Конструкция ультразвукового расходомера с использованием метода разности времени

Аннотация: Информация о конструкции ультразвукового расходомера с измерением разницы во времени предоставлена ​​ведущими производителями расходомеров. В последние годы ультразвуковые расходомеры получили широкое распространение благодаря своей бесконтактной работе и невосприимчивости к физическим и химическим свойствам жидкостей. Для ультразвукового расходомера с измерением разницы во времени точное измерение времени распространения ультразвука является ключевым фактором повышения точности измерений, и в настоящее время. Все больше производителей расходомеров выбирают модели и предлагают ценовые предложения. Вы можете запросить информацию. Ниже приведены сведения о конструкции ультразвукового расходомера с измерением разницы во времени. В последние годы ультразвуковые расходомеры получили широкое распространение благодаря своей бесконтактной работе и невосприимчивости к физическим и химическим свойствам жидкостей. Для ультразвукового расходомера с измерением разницы во времени точное измерение времени распространения ультразвука является ключевым фактором повышения точности измерений. Исходя из того, что текущая точность измерения времени достигла уровня пикосекунд, ключом к повышению точности измерения времени является точная оценка момента прихода ультразвуковой волны. Форма ультразвукового сигнала особенно важна для точной оценки времени прибытия ультразвуковой волны. Исходя из этого, в данной статье разработан ультразвуковой расходомер с временным сдвигом и представлена ​​концепция его аппаратной реализации. 1. Принцип измерения. Метод временного сдвига — это метод определения скорости потока на основе соотношения между разностью времени распространения ультразвуковых волн в жидкости при прямом и обратном течении и скоростью потока измеряемой жидкости. Суть заключается в том, что скорость распространения ультразвуковых волн в жидкости зависит от течения жидкости, и измеренное время будет разным при прямом и обратном течении жидкости. Принципиальная схема представлена ​​на рисунке 1: угол установки противоточного и попутного преобразователей относительно оси трубопровода равен θ, диаметр трубы равен D, линейное расстояние между двумя преобразователями равно L, а скорость жидкости равна v. Рис. 1 Принцип работы ультразвукового расходомера с временной разницей При измерении противоточный и попутный преобразователи попеременно используются в качестве приемного и передающего ультразвуковых концов. Фактическая скорость распространения c0 ультразвуковой волны представляет собой скорость звука c и компоненту скорости vcos жидкости в направлении канала θСумма: c0=c±vcosθ (1) В это время время распространения прямого и обратного потока равно: (2) Из приведенной выше формулы разницу во времени между прямым и обратным потоком можно получить как: (3) Поскольку максимальная измеримая скорость потока общего ультразвукового расходомера составляет около 10 м/с, а скорость распространения звука в жидкости составляет около 1500 м/с, что намного больше скорости жидкости, поэтому разницу во времени между прямым и обратным потоком можно аппроксимировать как: (4) Соответственно, скорость потока жидкости и формулу расхода можно выразить следующим образом: (5) (6) Из формулы (5) видно, что ультразвуковая волна является прямым и обратным потоком Точность измерения времени распространения напрямую влияет на точность измерения и диапазон измерения скорости потока. 2 Конструкция аппаратного обеспечения системы Схема структуры аппаратного обеспечения системы показана на рисунке 2. Рисунок 2 Схема структуры аппаратного обеспечения системы Аппаратное обеспечение системы в основном включает в себя модуль источника питания, модуль приемопередатчика сигнала, модуль обработки сигнала, модуль измерения временной микросхемы, модуль микропроцессора MSP430F1612 и модуль сбора данных системы. Схемотехническая конструкция нескольких важных модулей кратко представлена ​​ниже. 2.1 Схемотехническая конструкция модуля обработки сигнала Как показано на схеме структуры аппаратного обеспечения системы на рисунке 2, модуль обработки сигнала включает в себя пять звеньев: усиление первого каскада, усиление с регулируемым коэффициентом усиления второго каскада, полосовую фильтрацию, выпрямление полуволны и сравнение с порогом. Среди них усиление первого каскада и полосовая фильтрация построены с помощью операционного усилителя OPA2725. Схема выпрямителя полуволны состоит из диодов и резисторов. Усилитель с регулируемым коэффициентом усиления второго каскада реализован с помощью усилителя усиления, управляемого напряжением VCA822. Эти четыре схемы сравниваются. Это просто, поэтому следующее в основном представляет конкретную структуру схемы сравнения порога. Схема сравнения порога показана на рисунке 3, среди которых компаратор выбирает микросхему AD8611 компании Ana-logDevices, и ее задержка распространения составляет 4 нс. Когда амплитуда входного сигнала выше опорного уровня, выходной вывод QA выдает высокий уровень, а когда амплитуда входного сигнала ниже опорного уровня, выходной вывод QA выдает низкий уровень. Таким образом, подключая ультразвуковой сигнал, который должен быть обработан, к порту входного сигнала и добавляя опорный уровень, можно вывести серию сравниваемых прямоугольных сигналов. Время нарастания и спада фронта прямоугольного сигнала является временем прибытия ультразвукового сигнала. Опорный уровень, требуемый компаратором, обеспечивается пороговой схемой. Пороговая схема образована комбинацией инструментального усилителя и операционного усилителя. Инструментальный усилитель представляет собой высокоточный инструментальный усилитель IN114 с коэффициентом усиления. Рисунок 3. Схема сравнения порогов 2.2 Схемотехническая разработка измерительного модуля с использованием чипа синхронизации. Сигнал прямоугольной формы, полученный после прохождения через модуль обработки сигнала, включает в себя сигнал времени, который системе необходимо записать. Эти временные точки точно записываются и передаются в микропроцессор для дальнейшего анализа, оценки и анализа. Вычисления являются критически важной частью измерения расхода системы. Поэтому необходимо выбрать чип синхронизации с высокой точностью измерения и высокой скоростью отклика. В данной статье для реализации синхронизации выбран высокоточный чип измерения времени TDC-GP2. TDC-GP2 обладает такими функциями, как высокоскоростной генератор импульсов, разрешение сигнала останова и управление тактовой частотой. Эти функциональные модули позволяют ему соответствовать различным требованиям ультразвуковых измерений расходомера. Поскольку TDC-GP2 необходим здесь для измерения момента фронта сигнала прямоугольной формы, включая нарастающий и спадающий фронты, для измерения времени необходимы два чипа времени TDC-GP2. Один TDC-GP2 настроен на запуск по нарастающему фронту, а другой - для запуска по спадающему фронту, измеряя первые три момента нарастающего фронта и первые три момента спадающего фронта сигнала прямоугольной формы соответственно. Схема его применения показана на рисунке 4. Рисунок 4. Схема измерения с помощью микросхемы синхронизации. Вышеизложенное представляет собой полное содержание данной статьи. Вы можете обратиться к нам за информацией о выборе расходомера и его стоимости. «Конструкция ультразвукового расходомера с измерением разницы во времени».

Любой, кто видел в работе новейший ультразвуковой расходомер массового расхода врезного типа, не может не быть впечатлен тем, насколько далеко продвинулась эта технология за последние несколько лет.

Чего же вы ждёте? Разве вы не хотите обеспечить идеальную поддержку кориолисового массового расходомера Emerson? Если да, то переходите на массовый расходомер прямо сейчас!

Sincerity Flow Meter — интересный сайт с инструкциями (и рекомендациями) по производству вихревых массовых расходомеров. Найдите нас на Sincerity Flow Meter, и ваша проблема будет решена.

Компания Beijing Sincerity Automatic Equipment Co., Ltd., имеющая собственный завод полного цикла, способна соответствовать самым строгим требованиям, независимо от типа продукции. Специальная команда экспертов предоставляет эти услуги с добавленной стоимостью, обеспечивая своевременное удовлетворение потребностей клиентов и постоянно контролируя качество и производительность массовых расходомеров в соответствии с высочайшими международными стандартами. Подробнее на сайте Sincerity Flow Meter.

Обращение к нашим корням и признание нашего наследия может быть плодотворным как для высококачественного, так и для профессионального уровня массового расходомера.