Szczegóły produktu

Zasada przemysłowego przepływomierza ultradźwiękowego:

Przepływomierz ultradźwiękowy jest przepływomierzem objętościowym służącym do pomiaru przepływu cieczy, gazu lub pary. Są one często stosowane w przemyśle naftowym, farmaceutycznym i spożywczym. Przepływomierz mierzy przepływ za pomocą czasu lotu lub technologii Dopplera.

Przepływomierz z zasadą czasu lotu posiada parę lub więcej czujników. Pomiar czasu emisji ultradźwięku w obu kierunkach umożliwia obliczenie przepływu. Technika ta zazwyczaj wymaga stosunkowo czystego środowiska, którego wielkość cząstek powinna być mniejsza niż 5%. Może osiągnąć dokładność powyżej 1%.

Przy zastosowaniu metody Dopplera fale ciśnienia ultradźwiękowe odbijają się przez poruszające się cząstki w płynie. Prędkość tych cząstek powoduje przesunięcie Dopplera w sygnałach echo, dzięki czemu można określić przepływ. W praktycznych zastosowaniach dokładność tej metody pomiaru zazwyczaj nie przekracza 3%.

Przedmiotomier ultradźwiękowy obejmuje zasilanie, stymulację czujnika, klimatyzację sygnału, adapter modularny, procesor, wyświetlacz, klawiaturę i wiele opcji komunikacji (takich jak 4 mA do 20 mA, HART, RS-485, bezprzewodowy itp.).

Przemysłowe rozważenia dotyczące projektowania systemów przepływomierzy ultradźwiękowych i główne wyzwania:

Niniejszy przewodnik dotyczy przepływomierza ultradźwiękowego opartego na zasadzie czasu lotu. Poniższe łańcuchy sygnałowe najlepiej nadają się do zastosowań wymagających wyższej wydajności, zwłaszcza zastosowań z wieloma parami czujników. Oprócz konieczności osiągnięcia wysokiej dokładności pomiarów, konstrukcje te często mają dość rygorystyczne ograniczenia przestrzeniowe.

Przepływomierz ultradźwiękowy cieczy często używa częstotliwości ultradźwiękowej 1 MHz. Dokładność systemu jest bezpośrednio związana z dokładnością pomiaru czasu lotu w górnym i dolnym strumieniu. W związku z tym FPGA są zazwyczaj używane do sterowania kolejnością emitowania i odbierania impulsów. Ponadto należy poważnie traktować wszelkie możliwe odchylenia od opóźnień w ścieżce sygnału emitującego i odbierającego.

Innym ważnym aspektem jest to, że łańcuch sygnału odbiorczego wymaga wysokiego zysku. Ten zysk wymaga dynamicznej regulacji, aby dostosować się do różnych warunków przepływu i rozmiarów rurociągu, a typowy zakres wynosi 60 dB lub wyższy, co wymaga ścieżki łańcucha odbiorczego o niskim poziomie hałasu.

Motywacja czujnika może być włączona/wyłączona lub generator fali. Generatory fali często zwiększają koszty i złożoność, ale użytkownicy mogą lepiej kontrolować sygnał wyjściowy, dzięki czemu można uzyskać bardziej precyzyjne i wytrzymałe projektowanie przepływomierza.

Przetwarzanie sygnału wymaga dużej ilości filtrów i analizy FFT, aby określić dokładną pieczęć czasową odbieranego sygnału, co można wykonać za pomocą procesora DSP, który obsługuje również wymagane protokoły interfejsu.