Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2020-05-25 Происхождение:Работает
На промышленном рынке полупроводниковые чипсеты играют огромную роль в превращении механического оборудования в электромеханическое или чисто электронное оборудование. Каждый сегмент рынка может быть разбит на многие приложения, и производители будут проектировать конкретные продукты для каждого приложения.
Ультразвуковая или ультразвуковая технология используется в некоторых гражданских, медицинских и военных областях более 100 лет. Почти все будут использовать медицинские ультразвуковые технологии в течение жизни. Тем не менее, его последним случаем применения является реализация автоматизации в промышленных и автомобильных областях. Мы удивлены, увидев, что эта технология заняла свое место в серии действительно разнообразных приложений. Неинвазивные (некоррозийные) и неконтактные характеристики ультразвуковой технологии делают ее идеальным для медицинских, фармацевтических, военных и заводских применений.
На промышленных и автомобильных рынках можно найти ультразвуковую технологию для измерения расстояния, обнаружения занятости, обнаружения уровня, анализа композиции, измерения скорости потока, помощи в парковке, помощи посадки и помощи в открытии ствола. Ультразвуковые датчики, также известные как ультразвуковые преобразователи, могут работать за пределами частот, которые люди не могут слышать, а их операционные частоты варьируются от 20 кГц до нескольких мегагерц.
Большинство ультразвуковых преобразователей изготовлены из пьезоэлектрических материалов, и когда применяются электрические импульсы, генерируются механические вибрации или ультразвуковые волны. Некоторые преобразователи также могут преобразовать механическую вибрацию обратно в электрическую энергию. Преобразователи примерно разделены на три типа:
После обработки полученного электрического сигнала вы можете получить несколько соответствующих компонентов, подходящих для промышленных или автомобильных применений. Одним из наиболее распространенных и важных компонентов является ультразвуковое время полета (TOF), которое относится к оценке времени в рамках поездок ультразвуковых волн, излученных из ультразвукового транс-дачи потока для измерения потока в целевой объект, а затем отражается обратно от объект датчика. Это основной принцип использования ультразвуковых технологий в интеллектуальных счетчиках для измерения потока воды, газа или отопления (будь то навязчивой или неинтрузивной), а также предоставление данных потребления потребителям для легкого выставления счетов.
Измерение потока - это количественное определение потока жидкости или газа (объем или скорость). Единица измерения аналогична литрам / минуте (или секундам или часам) или квадратным метрам / секунду. Диапазон потоков относительно широкий, от простых общественных инструментов для домашнего использования (газ / вода / отопление) до промышленных приборов или смесителей для опасных жидкостей или газов (нефть, добыча полезных ископаемых, очистку сточных вод, краски и химические вещества и т. Д.). Структурно, проточный индекс включает в себя датчик, единицу измерения и блок управления / связи, каждый из которых может быть дополнительно разделен на механическую или электронную. На рисунке 1 сравниваются различные типы технологий зондирования потока, которые составляют датчик. Ультразвуковые расходомеры имеют несколько преимуществ.
Рисунок 1: Сравнение методов измерения потока жидкости или газа
Ультразвуковой преобразователь потока с использованием потока TOF или ультразвукового измерения путем расчета разности во времени (задержка распространения) передаваемых и полученных ультразвуковых сигналов. Чтобы применить его для измерения потока, дизайнеры используют пару идентичных преобразователей типа трансивера, чтобы возбудить их в направлениях вверх и вниз по течению соответственно. При распространении в направлении, согласованном с потоком жидкости, ультразвуковые волны распространяются быстрее, в то время как в направлении, противоположном потоку жидкости, ультразвуковые волны распространяются медленнее. Следовательно, требуется, по крайней мере, одна пара преобразователей, но в некоторых топологиях используется больше преобразователей.
На рисунке 2 показана типичная концепция обнаружения ультразвукового потока, и можно выбрать размещение датчика в трубопроводе. Выбор ультразвукового датчика зависит от типа среды, который требует измерения скорости потока. Как правило, жидкое зондирование использует датчики с более высокими частотами в спектре (> 1 МГц), в то время как газообразная среда использует датчики с более низкими частотами (<500 кГц). Кроме того, ультразвуковая технология, используемая для измерения потока, требует прямого пути между любыми двумя преобразователями, что требует тщательной механической конструкции конструкции жидкости, в котором находится преобразователь. Ультразвуковая технология не работает в присутствии пузырьков, потому что пузырьки могут вызвать значительное ослабление ультразвукового сигнала.
Рисунок 2: Примеры общих топологий для ультразвукового зондирования потоков и расположений установки в трубах
На рисунке 3 показана общая конструкция трубопровода с преобразователем, расположенным в нижней и отражающей материале, чтобы гарантировать, что ультразвуковой сигнал может распространяться между преобразователями (XDCR1 и XDCR2 на рисунке).
Рисунок 3: Универсальная проточная трубка с установленными парой преобразователей
Если ΔT IS TOF, C - скорость ультразвукового сигнала, распространяющегося в среде в трубопроводе, V - скорость потока, L - длина распространения трубопровода, T12 - время распространения вверх по течению, а T21 - время распространения вниз по течению по течению по течению по течению по течению по течению по течению по течению по течению по течению по течению по течению по течению по течению по течению . Существует несколько способов определения информации о TOF, но все методы должны иметь возможность обрабатывать вывод TransDucer.FIGURE4 показывает типичный выход.
Рисунок 4: Типичный отклик ультразвукового преобразователя, когда он электрически возбужден
Обработка этой формы волны предоставляет информацию, необходимую для решения уравнений 1 и 2. Существует несколько способов обработки сигналов, включая преобразование времени в цифровое преобразование (TDC), обнаружение нулевого пересечения и захват формы волны. Каждый метод имеет преимущества и недостатки.
Поставщики чипов используют различные архитектуры для решения задач измерения ультразвукового потока. Некоторые производители используют дискретные аналоговые компоненты, за которыми следуют цифровые процессоры. Другие производители пытались интегрировать аналоговые компоненты в цифровые процессоры, чтобы сформировать одно Chip Roliding. В методе захвата формы волны быстро используется аналоговая схема для захвата всего ультразвукового сигнала, а затем для преобразования аналогового сигнала в цифровой сигнал используется аналого-цифровой преобразователь, а затем алгоритм обработки цифрового сигнала может получить TOF Информация.
Поставщики чипов используют различные архитектуры для решения задач измерения ультразвукового потока. Некоторые производители используют дискретные аналоговые компоненты ультразвукового преобразователя 100 кГц, за которым следуют цифровые процессоры. Другие производители пытались интегрировать аналоговые компоненты в цифровые процессоры, чтобы сформировать одно Chip Roliding. В методе захвата формы волны быстро используется аналоговая схема для захвата всего ультразвукового сигнала, а затем для преобразования аналогового сигнала в цифровой сигнал используется аналого-цифровой преобразователь, а затем алгоритм обработки цифрового сигнала может получить TOF Информация.
Из -за технических улучшений ультразвуковых преобразователей, что делает их более дешевыми, более точными, меньше по размеру, а вездесущая, ультразвуковая технология широко используется при измерении потока. Усовершенствованная интегрированная аналоговая схема облегчает захват и обработку ультразвуковой формы сигнала преобразователя в режиме реального времени, получая точную информацию TOF. Кроме того, ультразвуковой расходчик более точен, меньше по размеру и не имеет движущихся деталей, что делает его отличным выбором для производителей для замены механических потоков. Тем не менее, производителям по -прежнему необходимо тщательно понять конструкцию трубопроводов и установку и позиционирование преобразователя, чтобы гарантировать, что все преимущества ультразвуковой технологии полностью используются при измерении потока.
