अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर | Ultrasonic Flow meter in Hindi

एक अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर(Ultrasonic flow meter) को एक मीटर के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जिसका उपयोग तरल प्रवाह की मात्रा का विश्लेषण करने के लिए अल्ट्रासाउंड के साथ तरल वेग को मापने के लिए किया जाता है। यह एक बड़ा प्रवाह मीटर है जिसमें तरल प्रवाह के भीतर बुलबुले या सूक्ष्म कणों की आवश्यकता होती है। ये मीटर अपशिष्ट जल के उपयोग के लिए उपयुक्त हैं लेकिन पीने/आसवन जल के साथ काम नहीं करेंगे। तो इस प्रकार का फ्लो मीटर उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श है जहां रासायनिक संगतता, कम रखरखाव और कम दबाव ड्रॉप की आवश्यकता होती है। ये मीटर तरल के ऑडियो गुणों को प्रभावित करेंगे और Viscosity, density, temperature आदि के माध्यम से भी प्रभावित करेंगे। यांत्रिक प्रवाह मीटर की तरह, इन मीटरों में चलने वाले हिस्से शामिल नहीं होते हैं। ये मीटर कीमत में बहुत भिन्न होंगे इसलिए इनका उपयोग और रखरखाव कम लागत पर किया जा सकता है।

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अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर(Ultrasonic flow meter) कार्य सिद्धांत | Ultrasonic Flow Meter Working Principle

अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम ट्रांसड्यूसर, सेंसर पाइप और रिफ्लेक्टर का उपयोग करके एक अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर(Ultrasonic flow meter) का निर्माण किया जा सकता है। एक अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर(Ultrasonic flow meter) का कार्य सिद्धांत है, यह एक पाइप के भीतर तरल के वेग को मापने के लिए ध्वनि तरंगों का उपयोग करता है। एक पाइप में दो स्थितियां होती हैं अर्थात् कोई प्रवाह और प्रवाह नहीं। पहले मामले में, अल्ट्रासोनिक तरंगों की आवृत्तियों को एक पाइप में प्रेषित किया जाता है और द्रव से इसके संकेत समान होते हैं। दूसरे मामले में, डॉपलर प्रभाव के कारण परावर्तित तरंग की आवृत्ति भिन्न होती है। जब भी पाइप में तरल तेजी से बहता है, आवृत्ति बदलाव को रैखिक रूप से बढ़ाया जा सकता है। ट्रांसमीटर तरंग से संकेतों को संसाधित करता है और इसके प्रतिबिंब प्रवाह दर निर्धारित करते हैं। ट्रांजिट टाइम मीटर पाइप के भीतर दोनों दिशाओं में अल्ट्रासोनिक तरंगों को संचारित और प्राप्त करते हैं। नो-फ्लो के मामले में, ट्रांसड्यूसर अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम के बीच करंट प्रवाहित होने में लगने वाला समय समान होता है। इन दो बहने वाली स्थितियों के तहत, अपस्ट्रीम पर लहर डाउनस्ट्रीम की तुलना में कम गति से प्रवाहित होगी। जैसे-जैसे तरल तेजी से बहता है, ऊपर और नीचे के बीच के समय का अंतर बढ़ता जाता है। प्रवाह दर निर्धारित करने के लिए ट्रांसमीटर द्वारा संसाधित अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम का समय।

अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर प्रकार | Ultrasonic Flowmeter Type

वर्तमान में दो प्रकार के अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर(Ultrasonic flow meter) उपयोग में हैं। वे समय अंतर प्रकार और डॉपलर फ्लो मीटर।

समय का अंतर अल्ट्रासोनिक प्रकार | Time difference Ultrasonic Type

यह उपकरण एक पाइप खंड को पार करने के लिए और पाइप के भीतर तरल के प्रवाह के खिलाफ, अल्ट्रासोनिक तरंग को पार करने में लगने वाले समय को मापकर प्रवाह को मापता है। इसमें दो ट्रांसड्यूसर, ए और बी होते हैं, जो एक पाइप लाइन में डाले जाते हैं, और ट्रांसमीटर और रिसीवर दोनों के रूप में काम करते हैं। अल्ट्रासोनिक तरंगें ट्रांसड्यूसर ए और ट्रांसड्यूसर बी और इसके विपरीत से प्रेषित होती हैं। एक इलेक्ट्रॉनिक थरथरानवाला ए या बी को वैकल्पिक रूप से अल्ट्रासोनिक तरंगों की आपूर्ति करने के लिए जुड़ा हुआ है जो स्विच ओवर स्विच के माध्यम से ट्रांसमीटर के रूप में काम कर रहा है, जब डिटेक्टर बी या ए से एक साथ जुड़ा हुआ है जो रिसीवर के रूप में काम कर रहा है। डिटेक्टर अपस्ट्रीम से डाउनस्ट्रीम ट्रांसड्यूसर और इसके विपरीत ट्रांजिट समय को मापता है।

ultrasonic flowmeter

ट्रांसड्यूसर A से ट्रांसड्यूसर B तक अल्ट्रासोनिक तरंग की यात्रा के लिए समय T A B अभिव्यक्ति द्वारा दिया गया है:

TA B  = L / (C + V COS h)

And the time (T B A ) to travel from B to A is given as,

TBA  = L / (C – V COS )

Where,

L = acoustic path length between A & B             C = Velocity of sound in the fluid

h = angle of path with respect to the pipe axis            V = velocity of fluid in pipe

The time difference between T A B  and T B A  an be calculated as,

                    <    h  T = TA B  – TBA = ( 2 L V COS h ) / C

Or V  =      <   T C / ( 2 L  COS  h )

चूंकि, इस प्रकार का प्रवाहमापी पाइप के पार जाने वाले एक अल्ट्रासोनिक सिग्नल पर निर्भर करता है; तरल अपेक्षाकृत ठोस और हवा के बुलबुले से मुक्त होना चाहिए।

डॉपलर अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर | Doppler Ultrasonic Flowmeter

डॉपलर फ्लो मीटर में, एक अल्ट्रासोनिक तरंग को एक कोण पर प्रक्षेपित किया जाता है, हालांकि पाइप की दीवार पाइप के बाहर लगे ट्रांसड्यूसर में ट्रांसमिटिंग क्रिस्टल द्वारा तरल में होती है। अल्ट्रासोनिक तरंग का हिस्सा तरल में बुलबुले या कणों द्वारा परिलक्षित होता है और पाइप की दीवार के माध्यम से प्राप्त क्रिस्टल को वापस कर दिया जाता है। चूंकि परावर्तक (बुलबुले) द्रव वेग से यात्रा कर रहे हैं, इसलिए परावर्तक तरंग की आवृत्ति डॉपलर सिद्धांत के अनुसार स्थानांतरित हो जाती है। द्रव का वेग समीकरण द्वारा दिया जाता है:

V = (∆ f Ct )/ (2 fo COS 􀀘) = ∆ f k

Where

∆ f = difference between transmitted and received frequency

C t = velocity of the sound in the transducer

F o = frequency of the transmission

θ = angle of transmitter and receiver crystal with respect to the pipe axis.

K = constant

अल्ट्रासोनिक फ्लोमीटर लाभ | Ultrasonic Flowmeter Advantage

  1. खुराक प्रवाह के लिए अतिरिक्त प्रतिरोध नहीं लगाता है या प्रवाह पैटर्न को परेशान नहीं करता है क्योंकि ट्रांसड्यूसर पाइप की दीवार में डाले जाते हैं।
  2. वेग / आउटपुट संबंध रैखिक है
  3. कोई हिलता हुआ भाग नहीं
  4. पुनरावर्तनीयता 0.01% के क्रम में है

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