Ultraheli veearvestid mõõdavad veetarbimist ultrahelilainete abil. Kuna ultrahelilainete levimiskiirust mõjutab veevoolu kiirus, saab ultrahelilainete levimisaja registreerimisega määrata voolukiiruse-ja seejärel veekulu-.
Ultraheli veearvestid pakuvad suurt mõõtmistäpsust ja laia mõõtmisvahemikku, muutes need tänapäeval kõige laialdasemalt kasutatavaks ja praktilisemaks veearvestitüübiks.
Mis on ultraheli?
Et mõista, kuidasultraheli veemõõturidtööd, tuleb kõigepealt määratleda ultraheli.
Ultraheli all mõeldakse mehaanilisi helilaineid, mille sagedus on üle 20 kHz, mis jääb inimese kuulmisulatusest välja.
Ultrahelilained võivad levida läbi vee ja muude vahendite; nende levimiskiirust mõjutavad keskkonna omadused ja voolukiirus.
Miks kasutada ultraheli? Kas veearvestite mõõtmiseks ei saa kasutada teist tüüpi laineid?
Ultrahelilainete füüsikalisi omadusi, mõõtmispõhimõtteid ja tehnilist praktilisust arvesse võttes osutub ultraheli veevoolu mõõtmiseks sobivaks.
Millised on ultrahelilainete omadused?
Hea levimisomadus vedelikes: Ultrahelilained võivad liikuda läbi vedela keskkonna minimaalse sumbumisega.
Levikiirust mõjutab keskkonna voolukiirus: ultrahelilained kiirenevad allavoolu liikudes (heli kiirus + veevoolu kiiruse komponent) ja aeglustuvad ülesvoolu liikudes (heli kiirus - veevoolu kiiruse komponent).
Täpne suunatavus: Kõrged sagedused ja lühikesed lainepikkused annavad ultrahelilainetele suurepärase suunatavuse ja kontsentreeritud energia, mistõttu on neid lihtne kindlates suundades edastada.
Ultrahelilained võimaldavad täpset signaali edastamist ja vastuvõtmist. Pärast edastamist peab ultrahelisignaal vastuvõtjani jõudmiseks veetorus peegelduma vähemalt kaks korda; ultraheli täpne suund vastab sellele nõudele.
Miks ei saa veetarbimise mõõtmiseks kasutada teist tüüpi laineid?
Valguslained: nõuavad läbipaistvaid torusid ja hajuvad märkimisväärselt vees, muutes signaali vastuvõtmise keeruliseks.
Tavalised helilained: madala sagedusega (20 Hz–20 kHz) ja vastuvõtlikud keskkonnamüra häiretele, mis mõjutavad mõõtmistulemusi.
Ultraheli veearvestite tööpõhimõte:
Praegu kasutavad ultraheli veearvestid peamiselt kahte mõõtmismeetodit: transiidi{0}}aja meetodit ja Doppleri efekti meetodit.
Transiidi{0}}aja meetod on ultraheli veearvestite jaoks kõige sagedamini kasutatav tehnika, samas kui Doppleri efekti meetod sobib tööstuslikeks rakendusteks, mille vee kvaliteet on halvem.
Kuidas ultraheli veearvestid ultrahelilaineid tekitavad? Rakendades muundurile või andurile üle 20 kHz sagedusega vahelduvvoolusignaali, tekitab ultraheliandur väikeseid kõrge sagedusega mehaanilisi vibratsioone, mis muundatakse ultrahelilaineteks.