¿Cuáles son las diferencias en la estructura y la precisión de la medición entre los medidores de agua ultrasónicos de ruta única y de ruta múltiple?

En la moderna gestión inteligente del agua y en la medición y control del flujo industrial, los medidores de agua ultrasónicos se han convertido en una herramienta de medición convencional debido a su falta de piezas mecánicamente móviles, su baja caída de presión y su alta precisión. Contadores de agua ultrasónicos Se clasifican principalmente en diseños de ruta única y de ruta múltiple, dependiendo del número de rutas de ondas acústicas. Comprender las diferencias fundamentales entre estas dos estructuras en términos de principio, composición y precisión de la medición es crucial para seleccionar el medidor de flujo que mejor se adapte a su aplicación.

Diseño estructural y trazado de la trayectoria de las ondas acústicas

1. Medidor de agua ultrasónico de vía única

Como sugiere el nombre, un medidor de agua ultrasónico de trayectoria única utiliza solo un par de transductores (es decir, una trayectoria de medición de ondas acústicas) a lo largo de la sección transversal del flujo.

Características estructurales: Este diseño es el más simple y de costo relativamente bajo. Por lo general, se colocan dos transductores de forma oblicua a lo largo del diámetro de la tubería o a lo largo de una longitud de cuerda específica, formando un único haz acústico. Las ondas acústicas se propagan a lo largo de este camino fijo, tanto aguas arriba como aguas abajo, y la velocidad del flujo a lo largo de este camino se calcula utilizando el método del tiempo de tránsito.

Escenarios aplicables: normalmente se utiliza en tuberías de pequeño diámetro o para aplicaciones de lectura de medidores residenciales con requisitos moderados de precisión de medición. Debido a que la trayectoria de la onda acústica es única, se puede hacer más compacto y ofrece una mayor flexibilidad de instalación.

2. Medidor de agua ultrasónico de múltiples vías

Los medidores de agua ultrasónicos de trayectoria múltiple utilizan dos o más pares de transductores (por ejemplo, de dos, tres o cuatro canales) instalados a lo largo de la sección transversal de la tubería, creando múltiples trayectorias de ondas acústicas.

Características estructurales: La estructura es relativamente compleja y requiere más transductores y circuitos de procesamiento de señales más sofisticados. Estas trayectorias de ondas acústicas generalmente se distribuyen a lo largo de diferentes direcciones de cuerdas para maximizar la cobertura o simular la distribución de velocidades a lo largo de la sección transversal del flujo.

Tecnología central: los medidores de agua de múltiples rutas utilizan integración numérica o algoritmos de promedio ponderado para calcular de manera integral las velocidades del flujo a lo largo de múltiples rutas y determinar la velocidad promedio en toda la sección transversal, logrando así una medición de flujo de mayor precisión.

Escenarios aplicables: Se utiliza principalmente en redes de suministro de agua de gran diámetro, transferencia comercial, medición industrial de alta precisión y aplicaciones que requieren índices de reducción extremadamente altos.

Precisión de medición y adaptabilidad del régimen de flujo

Las diferencias estructurales determinan directamente la brecha significativa en la precisión de la medición y la adaptabilidad del régimen de flujo entre los dos medidores de agua.

1. Dependencia de la distribución de velocidades

El agua en una tubería no fluye uniformemente; en cambio, exhibe un perfil de velocidad, típicamente con velocidades altas en el centro y velocidades bajas cerca de la pared de la tubería. Este perfil de velocidad puede verse afectado por factores de interferencia como válvulas, codos y bombas aguas arriba, lo que da como resultado un flujo distorsionado.

Limitaciones de los medidores monocanal: los medidores monocanal solo miden la velocidad del flujo en un solo punto o a lo largo de una línea en una sección transversal. Suponen que la distribución de velocidad real es consistente con una distribución de velocidad ideal (como un flujo completamente desarrollado) y usan un factor de corrección fijo para convertir la velocidad de la trayectoria en una velocidad promedio. Una vez que se distorsiona el patrón de flujo real, el coeficiente de corrección se vuelve ineficaz, lo que provoca una fuerte caída en la precisión de la medición. Este es el mayor cuello de botella en la precisión de un sistema de un solo canal.

Ventajas de los sistemas multicanal: al recolectar múltiples muestras de velocidad del flujo en diferentes ubicaciones, los sistemas multicanal pueden capturar la forma real de la distribución de la velocidad del flujo en mayor medida. Utilizando sofisticados algoritmos de integración numérica, los sistemas multicanal pueden compensar y corregir eficazmente los flujos distorsionados, reduciendo significativamente los errores causados ​​por las perturbaciones del patrón de flujo. Por lo tanto, su precisión de medición es significativamente mayor que la de un sistema monocanal. La ventaja de estabilidad de los sistemas multicanal es particularmente pronunciada en condiciones de instalación que no son las ideales (como una longitud de tubería recta insuficiente).

2. Capacidad de medición de reducción y flujo bajo

El índice de reducción mide la capacidad de un medidor de agua ultrasónico para mantener la precisión en un amplio rango de flujo.

Debido a su capacidad para procesar señales débiles y capturar con precisión la distribución de la velocidad del flujo, los sistemas multicanal suelen tener una relación de reducción más alta. Esto significa que pueden mantener una medición estable en flujos extremadamente bajos (como en el punto de flujo Q1), lo que los hace más valiosos para el monitoreo de fugas.

Cuando el caudal es bajo, la señal de diferencia de velocidad en la trayectoria de la onda sonora es débil y la distribución de la velocidad se ve afectada más fácilmente por la temperatura, las burbujas, etc. El límite inferior de precisión de la medición es alto y la relación de rango es relativamente limitada.