Chi tiết sản phẩm

Nguyên tắc hệ thống đo lưu lượng siêu âm công nghiệp:

Đồng hồ đo lưu lượng siêu âm là đồng hồ đo lưu lượng thể tích được sử dụng để đo lưu lượng của chất lỏng, khí hoặc hơi. Chúng thường được sử dụng trong ngành dầu khí, dược phẩm, thực phẩm và đồ uống. Đồng hồ đo lưu lượng sử dụng thời gian bay hoặc công nghệ Doppler để đo lưu lượng.

Đồng hồ đo lưu lượng sử dụng nguyên tắc thời gian bay có một hoặc nhiều cặp cảm biến. Đo thời gian phát sóng của sóng siêu âm theo cả hai hướng, do đó dòng chảy có thể được tính toán. Kỹ thuật này thường đòi hỏi một môi trường tương đối tinh khiết và lượng hạt nên nhỏ hơn 5%. Nó có thể đạt được độ chính xác cao hơn 1%.

Khi áp dụng phương pháp Doppler, sóng áp suất siêu âm được phản xạ bởi các hạt chuyển động trong chất lỏng. Tốc độ của các hạt này tạo ra một độ lệch Doppler trong tín hiệu tiếng vang, từ đó dòng chảy có thể được xác định. Trong các ứng dụng thực tế, độ chính xác của phương pháp đo này thường không vượt quá 3%.

Đồng hồ đo lưu lượng siêu âm bao gồm nguồn điện, kích thích cảm biến, điều hòa tín hiệu, bộ chuyển đổi analog-digital, bộ xử lý, màn hình hiển thị, bàn phím và nhiều tùy chọn truyền thông khác nhau (chẳng hạn như 4 mA đến 20 mA, HART, RS-485, không dây, v.v.).

Cân nhắc thiết kế hệ thống đo lưu lượng siêu âm công nghiệp và những thách thức chính:

Hướng dẫn giải pháp này tập trung vào lưu lượng kế siêu âm dựa trên nguyên tắc thời gian bay. Chuỗi tín hiệu dưới đây phù hợp nhất cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao, đặc biệt là các ứng dụng có nhiều cặp cảm biến. Ngoài sự cần thiết phải đạt được độ chính xác đo cao, các thiết kế này thường có những hạn chế không gian khá nghiêm ngặt.

Tần số siêu âm 1 MHz thường được sử dụng trong lưu lượng kế siêu âm lỏng. Độ chính xác của hệ thống liên quan trực tiếp đến độ chính xác của các phép đo thời gian bay ngược dòng và hạ lưu. Do đó, FPGA thường được sử dụng để kiểm soát thời gian phát và nhận xung. Ngoài ra, bất kỳ sai lệch nào có thể xảy ra đối với độ trễ của đường truyền tín hiệu phát và nhận phải được thực hiện nghiêm túc.

Một khía cạnh quan trọng khác là việc nhận chuỗi tín hiệu đòi hỏi mức tăng cao. Mức tăng này đòi hỏi phải điều chỉnh động để phù hợp với các điều kiện dòng chảy và kích thước ống khác nhau, với phạm vi điển hình là 60 dB hoặc cao hơn, do đó yêu cầu đường dẫn chuỗi tín hiệu nhận nhiễu thấp.

Kích thích cảm biến có thể là bật/tắt, hoặc máy phát dạng sóng. Máy phát dạng sóng thường làm tăng chi phí và độ phức tạp, nhưng người dùng có thể kiểm soát tín hiệu đầu ra tốt hơn, cho phép thiết kế lưu lượng kế chính xác và mạnh mẽ hơn.

Xử lý tín hiệu đòi hỏi rất nhiều bộ lọc và phân tích FFT để xác định dấu thời gian chính xác của tín hiệu nhận được, có thể được thực hiện bằng cách sử dụng bộ xử lý DSP và nó cũng hỗ trợ các giao thức giao diện cần thiết.