Detaily produktu

Princip průmyslového ultrazvukového průtokoměru:

Ultrazvukový průtokoměr je objemový průtokoměr, který se používá k měření průtoku kapaliny, plynu nebo páry. Často se používají v ropném, plynárenském, farmaceutickém a potravinářském průmyslu. Protokoměr měří průtok pomocí času letu nebo Dopplerovy technologie.

Protokoměr, který využívá princip času letu, má pár nebo více senzorů. Měření času vysílání ultrazvuku v obou směrech umožňuje vypočítat průtok. Tato technika obvykle vyžaduje relativně čisté médium s množstvím částic menším než 5%. Dokáže dosáhnout přesnosti vyšší než 1 %.

Při Dopplerové metodě jsou ultrazvukové tlakové vlny odráženy pohyblivými částicemi v tekutině. Rychlost těchto částic vytváří Dopplerový posun v ozvučném signálu, což umožňuje určovat průtok. V praktických aplikacích není přesnost této metody měření většinou vyšší než 3 %.

Ultrazvukový průtokoměr zahrnuje napájení, stimulaci senzoru, klimatizaci signálu, modulární adaptory, procesor, displej, klávesnici a řadu komunikačních možností (např. 4 mA až 20 mA, HART, RS-485, bezdrátové atd.).

Vzhledy k návrhu průmyslových ultrazvukových průtokoměrů a hlavní výzvy:

Tato příručka řešení se zaměřuje na ultrazvukové průtokoměry založené na principu času letu. Následující signální řetězec je vhodný pro aplikace vyžadující vyšší výkon, zejména aplikace s více senzory. Kromě potřeby dosahovat vyšší přesnosti měření mají tyto konstrukce často poměrně přísná prostorová omezení.

Ultrazvukový průtokoměr tekutin obvykle používá ultrazvukovou frekvenci 1 MHz. Přesnost systému je přímo spojena s přesností měření času letu v uplynulém a dolním proudu. Proto se obvykle používá FPGA k ovládání časové sekvence vysílání a přijímání impulsů. Kromě toho je třeba brát vážně jakékoli možné odchylky zpoždění vysílání a přijímání signálu.

Dalším důležitým aspektem je, že přijímací signální řetězec vyžaduje vysoký zisk. Tento zisk vyžaduje dynamickou nastavitelnost pro různé provozní podmínky a velikosti potrubí, typický rozsah je 60 dB nebo vyšší, a proto vyžaduje cestu příjemného řetězce s nízkou hlučností.

Motivace senzoru může být zapnutá/vypnutá nebo generátor vlnných tvarů. Generátory vlnových tvarů často zvyšují náklady a složitost, ale uživatelé mohou lépe ovládat výstupní signál a umožnit přesnější a robustnější design průtokoměru.

Zpracování signálu vyžaduje velké množství filtrů a analýzy FFT k určení přesného časového razítka přijímaného signálu, což lze provést pomocí procesoru DSP, který také podporuje požadovaný protokol rozhraní.