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Principe du système de débitmètre à ultrasons industriel:

Un débitmètre à ultrasons est un débitmètre volumétrique utilisé pour mesurer le débit d'un liquide, d'un gaz ou d'une vapeur. Ils sont couramment utilisés dans les industries pétrolière et gazière, pharmaceutique, alimentaire et des boissons. Le débitmètre mesure le débit en utilisant le temps de vol ou la technologie Doppler.

Les débitmètres utilisant le principe du temps de vol ont une ou plusieurs paires de capteurs. Mesurer le temps d'émission des ultrasons dans les deux sens, ce qui permet de calculer le débit. Cette technique nécessite généralement un milieu relativement pur, la quantité de particules devant être inférieure à 5%. Il peut atteindre une précision supérieure à 1%.

Lorsque la méthode Doppler est utilisée, les ondes de pression ultrasonores sont réfléchies par les particules en mouvement dans le fluide. La vitesse de ces particules crée un décalage Doppler dans le signal d'écho, ce qui permet de déterminer le débit. En pratique, la précision d'une telle méthode de mesure ne dépasse généralement pas 3%.

Les débitmètres à ultrasons comprennent l'alimentation, l'excitation du capteur, le conditionnement du signal, un convertisseur analogique - numérique, un processeur, un écran d'affichage, un clavier et de nombreuses options de communication (telles que 4 ma à 20 ma, Hart, RS - 485, sans fil, etc.).

Conception de systèmes de débitmètres à ultrasons industriels considérations et principaux défis:

Ce guide de solution se concentre sur les débitmètres à ultrasons basés sur le principe du temps de vol. La chaîne de signaux ci - dessous est la mieux adaptée aux applications nécessitant des performances élevées, en particulier celles avec plusieurs paires de capteurs. En plus de la nécessité d'atteindre une grande précision de mesure, ces conceptions ont souvent des contraintes spatiales assez strictes.

Les débitmètres à ultrasons liquides utilisent couramment une fréquence ultrasonique de 1 MHz. La précision du système est directement liée à la précision des mesures de temps de vol en amont et en aval. Ainsi, les FPGA sont généralement utilisés pour contrôler le calendrier des impulsions émises et reçues. De plus, toute déviation possible du retard de trajet des signaux émis et reçus doit être prise au sérieux.

Un autre aspect important est que la chaîne de signaux reçus nécessite un gain élevé. Ce gain doit être réglable dynamiquement pour s'adapter à différentes conditions d'écoulement et tailles de tuyauterie, typiquement une plage de 60 dB ou plus, ce qui nécessite un chemin de chaîne de signal de réception à faible bruit.

L'excitation du capteur peut être du type on / off, ou un générateur de forme d'onde. Un générateur de forme d'onde augmente généralement le coût et la complexité, mais l'utilisateur peut mieux contrôler le signal de sortie pour une conception de débitmètre plus précise et plus robuste.

Le traitement du signal nécessite beaucoup de filtrage et d'analyse FFT pour déterminer l'horodatage exact du signal reçu, ce qui peut être fait avec un Processeur DSP, qui prend également en charge les protocoles d'interface requis.