Pozorny brak wzajemności przetwornika w ultradźwiękowym przepływomierzu

Przepływomierz ultradźwiękowy czasu przejścia szacuje prędkość przepływu, przekazując impulsy akustyczne w górę i w dół w stosunku do kierunku przepływu. Od czasu lotu impulsów można oszacować kierunek przepływu, jego prędkość i prędkość dźwięku w płynie [1]. Ryc. 1 pokazuje przekrój takiego miernika. Gdy płyn się nie porusza, czasy lotu w górę i w dół powinny być takie same. Jeśli nie są, licznik wykrywa to jako fałszywy przepływ. Hemp [2] pokazuje, że błąd ten znika przy zastosowaniu twierdzenia o wzajemności. Willatzen [3] opublikował niedawno samouczek na temat modelowania przetworników z ogólną teorią i zastosowaniami w układach wzajemnych ultradźwięków. Opiera się również na tym, że nadajnik i odbiornik są identyczne, aby system był wzajemny. Aby dosłownie zacytować Pierce'a [4], wzajemność odnosi się do sytuacji, w której wielkość związana z „efektem” w punkcie pozostaje niezmieniona, gdy zmienia się położenie „przyczyny” i „punktu obserwacji”. Obecna praca pokazuje, że wzajemność obowiązuje, gdy dwa przetworniki są identyczne. Dodatkowo pokazuje, że istnieją pewne naruszenia pomiarowe przy niewielkich odmianach przetworników. Różnice te wynikają z procesu produkcji przetworników. W następnym rozdziale przedstawiamy narzędzie symulacyjne służące do oceny niewielkich zmian właściwości lub wymiarów w każdej z warstw jednego z dwóch przetworników, a także jego okablowania.