ট্রানজিট-সময়ের কার্যপ্রণালী
পরিমাপের নীতি:
ট্রানজিট টাইম ডিফারেন্স কোরিলেশন প্রিন্সিপল এই সত্যটির উপর ভিত্তি করে কাজ করে যে, একটি আলট্রাসনিক সিগন্যালের উড্ডয়নকাল তার বাহক মাধ্যমের প্রবাহ বেগ দ্বারা প্রভাবিত হয়। যেমন একজন সাঁতারু স্রোতস্বিনী নদী পার হওয়ার সময় পথ চলে, তেমনই একটি আলট্রাসনিক সিগন্যাল স্রোতের অনুকূলের চেয়ে অনুকূলের প্রতিকূলে ধীরে চলে।
আমাদের TF1100 আলট্রাসনিক ফ্লো মিটারগুলো এই ট্রানজিট-লাইম নীতি অনুসারে কাজ করে:
Vf = Kdt/TL
কোথায়:
Vcপ্রবাহ বেগ
K: ধ্রুবক
dt: উড্ডয়নকালের পার্থক্য
টিএল: গড় ট্রানজিট সময়
যখন ফ্লো মিটার কাজ করে, তখন দুটি ট্রান্সডিউসার মাল্টি-বিম দ্বারা বিবর্ধিত আলট্রাসনিক সংকেত প্রেরণ ও গ্রহণ করে, যা প্রথমে স্রোতের অনুকূলে এবং তারপর স্রোতের প্রতিকূলে ভ্রমণ করে। যেহেতু আলট্রাসনিক স্রোতের প্রতিকূলের চেয়ে অনুকূলে দ্রুত ভ্রমণ করে, তাই এদের যাত্রাপথের সময়ে (dt) একটি পার্থক্য তৈরি হয়। যখন প্রবাহ স্থির থাকে, তখন এই সময়ের পার্থক্য (dt) শূন্য হয়। সুতরাং, স্রোতের অনুকূল ও প্রতিকূল উভয় দিকের যাত্রাপথের সময় জানা থাকলে, আমরা নিম্নলিখিত সূত্রের মাধ্যমে সময়ের পার্থক্য এবং তারপর প্রবাহ বেগ (Vf) বের করতে পারি।
ভি পদ্ধতি
W পদ্ধতি
জেড পদ্ধতি
ডপলার অপারেটিং নীতি
ফ্লোমিটারটি তার প্রেরক ট্রান্সডিউসার থেকে একটি আলট্রাসনিক শব্দ প্রেরণ করে কাজ করে। এই শব্দটি তরলের মধ্যে ভাসমান কার্যকর সনিক রিফ্লেক্টর দ্বারা প্রতিফলিত হয় এবং গ্রাহক ট্রান্সডিউসার দ্বারা রেকর্ড করা হয়। যদি সনিক রিফ্লেক্টরগুলো শব্দ সঞ্চালন পথের মধ্যে চলমান থাকে, তবে শব্দ তরঙ্গগুলো প্রেরিত কম্পাঙ্ক থেকে একটি স্থানান্তরিত কম্পাঙ্কে (ডপলার কম্পাঙ্ক) প্রতিফলিত হবে। কম্পাঙ্কের এই স্থানান্তরটি চলমান কণা বা বুদবুদের গতির সাথে সরাসরি সম্পর্কিত হবে। কম্পাঙ্কের এই স্থানান্তরটি যন্ত্রটি দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয় এবং ব্যবহারকারী-নির্ধারিত বিভিন্ন পরিমাপের এককে রূপান্তরিত করা হয়।
অনুদৈর্ঘ্য প্রতিফলন ঘটাতে সক্ষম এমন কিছু কণা অবশ্যই থাকতে হবে – অর্থাৎ ১০০ মাইক্রনের চেয়ে বড় কণা।
ট্রান্সডিউসার ইনস্টল করার সময়, ইনস্টলেশনের স্থানে আপস্ট্রিম এবং ডাউনস্ট্রিমে পর্যাপ্ত দৈর্ঘ্যের সোজা পাইপ থাকতে হবে। সাধারণত, আপস্ট্রিমে 10D এবং ডাউনস্ট্রিমে 5D দৈর্ঘ্যের সোজা পাইপ প্রয়োজন হয়, যেখানে D হলো পাইপের ব্যাস।
ক্ষেত্র বেগের কার্যপ্রণালী
বেগ পরিমাপের জন্য আল্ট্রাফ্লো কিউএসডি ৬৫৩৭ কন্টিনিউয়াস মোড ডপলার ব্যবহার করে। পানির বেগ শনাক্ত করতে, পানির প্রবাহে একটি আলট্রাসনিক সংকেত পাঠানো হয় এবং প্রবাহে ভাসমান কণা থেকে ফিরে আসা প্রতিধ্বনি (প্রতিফলন) গ্রহণ ও বিশ্লেষণ করে ডপলার শিফট (বেগ) বের করা হয়। এই সংকেত প্রেরণ অবিচ্ছিন্ন এবং ফিরে আসা সংকেত গ্রহণের সাথে একই সময়ে ঘটে।
একটি পরিমাপ চক্র চলাকালীন আল্ট্রাফ্লো কিউএসডি ৬৫৩৭ একটি অবিচ্ছিন্ন সংকেত নির্গত করে এবং বিম বরাবর যেকোনো স্থান থেকে স্ক্যাটারারগুলোর ফিরে আসা সংকেত পরিমাপ করে। এই সংকেতগুলোকে একটি গড় বেগে বিশ্লেষণ করা হয়, যা উপযুক্ত স্থানগুলোতে চ্যানেল প্রবাহ বেগের সাথে সম্পর্কিত করা যায়।
যন্ত্রের রিসিভারটি প্রতিফলিত সংকেত শনাক্ত করে এবং ডিজিটাল সংকেত প্রক্রিয়াকরণ কৌশল ব্যবহার করে সেই সংকেতগুলো বিশ্লেষণ করা হয়।
জলের গভীরতা পরিমাপ – আলট্রাসনিক
গভীরতা পরিমাপের জন্য আল্ট্রাফ্লো কিউএসডি ৬৫৩৭ টাইম-অফ-ফ্লাইট (টিওএফ) রেঞ্জিং পদ্ধতি ব্যবহার করে। এই পদ্ধতিতে পানির উপরিভাগে একটি আল্ট্রাসনিক সংকেতের ঝাপটা পাঠানো হয় এবং পৃষ্ঠ থেকে প্রতিধ্বনিটি যন্ত্রে পৌঁছাতে যে সময় লাগে, তা পরিমাপ করা হয়। এই দূরত্ব (পানির গভীরতা) সংকেত পৌঁছানোর সময় এবং পানিতে শব্দের গতির (তাপমাত্রা ও ঘনত্ব অনুযায়ী সংশোধিত) সমানুপাতিক।
সর্বোচ্চ আল্ট্রাসনিক গভীরতা পরিমাপ ৫ মিটারে সীমাবদ্ধ।
জলের গভীরতা পরিমাপ – চাপ
যেসব স্থানের পানিতে প্রচুর পরিমাণে আবর্জনা বা বায়ু বুদবুদ থাকে, সেই স্থানগুলো আলট্রাসনিক পদ্ধতিতে গভীরতা পরিমাপের জন্য অনুপযুক্ত হতে পারে। এই ধরনের স্থানগুলোতে পানির গভীরতা নির্ধারণের জন্য চাপ পদ্ধতি ব্যবহার করা অধিকতর উপযোগী।
চাপ-ভিত্তিক গভীরতা পরিমাপ এমন স্থানগুলিতেও প্রযোজ্য হতে পারে যেখানে যন্ত্রটিকে প্রবাহ পথের মেঝেতে স্থাপন করা যায় না বা এটিকে আনুভূমিকভাবে স্থাপন করা যায় না।
আল্ট্রাফ্লো কিউএসডি ৬৫৩৭-এ একটি ২ বার পরম চাপ সেন্সর লাগানো আছে। সেন্সরটি যন্ত্রটির নিচের দিকে অবস্থিত এবং এতে একটি তাপমাত্রা-ক্ষতিপূরণযুক্ত ডিজিটাল চাপ সংবেদী উপাদান ব্যবহার করা হয়েছে।
যেখানে গভীরতা চাপ সেন্সর ব্যবহার করা হয়, সেখানে বায়ুমণ্ডলীয় চাপের তারতম্যের কারণে নির্দেশিত গভীরতায় ত্রুটি দেখা দেয়। পরিমাপকৃত গভীরতা চাপ থেকে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ বিয়োগ করে এটি সংশোধন করা হয়। এই কাজটি করার জন্য একটি ব্যারোমেট্রিক চাপ সেন্সর প্রয়োজন। ক্যালকুলেটর DOF6000-এর মধ্যে একটি চাপ ক্ষতিপূরণ মডিউল তৈরি করা হয়েছে, যা স্বয়ংক্রিয়ভাবে বায়ুমণ্ডলীয় চাপের তারতম্যের ক্ষতিপূরণ করে একটি সঠিক গভীরতা পরিমাপ নিশ্চিত করে। এটি আল্ট্রাফ্লো QSD 6537-কে ব্যারোমেট্রিক চাপ ও ওয়াটার হেডের পরিবর্তে প্রকৃত জলের গভীরতা (চাপ) রিপোর্ট করতে সক্ষম করে।
তাপমাত্রা
পানির তাপমাত্রা পরিমাপ করতে একটি সলিড স্টেট টেম্পারেচার সেন্সর ব্যবহার করা হয়। পানিতে শব্দের গতি এবং এর পরিবাহিতা তাপমাত্রা দ্বারা প্রভাবিত হয়। যন্ত্রটি পরিমাপকৃত তাপমাত্রা ব্যবহার করে স্বয়ংক্রিয়ভাবে এই তারতম্যের সমন্বয় সাধন করে।
বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা (EC)
আল্ট্রাফ্লো কিউএসডি ৬৫৩৭ যন্ত্রটিতে পানির পরিবাহিতা পরিমাপ করার ক্ষমতা রয়েছে। এই পরিমাপটি করার জন্য একটি রৈখিক চার-ইলেকট্রোড বিন্যাস ব্যবহার করা হয়। পানির মধ্যে দিয়ে একটি স্বল্প পরিমাণ তড়িৎ প্রবাহ চালনা করা হয় এবং এই তড়িৎ প্রবাহের ফলে সৃষ্ট ভোল্টেজ পরিমাপ করা হয়। যন্ত্রটি এই মানগুলো ব্যবহার করে অপরিশোধিত পরিবাহিতা গণনা করে।