ultraäänitilavuusmittarien

Ultraäänitilavuusmittarit, suomeksi myös ultraäänivirtausmittarit tai yksinkertaisesti U-mittarit, ovat laitteita, joita käytetään nesteiden tai kaasujen tilavuusvirran mittaamiseen putkissa. Ne toimivat hyödyntämällä ultraääniaaltoja. Mittausperiaatteita on pääasiassa kaksi: aikaero-menetelmä ja Doppler-menetelmä.

Aikaero-menetelmässä kaksi ultraäänianturia sijoitetaan putkeen tietylle etäisyydelle toisistaan, yleensä eri kulmiin. Toinen anturi lähettää ultraäänipulssin, joka kulkee virtaavan nesteen tai kaasun mukana seuraavalle anturille. Samaan aikaan toinen anturi lähettää pulssin vastakkaiseen suuntaan. Virtaavan aineen vaikutuksesta pulssien kulkuaika eri suuntiin eroaa hieman. Tämä aikaero on suoraan verrannollinen virtausnopeuteen, josta voidaan laskea tilavuusvirta, kun putken poikkipinta-ala tunnetaan.

Doppler-menetelmässä käytetään ultraäänianturia, joka lähettää jatkuvaa ultraäänisignaalia virtaavaan aineeseen. Signaali heijastuu virtaavan aineen sisällä olevista partikkeleista tai kuplista ja palaa takaisin anturille. Jos partikkelit liikkuvat kohti anturia, paluutaajuus on korkeampi, ja jos ne liikkuvat poispäin, paluutaajuus on matalampi. Tätä Doppler-ilmiön aiheuttamaa taajuuden muutosta analysoimalla voidaan määrittää virtausnopeus. Doppler-menetelmä vaatii, että virtauksessa on riittävästi heijastavia partikkeleita tai kuplia.

Ultraäänitilavuusmittarit ovat yleisesti käytössä monilla teollisuudenaloilla, kuten vedenkäsittelyssä, kemianteollisuudessa, öljy- ja kaasuteollisuudessa sekä paperiteollisuudessa. Niiden etuja ovat kontaktittomuus virtauksen kanssa, mikä estää painehäviöitä ja likaantumista, sekä kyky mitata monenlaisia nesteitä ja kaasuja, myös aggressiivisia tai korkeapaineisia aineita. Mittalaitteita on saatavilla sekä kiinteästi asennettavina että kannettavina malleina.