Ultrasonik issiqlik o'lchagichlarisuyuqlik tashuvchi quvurlarda uzatiladigan issiqlikni ultratovushli oqim o'lchash va harorat farqi monitoringi kombinatsiyasi orqali aniq o'lchashga erishish. Ularning ishlashi uchta asosiy jarayonni o'z ichiga olgan akustik va termodinamik tamoyillarga asoslangan: oqim o'lchash, harorat farqini aniqlash va issiqlikni hisoblash va to'plash. Ularning ish mexanizmining batafsil tahlili:
I. Asosiy komponentlar va ularning rollari
Ultrasonik issiqlik o'lchagichi sinergiyada ishlaydigan uchta asosiy komponentdan iborat bo'lib, ularning har biri o'ziga xos funktsiyalarga ega:
- Ultrasonik oqim sensorlari: Quvur ichidagi suyuqlikning bir zumda oqim tezligini o'lchash uchun javobgardir. Ular suyuqlikka tegmasdan, tashqi tomondan ta'minot (yoki qaytarish) quvurining tashqi devoriga o'rnatiladi.
- Harorat sensorlari: Odatda, ta'minot va qaytarish quvurlariga o'rnatilgan yuqori aniqlikdagi platina qarshilik sensorlari (masalan, ±0.1℃ aniqlikdagi PT1000), ta'minot suvi haroratini (T1) va qaytarish suvi haroratini (T2) real vaqt rejimida kuzatib borish uchun.
- Xost (kalkulyator): Oqim va harorat signallarini qabul qiladi, o'rnatilgan algoritmlar yordamida issiqlikni hisoblaydi va ma'lumotlarni ko'rsatish, saqlash yoki uzatishni amalga oshiradi.
II. Batafsil ish bosqichlari
1. Oqimni o'lchash: Ultratovushli vaqt farqi usuli orqali oqim tezligini aniqlash
Ultrasonik oqim sensori oqim o'lchashning asosiy qismi bo'lib, ultrasonik oqim o'lchagichlari bilan bir xil printsip asosida ishlaydi:
- Sensorni o'rnatish: Ikkita ultratovushli o'tkazgich (uzatuvchi va qabul qilgich) tashqi quvur devoriga qisqichlar yordamida simmetrik ravishda o'rnatiladi va ikkita akustik tarqalish yo'lini yaratadi — biri suyuqlik oqimi yo'nalishi bo'ylab (pastga), ikkinchisi esa unga qarshi (yuqoriga).
- Signal uzatish va qabul qilish: Uzatgich navbat bilan pastga va yuqori oqim yo'nalishlarida ultratovush signallarini chiqaradi. Tovush to'lqinlari suyuqlik orqali tarqalayotganda, ularning harakatlanish vaqti suyuqlikning tezligiga ta'sir qiladi: pastga yo'nalishdagi signallar oqim tomonidan "olib boriladi", natijada harakatlanish vaqti qisqaradi; yuqori oqimdagi signallar "qarshilik ko'rsatadi", bu esa harakatlanish vaqtining uzayishiga olib keladi.
- Tezlik va oqimni hisoblash: Xost vaqt farqini (Δt) o'lchaydi va quvur diametri va materiali kabi parametrlardan foydalanib, oniy oqim tezligini (v) hisoblaydi. Keyin bu tezlik oniy hajmli oqim tezligiga (qv) va nihoyat, suyuqlik zichligidan foydalanib, massa oqim tezligiga (qm) aylantiriladi.
2. Harorat farqini o'lchash: Ta'minot va qaytadigan suv o'rtasidagi energiya o'zgarishini aniqlash
Harorat sensorlari suv haroratini real vaqt rejimida to'plash uchun ta'minot va qaytarish quvurlarining tashqi devorlariga biriktirilgan (yoki asosiy oqim maydonini buzmasdan kiritilgan):
- Ta'minot suvi harorati (T1): Issiqlik almashinuvi tizimiga kiradigan (yuqori energiya tashuvchi) suyuqlikning boshlang'ich haroratini ifodalaydi.
- Qaytuvchi suv harorati (T2): Issiqlik almashinuvidan keyin tizimdan chiqadigan suyuqlikning haroratini ifodalaydi (kam energiya sarfi bilan, shuning uchun harorat pastroq).
- Harorat farqini hisoblash: Xost doimiy ravishda farqni hisoblab chiqadi (ΔT=T1−T2). Kattaroq harorat farqi vaqt birligiga ko'proq issiqlik uzatilishini anglatadi.
3. Issiqlikni hisoblash: Termodinamik formulalar asosida umumiy issiqlikni to'plash
Oqim va harorat farqi ma'lumotlaridan foydalanib, xost asosiy issiqlik o'lchash formulasidan foydalanib, real vaqt rejimida umumiy issiqlikni hisoblab chiqadi va to'playdi: Q=∫t1t2qm⋅cp⋅ΔTdt
Qayerda:
Qayerda:
- Q - to'plangan issiqlik (birlik: kVt/soat yoki GJ);
- qm — bir lahzalik massa oqim tezligi (kg/soat);
- cp — suyuqlikning doimiy bosimdagi solishtirma issiqlik sigʻimi (odatda suv uchun));
- ΔT - suv ta'minoti va qaytadigan suv o'rtasidagi harorat farqi (℃);
- Integral belgi vaqt o'tishi bilan to'planishni (t), ya'ni o'lchash boshlanganidan hozirgi momentgacha iste'mol qilingan umumiy issiqlikni ifodalaydi.
Sodda qilib aytganda, issiqlik = massa oqim tezligi × solishtirma issiqlik sig'imi × harorat farqi × vaqt. Xost foydalanuvchi tomonidan iste'mol qilinadigan umumiy issiqlikni olish uchun bu qiymatni doimiy ravishda kuzatib boradi va to'playdi.
III. Ma'lumotlar chiqishi va ilovalari
Xost o'z ekranida bir zumda oqim tezligi, bir zumda issiqlik, to'plangan issiqlik va harorat farqi kabi real vaqt rejimidagi ma'lumotlarni namoyish etadi. Shuningdek, u isitish uchun hisob-kitob qilish va energiyani boshqarish kabi ilovalarni qo'llab-quvvatlab, RS485 yoki NB-IoT kabi interfeyslar orqali ma'lumotlarni boshqaruv tizimlariga uzatadi.
Xulosa
Ultratovushli issiqlik o'lchagichlarining asosiy mantig'ini quyidagicha umumlashtirish mumkin: "ultratovush yordamida oqimni o'lchash, sensorlar yordamida harorat farqlarini aniqlash va algoritmlar yordamida issiqlikni hisoblash". Ularning aralashmas dizayni quvurlarning shikastlanishini va suyuqlik aralashuvini bartaraf etadi, ultratovush texnologiyasi va haroratni monitoring qilishning kombinatsiyasi esa keng oqim diapazoni va murakkab ish sharoitlarida aniq o'lchashni ta'minlaydi, bu esa ularni isitish uchun hisob-kitob qilish va energiyani boshqarish stsenariylarida keng qo'llanilishiga imkon beradi.
Nashr vaqti: 2025-yil 22-iyul