Projeto de medidor de vazão ultrassônico com método de diferença de tempo

Resumo: As informações de projeto do medidor de vazão ultrassônico de diferença de tempo são fornecidas por excelentes fabricantes de medidores de vazão e medidores de vazão. Nos últimos anos, os medidores de vazão ultrassônicos têm sido amplamente utilizados devido à sua ausência de contato e à sua ausência de influência das propriedades físicas e químicas dos fluidos. Para o medidor de vazão ultrassônico de diferença de tempo, a medição precisa do tempo de propagação ultrassônica é a chave para melhorar a precisão da medição, e atualmente. Mais fabricantes de medidores de vazão selecionam modelos e cotações de preços. Sinta-se à vontade para nos contatar. A seguir, os detalhes do artigo de projeto do medidor de vazão ultrassônico de diferença de tempo. Nos últimos anos, os medidores de vazão ultrassônicos têm sido amplamente utilizados devido à sua ausência de contato e à sua ausência de influência das propriedades físicas e químicas dos fluidos. Para o medidor de vazão ultrassônico de diferença de tempo, a medição precisa do tempo de propagação ultrassônica é a chave para melhorar a precisão da medição. Com base no fato de que a precisão do chip de medição de tempo atual atingiu o nível ps, a chave para melhorar a precisão da medição de tempo é avaliar com precisão a onda ultrassônica no momento em que a forma chega. A forma de onda do sinal ultrassônico é particularmente crítica para avaliar com precisão o tempo de chegada da onda ultrassônica. Sob essa premissa, este artigo projeta um medidor de vazão ultrassônico por diferença de tempo e apresenta a ideia de projeto de seu circuito de implementação de hardware. 1 Princípio de medição O método da diferença de tempo é um método para encontrar a velocidade do fluxo de acordo com a relação entre a diferença de tempo de propagação entre o fluxo direto e reverso das ondas ultrassônicas no fluido e a velocidade do fluxo do fluido medido. A essência é que a velocidade de propagação das ondas ultrassônicas no fluido é afetada pelo fluxo do fluido, e o tempo medido será diferente no fluxo direto e no fluxo reverso. fluxo de fluido. O diagrama esquemático é mostrado na Figura 1: o ângulo de instalação do transdutor de contracorrente e do transdutor a jusante em relação ao eixo da tubulação é θ, o diâmetro do tubo é D, a distância linear entre os dois transdutores é L e a velocidade do fluido é v. Fig. 1 O princípio de funcionamento do medidor de vazão ultrassônico de diferença de tempo Ao medir, o transdutor de contracorrente e o transdutor a jusante são usados ​​alternadamente como extremidades de recepção e transmissão ultrassônica. A velocidade de propagação real c0 da onda ultrassônica é a velocidade do som c e o componente de velocidade vcos do fluido na direção do canalθSoma: c0=c±vcosθ (1) Neste momento, o tempo de propagação do fluxo direto e reverso é: (2) A partir da fórmula acima, a diferença de tempo entre o fluxo direto e reverso pode ser obtida como: (3) Como a velocidade máxima de fluxo mensurável do medidor de vazão ultrassônico geral é de cerca de 10 m/s, e a velocidade de propagação do som no fluido é de cerca de 1500 m/s, o que é muito maior do que a velocidade do fluido, a diferença de tempo entre o fluxo direto e reverso pode ser aproximada como: (4) Correspondentemente, a velocidade do fluxo do fluido e a fórmula do fluxo podem ser expressas da seguinte forma: (5) (6) Pode-se ver pela fórmula (5) que a onda ultrassônica é de fluxo direto e reverso A precisão da medição do tempo de propagação afeta diretamente a precisão da medição e a faixa de medição da velocidade do fluxo. 2 Projeto de Hardware do Sistema O diagrama de estrutura de hardware do sistema é mostrado na Figura 2. Figura 2 Diagrama de estrutura de hardware do sistema O hardware do sistema inclui principalmente módulo de fonte de alimentação, módulo transceptor de sinal, módulo de processamento de sinal, módulo de medição de chip de temporização, módulo de microprocessador MSP430F1612 e módulo de aquisição de dados do sistema. O projeto do circuito de vários módulos importantes é brevemente apresentado abaixo. 2.1 O projeto do circuito do módulo de processamento de sinal Conforme mostrado no diagrama de estrutura de hardware do sistema na Figura 2, o módulo de processamento de sinal inclui cinco links: amplificação de primeiro estágio, amplificação de ganho controlável de segundo estágio, filtragem passa-faixa, retificação de meia onda e comparação de limiar. Entre eles, a amplificação de primeiro estágio e a filtragem passa-faixa são construídas com o amplificador operacional OPA2725. O circuito retificador de meia onda é composto de diodos e resistores. O amplificador de ganho controlável de segundo estágio é realizado pelo amplificador de ganho controlado por tensão VCA822. Estes quatro circuitos de ligação são comparados. É simples, então o seguinte apresenta principalmente a estrutura específica do circuito de comparação de limiar. O circuito de comparação de limiar é mostrado na Figura 3, entre os quais o comparador seleciona o chip AD8611 da Ana-logDevices Company, e seu atraso de propagação é de 4 ns. Quando a amplitude do sinal de entrada é maior que o nível de referência, o terminal de saída QA emite um nível alto, e quando a amplitude do sinal de entrada é menor que o nível de referência, o terminal de saída QA emite um nível baixo. Portanto, conectando o sinal ultrassônico a ser processado à porta de entrada do sinal e adicionando um nível de referência, uma série de sinais de onda quadrada comparados podem ser emitidos. O tempo de borda ascendente e borda descendente do sinal de onda quadrada é o tempo de chegada do sinal ultrassônico. O nível de referência requerido pelo comparador é fornecido pelo circuito de limiar. O circuito de limiar é formado por uma combinação de um amplificador de instrumentação e um amplificador operacional. O amplificador de instrumentação é um amplificador de instrumentação de alta precisão IN114 com um ganho de . Figura 3. Circuito de comparação de limiares 2.2 Projeto do circuito do módulo de medição do chip de temporização O sinal de onda quadrada obtido após passar pelo módulo de processamento de sinal inclui o sinal de tempo que o sistema precisa registrar, e esses pontos de tempo são registrados com precisão e fornecidos ao microprocessador para posterior análise, julgamento e análise. Os cálculos são uma parte crítica da medição de vazão do sistema. Portanto, um chip de temporização com alta precisão de medição e alta velocidade de resposta deve ser selecionado. Neste artigo, o chip de medição de tempo de alta precisão TDC-GP2 é selecionado para realizar a temporização. O TDC-GP2 possui funções como gerador de pulsos de alta velocidade, habilitação do sinal de parada e controle de relógio. Esses módulos funcionais o fazem atender a vários requisitos de medição de medidor de vazão ultrassônico. Como o TDC-GP2 é necessário aqui para medir o momento da borda do sinal de onda quadrada, incluindo bordas ascendentes e descendentes, dois chips de tempo TDC-GP2 são necessários para medir o tempo. Um TDC-GP2 é configurado para disparar na borda ascendente e o outro é configurado para disparar na borda descendente, meça os três primeiros momentos da borda ascendente e os três primeiros momentos da borda descendente do sinal de onda quadrada, respectivamente. O projeto do circuito de aplicação é mostrado na Figura 4. Figura 4: Circuito de medição do chip de temporização. O texto acima contém todo o conteúdo deste artigo. Sinta-se à vontade para nos contatar sobre a seleção e o orçamento do medidor de vazão de nossa fábrica. 'Projeto de Medidor de Vazão Ultrassônico por Diferença de Tempo'

Qualquer pessoa que tenha visto o mais recente medidor de vazão ultrassônico de inserção em operação não pode deixar de ficar impressionado com o quanto a tecnologia progrediu nos últimos anos.

O que você está esperando? Não quer fornecer suporte perfeito para o medidor de vazão mássica Coriolis Emerson? Se sim, mude para um medidor de vazão mássica agora mesmo!

Um site interessante que contém instruções (e recomenda itens) para fabricantes de medidores de vazão mássica e medidores de vazão tipo vórtice é o Sincerity Flow Meter. Encontre-nos no Sincerity Flow Meter e seu problema será resolvido.

Com uma fábrica completa, a Beijing Sincerity Automatic Equipment Co., Ltd. é capaz de atender às especificações mais rigorosas, independentemente do tipo de produto. Uma equipe dedicada de especialistas cuida desses serviços de valor agregado, garantindo que as necessidades dos clientes sejam atendidas dentro do prazo, monitorando consistentemente a qualidade e o desempenho do medidor de vazão mássica de acordo com os mais altos padrões internacionais. Visite a Sincerity Flow Meter para saber mais.

Explorar nossas raízes e reconhecer nossa herança pode ser proveitoso tanto para um medidor de vazão mássica de alta qualidade quanto para um nível profissional.