تستخدم عدادات المياه بالموجات فوق الصوتية العلاقة بين السرعة التي تنتشر بها الموجات فوق الصوتية في السائل ومعدل تدفق السائل لقياس التدفق. عندما تنتشر إشارة الموجات فوق الصوتية في السائل، تتأثر سرعتها بمعدل تدفق السائل، أي أن إشارة الموجات فوق الصوتية تنتشر بشكل أسرع في اتجاه المصب، بينما تنتشر إشارة الموجات فوق الصوتية بشكل أبطأ في اتجاه المنبع.
بالطبع، ما يلي هو توسيع تفصيلي للمحتوى أعلاه لتوفير فهم أكثر شمولاً لمبدأ العمل وعملية قياس عدادات المياه بالموجات فوق الصوتية ذات القطر الكبير:
محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية هي المكونات الأساسية لعدادات المياه بالموجات فوق الصوتية. يمكنهم تحويل الطاقة الكهربائية بكفاءة إلى إشارات فوق صوتية أو تحويل إشارات الموجات فوق الصوتية مرة أخرى إلى طاقة كهربائية. عادةً ما يتم تصميم محولات الطاقة هذه كمكونات عالية الدقة وعالية الحساسية لضمان دقة القياس واستقراره. يتم تركيبها بدقة في المواضع العليا والسفلى لقناة القياس لتوفير دعم البيانات الأساسية لقياس تدفق المياه. في بداية القياس، يتم تنشيط محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية أولاً لإصدار شعاع من إشارات الموجات فوق الصوتية من خلال تدفق المياه إلى محول الطاقة في اتجاه مجرى النهر. وفي الوقت نفسه، يعمل محول الطاقة المتدفق أيضًا كجهاز إرسال لإصدار شعاع آخر من إشارات الموجات فوق الصوتية إلى محول الطاقة المنبع. يضمن هذا الإرسال والاستقبال المتبادل شمولية ودقة القياس.
عندما تنتشر إشارات الموجات فوق الصوتية في السائل، فإنها تواجه المياه المتدفقة. نظرًا لأن تدفق المياه نفسه له سرعة معينة، فسيتم فرض إشارة الموجات فوق الصوتية على إشارة تدفق المياه، مما يؤدي إلى اختلاف في سرعة انتشار الموجة الصوتية عندما تكون في اتجاه مجرى النهر أو في اتجاه مجرى النهر. هذا الاختلاف في السرعة هو الأساس الذي تستخدمه عدادات المياه بالموجات فوق الصوتية لقياس سرعة التدفق والتدفق. نظام التوقيت الدقيق داخل عداد المياه هو المسؤول عن قياس الفارق الزمني بين انبعاث واستقبال إشارتي الموجات فوق الصوتية. يعكس هذا الفارق الزمني بشكل مباشر حجم سرعة تدفق المياه: يكون فارق التوقيت أقصر عندما تكون في اتجاه مجرى النهر لأن الموجة الصوتية تنتشر بشكل أسرع؛ يكون الفارق الزمني أطول عند المنبع لأن الموجة الصوتية تنتشر بشكل أبطأ. ومن خلال قياس هذا الفارق الزمني بدقة، يمكن لعداد المياه حساب سرعة تدفق المياه.
بمجرد الحصول على سرعة تدفق المياه، سيستخدم عداد المياه مساحة المقطع العرضي المعروفة للأنبوب لحساب معدل التدفق. معدل التدفق هو حاصل ضرب معدل التدفق ومساحة المقطع العرضي للأنبوب، وهو ما يمثل حجم السائل الذي يمر عبر الأنبوب لكل وحدة زمنية. تعتبر بيانات التدفق هذه ذات أهمية كبيرة لقياس وإدارة وتخصيص الموارد المائية. سيتم حفظ بيانات التدفق المحسوبة في الذاكرة داخل عداد المياه لتحليل البيانات ومعالجتها لاحقًا. وفي الوقت نفسه، سيتم عرض هذه البيانات في الوقت الفعلي على شاشة عرض عداد المياه ليتمكن المستخدمون من مشاهدتها في أي وقت. عادةً ما يتم تصميم شاشة العرض لتكون واضحة وسهلة القراءة حتى يتمكن المستخدمون من فهم حالة التدفق الحالية بشكل حدسي.
يستخدم عداد المياه بالموجات فوق الصوتية طريقة فرق التوقيت لقياس التدفق، والتي تتميز بدقة قياس عالية. لا يكون محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية على اتصال مباشر بالسائل، مما يتجنب مشاكل التآكل والانسداد. نظرًا لعدم وجود أجزاء متحركة ميكانيكية، فإن عمر خدمة عداد المياه بالموجات فوق الصوتية طويل نسبيًا. بالإضافة إلى قياس التدفق، يمكنه أيضًا عرض معلومات البيانات مثل معدل التدفق ودرجة الحرارة ووقت العمل وما إلى ذلك، ويحتوي على وظيفة إنذار للكشف عن الأخطاء تلقائيًا. يعتمد عداد المياه بالموجات فوق الصوتية على تصميم منخفض الطاقة ومناسب للتشغيل المستقر على المدى الطويل. له تأثير ضئيل على تدفق السائل في خط الأنابيب المقاس، وفقدان الضغط لا يكاد يذكر.
يحقق عداد المياه بالموجات فوق الصوتية ذو القطر الكبير قياسًا عالي الدقة لتدفق المياه عن طريق قياس الفارق الزمني لإشارات الموجات فوق الصوتية التي تنتشر في السائل بدقة، جنبًا إلى جنب مع العلاقة بين معدل تدفق السائل وسرعة انتشار الموجات فوق الصوتية.