Kaedah korelasi silang{0}}untuk teknologi pengukuran aliran ultrasonik

Sebagai instrumen bukan-sentuh,meter aliran ultrasonikmempunyai pelbagai aplikasi dalam banyak bidang perindustrian. Terdapat banyak kaedah pengukuran untuk meter aliran ultrasonik. Bab ini memperkenalkan aplikasi kaedah korelasi silang-dalam meter aliran ultrasonik, dan juga mengkaji dan mensimulasikan kaedah-korelasi silang. Untuk menyelesaikan ketepatan pengukuran prinsip meter aliran ultrasonik pdf, memandangkan kaedah perbezaan fasa tradisional mudah dipengaruhi oleh gangguan isyarat hingar, sekali gus menjejaskan ketepatan pengukuran, adalah dicadangkan untuk menggunakan kaedah perbezaan fasa sebagai kaedah pengukuran asas, dan menambah prinsip korelasi, algoritma interpolasi dan algoritma purata untuk meningkatkan keupayaan anti-kejituan aliran ultrasoniknya.pdf dan meningkatkan lagi ketepatan pengukuran ultrasonik.pdf

 

Kaedah untuk mengukur halaju aliran menggunakan meter alir korelasi-rentas ultrasonik adalah berdasarkan prinsip pantulan ultrasonik: menggunakan dua denyutan berturut-turut, gerakan zarah ditentukan dengan menganalisis kelewatan antara isyarat berselerak belakang yang dijana dalam volum yang ditentukan. Isipadu ini dianggap sebagai isipadu kon silinder-dan ciri-cirinya dikaitkan dengan ciri penderia.

Semasa operasi

Penderia meter aliran memancarkan denyutan ultrasonik pada sudut tetap untuk mengimbas bahan reflektif (artikel mikro, mineral atau buih) dalam air hujan dan air sisa, menyimpan gema yang terhasil sebagai imej atau corak gema. Selepas beberapa milisaat, imbasan kedua dilakukan dan imej atau corak gema yang terhasil turut disimpan. Oleh kerana bahan pemantul bergerak serentak dengan air hujan dan medium air sisa, kedudukan bahan pemantul boleh dikenal pasti dengan membandingkan hubungan antara dua imej atau corak yang serupa, sekali gus mengesan dan mengira halaju aliran.

Memandangkan sudut rasuk dan kadar ulangan nadi ultrasound, halaju sehingga 16 lapisan zarah minit dalam bendalir boleh diukur secara langsung melalui taburan ruang, dengan itu secara langsung mengira-kepersisan silang paip berketepatan tinggi-halaju aliran keratan: apabila halaju aliran adalah<1m/s, the measurement inaccuracy is ±0.5% + 5mm/s of the measured value; when the flow velocity is >1m/s, ketidaktepatan pengukuran ialah ±1% daripada nilai yang diukur. Ini juga merupakan sebab utama mengapa ketepatan pengukuran meter alir korelasi-silang adalah lebih tinggi daripada meter alir Doppler. Prinsip pengukuran ditunjukkan dalam rajah.

 

Rajah menunjukkan perbezaan masa antara perambatan hiliran dan hulu dalam bendalir, yang boleh diukur menggunakan kaedah perbezaan fasa.

 

Kuantiti fizik yang diukur dengan kaedah perbezaan fasa ialah perbezaan fasa antara dua set isyarat. Apabila nadi ultrasonik berterusan atau nadi dengan tempoh yang lama dipancarkan, perbezaan fasa akan dihasilkan antara isyarat daripada dua set probe penerima ultrasonik, dan perbezaan fasa ini mencerminkan magnitud halaju aliran bendalir.

Penggunaan kaedah korelasi silang-dalam kaedah perbezaan fasa dicerminkan terutamanya dalam aspek berikut:

Penjajaran dan Penyegerakan Isyarat

Dalam pengukuran perbezaan fasa, dua isyarat mungkin mempunyai offset temporal atau spatial. Kaedah korelasi silang-mengira persamaan dua isyarat pada kelewatan masa yang berbeza, mencari nilai kelewatan yang memaksimumkan korelasi, dengan itu menentukan pengimbangan relatif antara isyarat. Contohnya, dalam meter aliran ultrasonik, perbezaan masa antara isyarat ultrasonik huluan dan hiliran didapati menggunakan korelasi silang-dan perbezaan fasa kemudiannya diperolehi.

Penindasan Bunyi dan Peningkatan Kekukuhan

Isyarat dunia-sebenar selalunya dipengaruhi oleh gangguan hingar dan kaedah korelasi silang-adalah teguh kepada hingar. Dengan mengira korelasi antara dua isyarat, komponen hingar sebahagiannya dibatalkan semasa proses korelasi, manakala maklumat berguna (seperti hubungan fasa) dikekalkan. Contohnya, dalam ujian hingar fasa, kaedah korelasi silang-boleh menghapuskan hingar yang diperkenalkan oleh sistem pengukuran, menyerlahkan ciri hingar fasa bagi isyarat yang diukur.

Anggaran Perbezaan Fasa

Kedudukan puncak fungsi korelasi silang- sepadan dengan perbezaan fasa antara isyarat. Untuk isyarat dengan kekerapan yang sama tetapi fasa yang berbeza, kaedah korelasi silang-boleh menukarkan kelewatan masa kepada perbezaan fasa dengan mencari kelewatan yang sepadan dengan puncak. Contohnya, dalam komunikasi wayarles atau sistem radar, mengukur perbezaan fasa isyarat menggunakan-korelasi silang boleh digunakan untuk aplikasi seperti kedudukan, julat atau penyegerakan.

Pemprosesan Isyarat Berbilang Saluran

Dalam sistem pengukuran berbilang saluran, korelasi silang-boleh digunakan untuk menganalisis hubungan fasa antara isyarat daripada saluran yang berbeza. Contohnya, dalam penganalisis hingar fasa, isyarat yang diukur dibahagikan kepada berbilang saluran untuk-pemprosesan korelasi silang, yang boleh meningkatkan ketepatan dan sensitiviti pengukuran sambil menghapuskan perbezaan bunyi antara saluran.