí
chyby, popř. selhání,– překážky v potrubí před měřidlem mají vliv
na naměřenou hodnotu,– požadováno je rovné potrubí v délce dese-
ti- až dvacetinásobků průměru před měři-dlem a pětinásobků za měřidlem (obr. 6a),
– potrubí musí být zaplněno médiem v ce-lém průřezu,
– turbulence a víření v měřeném médiu mo-hou ovlivňovat signál.Hlavní zásady správného umístění ultra-
zvukového průtokoměru ilustruje obr. 6. Ve vodorovném potrubí se doporučuje umístit průtokoměr ve stoupajícím úseku (obr. 6b) nebo do „sifonu“ (obr. 6c), aby potrubí bylo zcela vyplněno měřenou kapalinou a aby se v horní části potrubí neshromažďovaly bub-liny plynu. Průtokoměr by neměl být insta-lován do sání čerpadla, kde se může vyskyto-vat podtlak s případným uvolňováním plynu z kapaliny (obr. 6d). Regulační a uzavírací ar-matury by měly být zařazeny vždy až za prů-tokoměrem (obr. 6e). V tab. 2 jsou porovná-ny vlastnosti obou hlavních typů ultrazvuko-vých průtokoměrů.
lamilární
turbulentní
S12
S22
S32
S11
S21
S31
S12S11
S31
Obr. 6. Zásady pro montáž ultrazvukového průtokoměru
a)≥ 5 DN≥ 10 DN≥ 10 DN
b)
c)
d)
e)
b)
lamilární
turbulentní
S12S11
S21 S22
a)
lamilární
turbulentní
S12
S22
S32
S42
S52
S11
S21
S31
S41
S51
c)
17AUTOMA 7/2013
téma
Dopplerův jevChristian Doppler (1803–1853) byl rakouský matematik, fyzik a astro-
nom, který působil v letech 1835 až 1947 v Praze, od roku 1841 jako pro-fesor matematiky a geometrie na Polytechnickém institutu (dnešní ČVUT). Nejznámější Dopplerův objev pochází z roku 1842, kdy publikoval článek O barevném světle dvojhvězd a určitých jiných hvězdách na nebesích, ve kterém formuloval zákon popisující změnu vlnové délky vlně ní při pohy-bu zdroje nebo pozorovatele. Dopplerův jev našel velmi široké uplatnění
v mnoha vědeckých a technic-kých oborech.
S Dopplerovým jevem se lze běžně setkat u zvukového vlnění. Například zvuk siré-ny pohybující se sanitky vní-má pozorovatel odlišně při přibližování nebo při vzda-lování zdroje zvuku. Pohybu-
je-li se zdroj zvuku směrem k pozorovateli, zaregistruje pozorovatel zvýšení frekvence; jestliže se zdroj od pozorovatele vzdaluje, je vnímaná frekvence nižší.
Použití ultrazvukových průtokoměrů
Ultrazvukové průtokoměry jsou sice ná-ročné na technické provedení, mají však mno-ho předností. Výhodou je skutečnost, že ne-zasahují do proudícího média, nevykazují přídavnou tlakovou ztrátu, nemají žádné po-hyblivé součásti a příložné snímače lze doda-tečně instalovat na povrch potrubí. Je možné je použít k měření kapalin, plynů i nasyce-né páry, mohou pracovat v libovolné poloze a měřit proudění v obou směrech. Ultrazvu-kové metody lze využít při měření malých i velkých průtoků jak čistých, tak znečiště-ných a agresivních kapalin, k měření pulzu-jících průtoků a k měření kalů a tavenin za vysokých teplot. Potrubí může mít průměr od několika milimetrů až do několika metrů. Je to jedna z mála metod (vedle indukčních průtokoměrů) pro měření průtoku tekutých kovů, používaných k přenosu tepla v jader-né energetice.
Jsou vhodné i k měření viskózních kapa-lin – za předpokladu, že Reynoldsovo číslo při minimálním průtoku je menší než 4 000 (laminární proudění) nebo větší než 10 000 (oblast vyšší turbulence). Významné odchyl-
ky v přesnosti měření vznikají v přechodové oblasti proudění [9].
Ultrazvukové průtokoměry jsou velmi uni-verzální; měřeným médiem mohou být plyny, vodní pára, kapaliny čisté i znečištěné. Pou-ze velmi málo tekutin vede zvuk tak špatně, že průtokoměr nelze použít. Nepříznivý vliv může mít velký obsah bublin nebo suspendo-vaných částic, které způsobují útlum ultrazvu-kových vln. Obtíže vznikají např. při měření suspenzí obsahujících vápno či kaolin. Bubli-ny v proudícím médiu obecně způsobují větší útlum akustického signálu než pevné částice, proto je lze méně tolerovat.
Ultrazvukové průtokoměry nacházejí ši-roké uplatnění v různých odvětvích průmys-lu, např. ve:– vodárenském (filtrovaná, pitná i užitková
voda, odpadní a znečištěné vody a kaly),– chemickém (měření kryogenních kapalin,
zkapalněných plynů, kapalné síry, kapal-ného chloru a dalších provozních kapalin, různých roztoků i suspenzí),
– petrochemickém (ropa, kapalné i plynné ropné produkty, surové i rafinované ole-je; měření v prostředí s nebezpečím vý-buchu),
– potravinářském a farmaceutickém (měře-ní za přísných hygienických podmínek),
– energetickém (průtok teplonosných a chla-dicích médií, systémy pro měření předané-ho tepla).Dopplerovy průtokoměry nevykazují vy-
sokou přesnost, jsou to však nenákladné přístroje pro monitorování průtoku. Jsou vhodné pro znečištěné tekutiny a nacháze-jí využití při měření kalů, odpadních teku-tin, v kanalizaci a v provozech odpadních vod. Průtokoměry tohoto typu většinou ne-jsou vhodné k měření čistých kapalin, exis-tují však i typy, které využívají odraz ultra-zvuku od vírů, které se vytvářejí v turbu-lentní kapalině.
Příložné snímače pracují nezávisle na ma-teriálu potrubí, je-li materiál potrubí dobře zvukově vodivý. Potrubí z betonu, kerami-ky a velmi porézní litiny absorbují ultrazvu-kovou energii a nejsou pro příložné sníma-če vhodné.
Literatura:[1] ĎAĎO, S. – BEJČEK, L. – PLATIL, A.: Měření
průtoku a výšky hladiny. BEN, Praha, 2005.[2] STAUSS, T. a spol.: Flow Handbook .
Endress+Hauser Flowtec AG, Rainach, 2004.[3] LIPTÁK, B. G.: Process Measurement and
Analysis. CRC Press, 2003.[4] McMILLAN, G. K. – CONSIDINE, D. M.:
Process/Industrial Instruments and Controls Handbook. McGraw/Hill, New York, 1999.
[5] SMITH, C. J.: Basic Process Measurement. Wiley, 2009.
[6] STRNAD, R.: Trendy měření průtoku. GAS s. r. o., Říčany u Prahy, 2004.
[7] BENTLEY, J. P.: Principles of Measurement Systems. Pearson, Prentice Hall, 2005.
[8] KOMP, P.: Měření průtoku zemního plynu průtokoměrem Altosonic V12. Automa, 2009, roč. 11, č. 10.
[9] Měření průtoku a měření výšky hladiny. Zpra-vodaj firmy OMEGA č. 4. Dostupné z www.omegaeng.cz/literature/PDF/techinfo_4.pdf (duben 2013).
doc. Ing. Karel Kadlec, CSc.,ústav fyziky a měřicí techniky VŠCHT Praha
f1 < f0 f2 > f0
f0f0f0
v
www.automa.cz
