ટ્રાન્ઝિટ-ટાઇમ કાર્ય સિદ્ધાંત
માપનનો સિદ્ધાંત:
ટ્રાન્ઝિટ ટાઇમ ડિફરન્સ કોરિલેશન સિદ્ધાંત એ હકીકતનો ઉપયોગ કરે છે કે અલ્ટ્રાસોનિક સિગ્નલનો ફ્લાઇટનો સમય વાહક માધ્યમના પ્રવાહ વેગથી પ્રભાવિત થાય છે. જેમ કોઈ તરવૈયા વહેતી નદી પર પોતાનો રસ્તો પાર કરે છે, તેમ અલ્ટ્રાસોનિક સિગ્નલ ડાઉનસ્ટ્રીમ કરતાં ઉપરના પ્રવાહમાં ધીમી ગતિએ મુસાફરી કરે છે.
અમારા TF1100 અલ્ટ્રાસોનિક ફ્લો મીટર આ ટ્રાન્ઝિટ-લાઈમ સિદ્ધાંત અનુસાર કાર્ય કરે છે:
Vf = Kdt/TL
ક્યાં:
વીસીફ્લો વેગ
K: સતત
તારીખ: ફ્લાઇટના સમયમાં તફાવત
TL: એવ રેજ ટ્રાન્ઝિટ સમય
જ્યારે ફ્લો મીટર કામ કરે છે, ત્યારે બે ટ્રાન્સડ્યુસર્સ મલ્ટિ બીમ દ્વારા વિસ્તૃત અલ્ટ્રાસોનિક સિગ્નલો ટ્રાન્સમિટ કરે છે અને પ્રાપ્ત કરે છે જે પહેલા ડાઉનસ્ટ્રીમ અને પછી અપસ્ટ્રીમમાં મુસાફરી કરે છે. કારણ કે અલ્ટ્રા સાઉન્ડ અપસ્ટ્રીમ કરતાં ડાઉનસ્ટ્રીમમાં વધુ ઝડપથી મુસાફરી કરે છે, તેથી ફ્લાઇટના સમય (dt) માં તફાવત હશે. જ્યારે પ્રવાહ સ્થિર હોય છે, ત્યારે સમય તફાવત (dt) શૂન્ય હોય છે. તેથી, જ્યાં સુધી આપણે ડાઉનસ્ટ્રીમ અને અપસ્ટ્રીમ બંને ફ્લાઇટનો સમય જાણીએ છીએ, ત્યાં સુધી આપણે નીચેના સૂત્ર દ્વારા સમય તફાવત અને પછી પ્રવાહ વેગ (Vf) શોધી શકીએ છીએ.
વી પદ્ધતિ
ડબલ્યુ પદ્ધતિ
Z પદ્ધતિ
ડોપ્લરના સંચાલન સિદ્ધાંત
ફ્લોમીટર તેના ટ્રાન્સમિટિંગ ટ્રાન્સડ્યુસરમાંથી અલ્ટ્રાસોનિક ધ્વનિ ટ્રાન્સમિટ કરીને કાર્ય કરે છે, ધ્વનિ પ્રવાહીમાં સસ્પેન્ડ કરેલા ઉપયોગી સોનિક રિફ્લેક્ટર દ્વારા પ્રતિબિંબિત થશે અને પ્રાપ્ત કરનાર ટ્રાન્સડ્યુસર દ્વારા રેકોર્ડ કરવામાં આવશે. જો સોનિક રિફ્લેક્ટર ધ્વનિ ટ્રાન્સમિશન પાથમાં ગતિ કરી રહ્યા હોય, તો ધ્વનિ તરંગો ટ્રાન્સમિટેડ ફ્રીક્વન્સીથી શિફ્ટ થયેલ ફ્રીક્વન્સી (ડોપ્લર ફ્રીક્વન્સી) પર પ્રતિબિંબિત થશે. ફ્રીક્વન્સીમાં ફેરફાર સીધા ગતિશીલ કણ અથવા બબલની ગતિ સાથે સંબંધિત હશે. આવર્તનમાં ફેરફારનું સાધન દ્વારા અર્થઘટન કરવામાં આવે છે અને વિવિધ વપરાશકર્તા વ્યાખ્યાયિત માપન એકમોમાં રૂપાંતરિત થાય છે.
કેટલાક કણો એટલા મોટા હોવા જોઈએ કે તેઓ રેખાંશિક પ્રતિબિંબ પેદા કરી શકે - 100 માઇક્રોન કરતા મોટા કણો.
ટ્રાન્સડ્યુસર્સ ઇન્સ્ટોલ કરતી વખતે, ઇન્સ્ટોલેશન સ્થાન પર ઉપર અને નીચે તરફ પૂરતી સીધી પાઇપ લંબાઈ હોવી જોઈએ. સામાન્ય રીતે, ઉપર તરફ 10D અને ડાઉનસ્ટ્રીમમાં 5D સીધી પાઇપ લંબાઈની જરૂર હોય છે, જ્યાં D એ પાઇપ વ્યાસ છે.
ક્ષેત્રફળ વેગ કાર્ય સિદ્ધાંત
વેલોસિટી અલ્ટ્રાફ્લો માટે QSD 6537 કન્ટીન્યુઅસ મોડ ડોપ્લરનો ઉપયોગ કરે છે. પાણીનો વેગ શોધવા માટે, પાણીના પ્રવાહમાં અલ્ટ્રાસોનિક સિગ્નલ ટ્રાન્સમિટ કરવામાં આવે છે અને પાણીના પ્રવાહમાં સ્થગિત કણોમાંથી પાછા ફરતા પડઘા (પ્રતિબિંબ) પ્રાપ્ત થાય છે અને ડોપ્લર શિફ્ટ (વેગ) કાઢવા માટે તેનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. ટ્રાન્સમિશન સતત અને પરત આવતા સિગ્નલ રિસેપ્શન સાથે એક સાથે થાય છે.
માપન ચક્ર દરમિયાન અલ્ટ્રાફ્લો QSD 6537 સતત સિગ્નલ ઉત્સર્જિત કરે છે અને બીમ સાથે ગમે ત્યાં અને બધે સ્કેટરર્સથી પાછા ફરતા સિગ્નલોને માપે છે. આ સરેરાશ વેગ પર ઉકેલાય છે જે યોગ્ય સ્થળોએ ચેનલ પ્રવાહ વેગ સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે.
ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટમાં રહેલ રીસીવર પ્રતિબિંબિત સિગ્નલો શોધી કાઢે છે અને ડિજિટલ સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને તે સિગ્નલોનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.
પાણીની ઊંડાઈ માપન - અલ્ટ્રાસોનિક
ઊંડાઈ માપન માટે અલ્ટ્રાફ્લો QSD 6537 ફ્લાઇટનો સમય (ToF) રેન્જિંગનો ઉપયોગ કરે છે. આમાં પાણીની સપાટી પર અલ્ટ્રાસોનિક સિગ્નલનો વિસ્ફોટ ઉપર તરફ ટ્રાન્સમિટ કરવાનો અને ઉપકરણ દ્વારા સપાટી પરથી પડઘા પ્રાપ્ત થવામાં લાગતા સમયને માપવાનો સમાવેશ થાય છે. અંતર (પાણીની ઊંડાઈ) પાણીમાં ધ્વનિની ગતિ અને પરિવહન સમય (તાપમાન અને ઘનતા માટે સુધારેલ) ના પ્રમાણસર છે.
મહત્તમ અલ્ટ્રાસોનિક ઊંડાઈ માપન 5 મીટર સુધી મર્યાદિત છે.
પાણીની ઊંડાઈ માપન - દબાણ
જે સ્થળોએ પાણીમાં મોટા પ્રમાણમાં કાટમાળ અથવા હવાના પરપોટા હોય છે તે સ્થળો અલ્ટ્રાસોનિક ઊંડાઈ માપન માટે અયોગ્ય હોઈ શકે છે. આ સ્થળો પાણીની ઊંડાઈ નક્કી કરવા માટે દબાણનો ઉપયોગ કરવા માટે વધુ યોગ્ય છે.
દબાણ આધારિત ઊંડાઈ માપન એવી જગ્યાઓ પર પણ લાગુ પડી શકે છે જ્યાં સાધન ફ્લો ચેનલના ફ્લોર પર સ્થિત ન હોઈ શકે અથવા તેને આડી રીતે માઉન્ટ કરી શકાતું નથી.
અલ્ટ્રાફ્લો QSD 6537 માં 2 બાર એબ્સોલ્યુટ પ્રેશર સેન્સર લગાવવામાં આવ્યું છે. આ સેન્સર ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટના નીચેના ભાગમાં સ્થિત છે અને તાપમાન વળતર આપનાર ડિજિટલ પ્રેશર સેન્સિંગ એલિમેન્ટનો ઉપયોગ કરે છે.
જ્યાં ઊંડાઈ દબાણ સેન્સરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે ત્યાં વાતાવરણીય દબાણ ભિન્નતા દર્શાવેલ ઊંડાઈમાં ભૂલો પેદા કરશે. માપેલા ઊંડાઈ દબાણમાંથી વાતાવરણીય દબાણ બાદ કરીને આ સુધારેલ છે. આ કરવા માટે બેરોમેટ્રિક દબાણ સેન્સરની જરૂર છે. કેલ્ક્યુલેટર DOF6000 માં દબાણ વળતર મોડ્યુલ બનાવવામાં આવ્યું છે જે પછી વાતાવરણીય દબાણ ભિન્નતા માટે આપમેળે વળતર આપશે અને ખાતરી કરશે કે ચોક્કસ ઊંડાઈ માપન પ્રાપ્ત થાય છે. આ અલ્ટ્રાફ્લો QSD 6537 ને બેરોમેટ્રિક દબાણ વત્તા પાણીના માથાને બદલે વાસ્તવિક પાણીની ઊંડાઈ (દબાણ) નો અહેવાલ આપવા સક્ષમ બનાવે છે.
તાપમાન
પાણીનું તાપમાન માપવા માટે ઘન સ્થિતિ તાપમાન સેન્સરનો ઉપયોગ થાય છે. પાણીમાં ધ્વનિની ગતિ અને તેની વાહકતા તાપમાનથી પ્રભાવિત થાય છે. આ ઉપકરણ માપેલા તાપમાનનો ઉપયોગ આ ફેરફારને આપમેળે સરભર કરવા માટે કરે છે.
વિદ્યુત વાહકતા (EC)
અલ્ટ્રાફ્લો QSD 6537 પાણીની વાહકતા માપવાની ક્ષમતાથી સજ્જ છે. માપન કરવા માટે રેખીય ચાર ઇલેક્ટ્રોડ ગોઠવણીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પાણીમાં એક નાનો પ્રવાહ પસાર કરવામાં આવે છે અને આ પ્રવાહ દ્વારા વિકસિત વોલ્ટેજ માપવામાં આવે છે. આ ઉપકરણ આ મૂલ્યોનો ઉપયોગ કાચી અસુધારિત વાહકતાની ગણતરી કરવા માટે કરે છે.