מד מים אולטראסוני

מדי מים על-קוליים מחשבים את זרימת המים על-ידי זיהוי הפרש הזמן כאשר קרני קול על-קוליות מתפשטות במורד הזרם ובמעלה הזרם במים. מרכיב הליבה שלו הוא מתמר קולי, הכולל משדר ומקלט. כאשר גלים קוליים מתפשטים לאורך כיוון זרימת המים, מהירות ההתפשטות עולה; לעומת זאת, כאשר הם מתפשטים נגד כיוון זרימת המים, מהירות ההתפשטות מואטת. על ידי השוואת זמן ההתפשטות האולטרסאונד במורד הזרם ובמעלה הזרם, ניתן לחשב את מהירות זרימת המים. בהתבסס על מהירות זו, בשילוב עם שטח החתך- של הצינור, ניתן לקבל את ערך הזרימה.

באופן ספציפי, הקרן האולטרסאונד הנפלטת על ידי בדיקה אחת נכנסת לצינור דרך דופן הצינור, משתקפת על ידי הצד השני של דופן הצינור, ונקלטת על ידי בדיקה קולית אחרת. הנתיב של הגל האולטראסוני הוא בצורת V-. במהלך המדידה, החיישנים האולטראסוניים במעלה הזרם ומורד הזרם מעבירים וקליטים פולסים אולטרא-קוליים בתורו, וטיימר דיגיטלי דיגיטלי- גבוה משמש למדידת הפרש הזמן של הקרן האולטרסאונד המתפשטת בצינור לאורך הכיוון קדימה ואחורה, בהתאמה. הערך המוחלט הוא ΔT. נניח שהקוטר הפנימי של הצינור הוא D, הזווית בין האלומה האולטראסונית בצינור לחתך הרוחב של הצינור היא θ, והזמן מהפליטה ועד לקליטת הגל האולטראסוני כאשר הנוזל בצינור נייח הוא T₀. על ידי מדידת הכמויות הפיזיקליות לעיל, ניתן לחשב את קצב זרימת הנוזל.