Акустическими называются расходомеры, основанные на измерении того или иного эффекта, возникающего при проходе колебаний через поток жидкости или газа и зависящего от расхода. Почти все применяемые на практике акустические расходомеры работают в ультразвуковом диапазоне частот и поэтому называются ультразвуковыми.
Большинство промышленных ультразвуковых расходомеров используют эффекты, основанные на перемещении акустических колебаний движущейся средой. Они служат для измерения объемного расхода, потому что эффекты, возникающие при прохождении акустических колебаний через поток среды (жидкости или газа), связаны со скоростью перемещения среды. На рис. 8.8 показаны первичные преобразователи ультразвуковых расходомеров.
Для ввода акустических колебаний в поток и для приема их на выходе из потока необходимы излучатели и приемники колебаний — главные элементы первичных преобразователей ультразвуковых расходомеров. При сжатии и растяжении в определенных направлениях некоторых кристаллов (пьезоэлементов) на их поверхности образуются электрические заряды, и наоборот, если к этим поверхностям приложить разность потенциалов, то пьезоэлемент растянется или сожмется в зависимости от того, на какой из поверхностей будет больше напряжения, — обратный пьезоэффект. На этих эффектах основан метод преобразования переменной электрической разности потенциалов на гранях кристалла в акустические (механические) колебания той же частоты (для излучения колебаний) или наоборот — преобразования акустических колебаний в переменную электрическую разность потенциалов на гранях кристалла (для приемника колебаний).
Достоинствами ультразвуковых расходомеров являются широкий диапазон измерения расхода и возможность применения микропроцессорной техники. Основным недостатком ультразвуковых расходомеров является чувствительность к содержанию твердых и газообразных включений.
Рис. 8.8. Схема ультразвукового первичного преобразователя расхода.
