HauvUltrasonic flow ntsuas, cov ntaub ntawv ceev ceev yog muab los ntawm cov yam ntxwv ntawm kev nthuav tawm ntawm acoustic nthwv dej taug kev los ntawm qhov nruab nrab -txawm tias cov kua lossis roj nyob hauv cov kav dej. Lub hauv paus ntsiab lus ntawm ultrasonic flow meter yog nyob ntawm kev ntsuas lub sijhawm hloov pauv hloov pauv lossis hloov zaus uas tshwm sim thaum lub suab tsis cuam tshuam nrog cov kua dej txav. Kev tsim cov teeb liab, kev sib kis tau zoo, thiab ncha txais tos sib sau ua ke txiav txim siab seb lub cuab yeej puas muab cov kev nyeem muaj tseeb los yog qhia txog qhov tsis raug rau hauv cov saw hlau ntsuas.
Transit Time Detection thiab Kev Sib Tw Ua Teeb Meem
Txoj kev caij tsheb thauj mus los tseem yog txoj hauv kev tseem ceeb hauv kev tsim ultrasonic flowmeter niaj hnub. Thaum cov kws kho mob thawj zaug ntsib cov thev naus laus zis no, lawv feem ntau underestimate ntau npaum li cas cov teeb liab ua haujlwm backend tseem ceeb. Raw echo signals los ntawm piezoelectric transducers tsis tuaj txog raws li cov sinusoids huv si -lawv muaj suab nrov, amplitude variations, thiab theem distortions uas yuav tsum tau daws ua ntej yuav muaj txiaj ntsim txaus xam yuav tshwm sim.
Rov qab rau xyoo 1981, Sanderson thiab Hemp tau luam tawm lub hauv paus ua haujlwm ntawm cov teeb liab nrhiav kom pom txoj hauv kev rau kev hla - lub sij hawm ultrasonic flow meters. Lawv qhov kev koom tes sib txawv ntawm lub sij hawm -domain thiab zaus-domain processing techniques. Sijhawm- txoj kev sau npe feem ntau siv ib zaug -miv kis tau tus mob thiab taug qab cov yam ntxwv waveform tshwj xeeb-feem ntau xoom- hla cov ntsiab lus lossis qhov pib pib. Ntau zaus-domain mus txog tshuaj xyuas cov ntsiab lus spectral xwb. Txhua tus muaj kev sib pauv uas tsis pom tseeb tam sim ntawd kom txog rau thaum koj tau hais txog qhov tseeb kev teeb tsa.
Kev sib raug zoo ntawm lub sijhawm ultrasonic pulse thiab ceev ntawm lub suab, ua ke nrog yuav ua li cas wavelength scales nrog acoustic tshaj tawm, txiav txim siab uas ua cov tswv yim ua rau kev nkag siab zoo. Hauv ib zaug -pulse timeing schemes, lub 'meter' xa ib qho tawg, tos txais tos, ces kwv yees lub sij hawm tuaj txog. Yooj yim txaus hauv kev xav. Qhov tseeb muaj xws li kev txheeb xyuas qhov twg ntawm qhov tau txais waveform sib raug rau lub sijhawm "tsim" hloov pauv-thiab qhov no yog qhov xoom- hla kev tshawb pom nkag mus rau hauv daim duab.
Zero-Hloov txoj kev thiab lawv cov kev txwv
Zero-Kev tshawb nrhiav hla kev teeb tsa qhov pib voltage; Thaum lub teeb liab ncha tshaj qhov theem no, lub kaw lus ua rau lub sijhawm thiab tom qab ntsuas qhov tam sim ntawd thaum lub waveform hla xoom. Txoj kev no tau ua tus qauv coj los siv rau ntau xyoo lawm. Qhov chaw pib voltage tsim ib qho kev siv tiv thaiv uas tau txais waveform piv, nrog rau thawj xoom- hla tom qab qhov pib ua txhaum cai cim qhov "stop" kev tshwm sim rau lub sij hawm Circuit Court.
Qhov tshwm sim no tau piav qhia nyob rau hauv feem ntau cov ntaub ntawv kev kos duab kos duab -ib lub hnab ntawv oscillating ncho qhov twg cov lej suav (labeled 1, 2, 3, 4) yog qhov muaj peev xwm xoom - hla. Qhov kev xaiv ntawm qhov twg xoom- hla mus siv tsis yog arbitrary. Koj yuav tsum ua kom pom qhov rov ua tau ntawm koj qhov kev ntsuas, tab sis qhov hloov pauv ntawm lub teeb liab amplitude tuaj yeem ua rau thawj lub ncov tshaj qhov pib hloov mus, ua rau muaj kev txhawj xeeb "lub voj voog hla" tshwm sim - lub sij hawm ntsuas kev nthuav tawm hla lub voj voog puv nthwv dej.
Ntau qhov xoom- hla cov ntsiab lus tuaj yeem taug qab los txhim kho kev ruaj khov. Qee cov cuab yeej txheeb xyuas ntau qhov kev hla thiab siv cov kev txheeb xyuas tsis sib xws los tsis lees txais cov kev tawm. Qhov no ntxiv kev suav nyiaj siv ua haujlwm tab sis txo qis kev cuam tshuam rau amplitude - ua rau lub sijhawm yuam kev.
Covultrasonic flow meter ua hauj lwm hauv paus ntsiab lusyuav ua rau muaj teeb meem ntau dua thaum cuam tshuam nrog cov ntawv thov roj ntau dua li cov kua dej. Gas muaj kwv yees li peb qhov kev txiav txim ntawm qhov loj me qis acoustic impedance piv rau cov kua xov xwm. Teeb liab attenuation yog hnyav heev. Qhov twg cov kua -coupled transducer yuav tau txais millivolt- qib echoes xav tau kev nthuav dav me ntsis, kev ntsuas roj feem ntau xav tau nce siab tshaj 60dB tsuas yog los daws cov mem tes tau txais los ntawm cov suab nrov tom qab.
Gas Flow Measurement: Ib tug tsiaj nyaum sib txawv tag nrho
Kev ntsuas roj ntws nrog ultrasonic transit-lub sijhawm thev naus laus zis nthuav tawm cov kev sib tw uas cov ntawv thov ua kua tsuas tsis ntsib. Lub acoustic coupling ntawm transducer thiab nruab nrab degrades ntau nrog gaseous media. Lub suab nrawm hauv cov pa sib txawv heev nrog qhov sib xyaw, qhov siab, thiab qhov kub thiab txias -ntau tshaj hauv cov kua uas qhov kev hloov pauv yuav yog ob peb feem pua.
Xav txog dab tsi tshwm sim hauv lub network faib roj. Tib cov yeeb nkab, tib lub ntsuas ultrasonic, tab sis lub siab hloov pauv nrog kev thov. Txhua qhov kev hloov siab hloov pauv cov acoustic impedance, hloov qhov tau txais cov teeb liab amplitude, uas yuav ua rau muaj qhov pib-raws li lub sijhawm ua haujlwm rau latch mus rau qhov sib txawv zero- hla cov ntsiab lus. Cov txiaj ntsig kev nyeem ntawv drifts txawm tias qhov tseeb volumetric throughput tseem nyob tas li.
Turbulence compounds cov teeb meem no. Ntawm cov lej Reynolds siab dua, cov ntaub ntawv nrawm dhau los ua qhov tsis yog -ib puag ncig ntawm cov yeeb nkab hla - ntu. Lub sijhawm hla kev sib txawv uas qhov ntsuas ntsuas ntsuas ultrasonic sawv cev rau txoj hauv kev- qhov nruab nrab tshaj tawm- tsis yog qhov tseeb txhais tau tias koj tau txais los ntawm kev sib koom ua ke thoob plaws hauv cheeb tsam ntws. Kev kho qhov xwm txheej (cov nyiaj them nyiaj profile) suav rau qhov tsis sib xws, tab sis lawv xav tias zoo heev - coj tus cwj pwm ntws. Muab pov rau hauv asymmetric inlet cuam tshuam los yog swirl, thiab cov kev kho qhov teeb meem yuav tsis tshua ntseeg tau.
AGC- tsis siv neeg nce tswj- Circuit Court sim normalize ncha amplitude tsis hais ntau npaum li cas lub teeb liab attenuates thaum propagation. Thaum lub ntsuas AGC theem ua haujlwm tau zoo, amplitude variations ntawm ntws -induced txoj kev hloov, kub- cuam tshuam acoustic vaj tse hloov, los yog gradual transducer degradation tsis corrupt lub zero- hla lub sij hawm. Txawm li cas los xij, AGC qhia txog nws tus kheej cov khoom siv sij hawm yog tias tsis ua tib zoo siv. Theem hloov mus los ntawm qhov nce tswj lub voj tuaj yeem ua rau lub sijhawm hloov pauv hloov pauv.
Tsim cov khoom siv hluav taws xob thib ob hauv lub ntsuas hluav taws xob ultrasonic flow meter suav nrog ntsuas qhov ntsuas qhov ntsuas - rau - suab nrov xav txog qhov xav tau kom ruaj khov, rov ua dua lub sijhawm. Ib qho kev teeb tsa nrov siv kev sib txuas ntawm cov AGC digital (ua tiav hauv firmware) nrog rau cov theem AGC analog siv cov khoom xws li AD8367 sib txawv - tau txais amplifier. Lub hybrid mus kom ze txuas ntxiv dynamic ntau yam thaum uas ua kom distortion nyob rau hauv lub peev xwm ciam teb.
Environmental Factors thiab Edge Effects
Txhua yam ua rau lub teeb liab poob cuam tshuam rau kev ntsuas qhov zoo. Kev khiav nrawm dua txhais tau tias ntev dua acoustic txoj kev deflection vim yog convection - lub suab beam tsis taug kev ncaj nraim hla cov yeeb nkab tab sis ua raws txoj kab nkhaus. Cov kav me me - txoj kab uas hla qhia tau hais tias ciam teb cov teeb meem nyob qhov twg cov phab ntsa sib thooj hloov kho qhov nrawm nrawm hauv zos.
Ntug teebmeem los ntawm kev ntsuas lub raj phab ntsa qhia cov teeb meem ntxiv rau kev hla ultrasonic- lub sij hawm flowmeter tsim. Lub suab nthwv dej sib cuam tshuam nrog cov kav dej ciam teb muaj kev cuam tshuam thiab kev xav ib nrab. Hauv cov kav dej nqaim, cov ciam teb kev sib cuam tshuam ua rau cov cim tau txais lub cim. Lub acoustic beam dav ntsig txog cov yeeb nkab txoj kab uas hla; wider beams "pom" ntau ntawm phab ntsa cuam tshuam.
CO₂- cov nkev nplua nuj muaj cov kev sib tw tshwj xeeb. Cov pa roj carbon dioxide absorbs lub zog acoustic ntawm qee zaus ntau dua aggressively tshaj huab cua los yog natural gas. Cov ntsiab lus siab CO₂ txo qis cov teeb liab amplitude, muaj peev xwm qis dua qhov kev kuaj pom. Ib puag ncig lub suab nrov-txawm yog los ntawm cov tswj lub siab ntws, cavitating li qub, lossis lwm qhov kev co sab nraud- txhaj cov cim tsis zoo uas tuaj yeem ua rau muaj qhov tsis ncaj ncees lawm.
Kev ua tiav qhov ntsuas zaus siab tshaj 20kHz feem ntau yog tsim nyog kom tau txais cov teeb liab txaus-rau- cov suab nrov nrov hauv thaj chaw muaj suab nrov. Tsawg zaus tshaj tawm mus deb dua tab sis muaj kev cuam tshuam ntau dua rau ambient acoustic cuam tshuam. Cov zaus ntau dua attenuate sai dua hauv cov pa, tab sis muaj kev tiv thaiv zoo dua rau qis -ntau zaus cog suab nrov.
Vim li cas Waveform Quality Matters Ntau dua li koj xav
Lub teeb pom kev zoo tsis ruaj khov tseem yog qhov tsis txaus siab ntawm kev ntsuas qhov yuam kev hauv ultrasonic flow metering. Echoes tsis tuav cov profiles zoo ib yam los ntawm ib qho kev ntsuas mus rau lwm qhov. Kub cycling hloov transducer resonance zaus. Kev tso nyiaj ntawm cov chaw nres nkoj acoustic hloov pauv impedance txuam. Cov yeeb nkab phab ntsa corrosion hloov ciam teb cov yam ntxwv.
Thaum lub ncha waveform zoo li drifts, pib-raws li kev tshawb nrhiav schemes teb txawv rau txhua lub tsheb ciav hlau mem tes. Dab tsi ua haujlwm zoo kawg nkaus ntawm commissioning tuaj yeem tsim kev tsis ncaj ncees tom qab ob peb xyoos ntawm kev ua haujlwm. Hla-txoj kev sib raug zoo- qhov twg qhov tau txais waveform yog piv rau cov ntaub ntawv khaws tseg- muab kev tiv thaiv kev tiv thaiv zoo dua rau cov qauv sib txawv tab sis yuav tsum muaj kev suav ntau dua thiab ceev faj siv cov teeb liab tswj.
Txoj kev nthuav tawm nws tus kheej tsis kho geometrically. Refraction vim qhov nrawm gradients (shear ntawm cov tub ntxhais khiav ceev thiab qeeb ciam teb) khoov lub acoustic beam. Nyob rau hauv multipath meter designs, cov nyhuv no tshwm sim raws li txoj kev - nyob ntawm qhov kev nyeem ntawv uas tsis yog qhov nruab nrab ntawm qhov xav tau tshaj tawm.
Kev txiav txim siab zoo rau kev mus los kom raug-Kev ntsuas lub sijhawm
Tau txais kev thauj mus los txhim khu kev qha-Kev ntsuas qhov sib txawv ntawm lub sijhawm yuav tsum tau ua tib zoo saib rau ntau yam lus qhia. Lub sij hawm daws teeb meem yuav tsum muaj ntau tshaj qhov xav tau kev thauj mus los - lub sij hawm sib txawv. Rau qis- cov pa ceev nrawm, Δt tej zaum yuav yog ob peb nanoseconds -yuav tsum tau picosecond-chav kawm lub sij hawm digitization. TDC (lub sij hawm-rau-digital converter) chips los ntawm cov chaw tsim khoom xws li ams ua tiav 90ps daws teeb meem, ua kom muaj kev ntsuas kev ntws tawm -induced transit sib txawv txawm nyob rau hauv cov xwm txheej nyuaj.
Kev them nyiaj kub tsis yog -negotiable. Ob qhov ceev ntawm lub suab nyob rau hauv nruab nrab thiab cov yam ntxwv transducer drift nrog kub. Uncompensated instruments qhia correlation ntawm kub viav vias thiab pom meej txaus nyeem ntawv uas tsis muaj dab tsi ua nrog rau qhov tseeb throughput hloov.
Tus xoom- hla kev tshawb pom ultrasonic flow meter lub hauv paus ntsiab lus kawg yog nyob ntawm qhov kev txiav txim siab ruaj khov, cov yam ntxwv sib xws waveform tuaj txog, thiab tsim kom muaj kev tswj tau zoo. Cov ntsiab lus no cuam tshuam rau txoj hauv kev uas tsis yog ib txwm nkag siab. Lub amplifier "zoo dua" tsis tas txhais tau tias kev ntsuas dej zoo dua yog tias cov lus teb theem hloov nrog qhov nce.
Qhov twg Transit-Lub Sijhawm Technology Excels-thiab Qhov Chaw Nws Tawm Tsam
Huv si, ib zaug - cov kua dej theem nrog cov muaj pes tsawg leeg ruaj khov sawv cev rau cov xwm txheej zoo rau kev thauj mus los - lub sij hawm ultrasonic flow meters. Kev tswj xyuas cov ntawv thov hauv cov raj xa hluav taws xob muaj kev vam khom rau ntau lub tshuab ultrasonic ntsuas qhov tseeb vim tias-thaum nruab thiab ntsuas kom zoo- lawv xa cov kev sib tw raug tseeb lossis tshaj turbine meters yam tsis muaj kev saib xyuas lub nra ntawm cov khoom txav.
Piv txwv li, cov pa roj av qias neeg nrog cov kua dej nkag, sib txawv sai heev, los yog qhov tseem ceeb ntawm cov khoom thauj khoom thawb lub tshuab ciam teb. Cov teeb liab tawg ntawm cov khoom raug tshem tawm tuaj yeem cuam tshuam ncaj qha -txoj kev ncha nrog diffuse reflections. Doppler-raws li ultrasonic ntsuas ntsuas cov xwm txheej zoo dua, txawm tias qhov raug txo qis.
Lub takeaway rau cov kws kho mob: nkag siab txog koj cov txheej txheem ua ntej kev ntsuas ultrasonic txaus. CovLub hauv paus ntsiab lus ntawm ultrasonic flow meterkev ua haujlwm suab ncaj nraim- ntsuas lub sijhawm thauj mus los, suav nrawm-tab sis xa cov txiaj ntsig tau ntseeg tau raws li kev ua haujlwm tiag tiag yuav tsum ua raws li cov cuab yeej ntsuas ntsuas raws li qhov xav tau ntawm daim ntawv thov.
Teeb liab ua Evolution thiab cov lus qhia yav tom ntej
Niaj hnub nimno ultrasonic gas flowmeters nce leverage cov teeb liab ua cov tswv yim uas yog computationally txwv tsis pub dhau kaum xyoo dhau los. Kev sib txheeb -raws li lub sijhawm- ntawm- kev txiav txim siab dav hlau, hloov kho cov txheej txheem lim dej, thiab cov qauv-raws li waveform haum txhua qhov muaj peev xwm txhim kho tshaj qhov yooj yim pib / xoom- hla txoj hauv kev.
Kev koom ua ke ntawm cov algorithms no rau hauv ib qho -chip kev daws teeb meem- sib txuas cov transducer tsav tsheb, analog pem hauv ntej-kawg, ADC, thiab kev ua cov digital hauv cov khoom siv monolithic- tau txo qis kev siv qhov nyuaj thaum txhim kho kev ua haujlwm. Cov chaw tsim khoom xws li Texas Instruments thiab Maxim tam sim no muab daim ntawv thov- tshwj xeeb ultrasonic sensing ICs nrog ua - nyob rau hauv lub sij hawm- rau - digital conversion thiab correlation xam.
Rau cov neeg siv kawg, qhov no txhais mus rau cov ntsuas ntsuas uas tswj xyuas qhov ntsuas tau zoo dua nyob rau lub sijhawm, tsis lees txais kev cuam tshuam zoo dua, thiab muab cov ntaub ntawv kuaj mob qhia pom thaum cov txheej txheem raug thawb kev ntsuas qhov raug txwv. Qhov tseem ceebultrasonic flow meter txoj caitsis tau hloov, tab sis yuav ua li cas cov ntsiab cai ntawd tau txais kev siv txuas ntxiv mus.
Kev ntsuas qhov tseeb hauv daim ntawv thov ultrasonic ntws thaum kawg qhia txog kev saib xyuas hauv kev sib piv cov teeb liab ua qauv rau lub cev ua haujlwm. Kev thauj mus los- lub sijhawm tshawb pom tseem tseem ceeb, tab sis cov khoom siv hluav taws xob txhawb nqa thiab cov txheej txheem txiav txim siab seb qhov kev xav tau txhais tau li cas rau kev ntseeg tau.
