Produktdetaljer

Principen för industriella ultraljudsflödesmätare:

Ultraljudsflödemeter är volymmätare som används för att mäta flödet av vätska, gas eller ånga. De används ofta i olje-, gas-, läkemedel- och livsmedelsindustrin. Flödesmätare mäter flödet med hjälp av flygtid eller Dopplerteknik.

Flödesmätare som använder flygtidsprincipen har ett par eller flera par sensorer. Mät utsläppstiden längs båda riktningarna för att beräkna flödet. Denna teknik kräver vanligtvis relativt rent medium och partikelmengden bör vara mindre än 5%. Det kan uppnå mer än 1% precision.

När Doppler-metoden används reflekteras ultraljudstrykvågorna av rörliga partiklar i vätskan. Hastigheten på dessa partiklar genererar en Doppler-förskjutning i ekosignalen, vilket gör det möjligt att bestämma flödet. I praktiska tillämpningar överstiger denna mätmetods noggrannhet vanligtvis inte 3%.

Ultraljudsflödesmätare inkluderar strömförsörjning, sensorstimulering, signalkonditionering, modular adapter, processor, skärm, tangentbord och flera kommunikationsalternativ (t.ex. 4 mA till 20 mA, HART, RS-485, trådlöst osv.).

Konstruktionsöverväganden och viktigaste utmaningar för industriella ultraljudsflödemetrar:

Denna lösningsguide fokuserar på ultraljudsflödemetrar baserade på flygtidsprincipen. Signalkedjan nedan är bäst lämpad för applikationer som kräver hög prestanda, särskilt applikationer med flera par sensorer. Förutom kravet på högre mätnoggrannhet har dessa konstruktioner ofta ganska stränga utrymmesbegränsningar.

Ultraljudsflödemetrar för vätskor använder oftast en ultraljudsfrekvens på 1 MHz. Systemets noggrannhet är direkt relaterad till noggrannheten i uppströms- och nedströms flygtidsmätningar. Följaktligen används vanligtvis en FPGA för att kontrollera tidordningen för utsändning och mottagning av pulser. Dessutom måste eventuella avvikelser i fördröjningen av sändnings- och mottagningsvägar tas på allvar.

En annan viktig aspekt är att mottagning av signalkedjan kräver hög vinst. Denna förstärkning kräver dynamiskt justerbar för att anpassa sig till olika flödesförhållanden och rörstorlekar, ett typiskt område på 60 dB eller högre, vilket kräver en låg bullersväg för mottagningssignalkedjor.

Sensorstimulans kan vara på/av eller en vågformsgenerator. Vågformiga generatorer ökar ofta kostnaden och komplexiteten, men användaren kan kontrollera utgångssignalen bättre för en mer exakt och robust flödesmätarkonstruktion.

Signalbehandling kräver en stor mängd filtrering och FFT-analys för att fastställa den exakta tidsstämpeln för mottagningen av signalen, vilket kan göras med hjälp av en DSP-processor som också stöder önskat gränssnittsprotokoll.