১. মূল উপাদানসমূহ এবং তাদের ভূমিকা

1. ক্ল্যাম্প-অন আলট্রাসনিক ফ্লো সেন্সর: পাইপলাইনে তরলের তাৎক্ষণিক প্রবাহ হার পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়। এগুলো তরলের সংস্পর্শে না এসে সাপ্লাই (বা রিটার্ন) পাইপের বাইরের দেয়ালে বাহ্যিকভাবে স্থাপন করা হয়।
2. তাপমাত্রা সেন্সর: সাধারণত সরবরাহ এবং রিটার্ন উভয় পাইপেই একজোড়া উচ্চ-নির্ভুল প্ল্যাটিনাম রেজিস্ট্যান্স সেন্সর (যেমন, PT1000, যার নির্ভুলতা ±0.1℃) স্থাপন করা হয়, যা রিয়েল টাইমে সরবরাহকৃত জলের তাপমাত্রা (T1) এবং ফেরত আসা জলের তাপমাত্রা (T2) পর্যবেক্ষণ করে।
3. হোস্ট (ক্যালকুলেটর): প্রবাহ এবং তাপমাত্রার সংকেত গ্রহণ করে, অন্তর্নির্মিত অ্যালগরিদম ব্যবহার করে তাপ গণনা করে এবং ডেটা প্রদর্শন, সংরক্ষণ বা প্রেরণ পরিচালনা করে।

২. বিস্তারিত কার্যপ্রণালী

১. প্রবাহ পরিমাপ: আলট্রাসনিক সময়-পার্থক্য পদ্ধতির মাধ্যমে প্রবাহ বেগ নির্ণয়

• সেন্সর স্থাপন: দুটি আলট্রাসনিক ট্রান্সডিউসার (ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার) ক্ল্যাম্প ব্যবহার করে পাইপের বাইরের দেয়ালে প্রতিসমভাবে আটকানো হয়, যা দুটি শব্দ সঞ্চালন পথ তৈরি করে—একটি তরল প্রবাহের দিক বরাবর (প্রবাহের দিকে) এবং অন্যটি তার বিপরীতে (প্রবাহের বিপরীতে)।
• সংকেত প্রেরণ ও গ্রহণ: ট্রান্সমিটারটি পর্যায়ক্রমে প্রবাহের অনুকূলে এবং প্রতিকূলে আল্ট্রাসনিক সংকেত নির্গত করে। শব্দ তরঙ্গগুলো যখন তরলের মধ্য দিয়ে সঞ্চারিত হয়, তখন তাদের ভ্রমণকাল তরলের বেগ দ্বারা প্রভাবিত হয়: অনুকূল দিকের সংকেতগুলো প্রবাহ দ্বারা “বাহিত” হয়, ফলে ভ্রমণকাল কম হয়; প্রতিকূল দিকের সংকেতগুলো “বাধাপ্রাপ্ত” হয়, যার ফলে ভ্রমণকাল বেশি হয়।
• বেগ এবং প্রবাহ গণনা: হোস্ট সময়ের পার্থক্য (Δt) পরিমাপ করে এবং পাইপের ব্যাস ও উপাদানের মতো প্যারামিটার ব্যবহার করে তাৎক্ষণিক প্রবাহ বেগ (v) গণনা করে। এরপর এই বেগটিকে তরলের ঘনত্ব ব্যবহার করে তাৎক্ষণিক আয়তনিক প্রবাহ হার (qv)-এ এবং সবশেষে ভর প্রবাহ হার (qm)-এ রূপান্তরিত করা হয়।

২. তাপমাত্রার পার্থক্য পরিমাপ: সরবরাহকৃত এবং ফেরত আসা জলের মধ্যে শক্তির তারতম্য নির্ণয়

• সরবরাহকৃত জলের তাপমাত্রা (T1): তাপ বিনিময় ব্যবস্থায় (উচ্চ শক্তি বহনকারী) প্রবেশকারী তরলের প্রাথমিক তাপমাত্রাকে বোঝায়।
• প্রত্যাবর্তনকারী জলের তাপমাত্রা (T2): তাপ বিনিময়ের পর (হ্রাসকৃত শক্তি এবং সেই কারণে নিম্ন তাপমাত্রার কারণে) সিস্টেম থেকে নির্গত তরলের তাপমাত্রাকে বোঝায়।
• তাপমাত্রার পার্থক্য গণনা: হোস্ট ক্রমাগত পার্থক্যটি (ΔT=T1−T2) গণনা করে। তাপমাত্রার পার্থক্য যত বেশি হবে, প্রতি একক সময়ে তত বেশি তাপ স্থানান্তরিত হবে।

৩. তাপ গণনা: তাপগতিবিদ্যার সূত্রানুসারে সঞ্চিত মোট তাপ

• Q হলো সঞ্চিত তাপ (একক: kWh বা GJ);
• qm হলো তাৎক্ষণিক ভর প্রবাহের হার (কেজি/ঘণ্টা);
• cp হলো স্থির চাপে তরলের আপেক্ষিক তাপ ধারণ ক্ষমতা (পানির ক্ষেত্রে, সাধারণত));
• ΔT হলো সরবরাহকৃত এবং ফেরত আসা পানির তাপমাত্রার পার্থক্য (℃);
• ইন্টিগ্রাল চিহ্নটি সময় (t) জুড়ে সঞ্চিত তাপকে বোঝায়, অর্থাৎ পরিমাপ শুরু থেকে বর্তমান মুহূর্ত পর্যন্ত মোট ব্যবহৃত তাপ।

III. ডেটা আউটপুট এবং অ্যাপ্লিকেশন

সারসংক্ষেপ