Као -бесконтактни инструмент,ултразвучни мерачи протокаимају широк спектар примене у многим индустријским областима. Постоји много метода мерења за ултразвучне мераче протока. Ово поглавље уводи примену методе унакрсне-корелације у ултразвучним мерилима протока, а такође проучава и симулира метод унакрсне-корелације. Да би се решила тачност мерења принципа ултразвучног мерача протока пдф, пошто на традиционални метод фазне разлике лако утиче интерференција сигнала буке, што утиче на тачност мерења, предлаже се да се користи метод фазне разлике као основни метод мерења, и да се додају принцип корелације, интерполациони алгоритам и алгоритам усредњавања како би се побољшала његова антиинтерференција а {5} додатно побољшала његова антиинтерференција а{5} принцип мерача пдф.
Метода унакрсне{0}}корелације
Метода за мерење брзине протока помоћу ултразвучних унакрсних-корелационих мерача протока заснива се на принципу ултразвучне рефлексије: коришћењем два узастопна импулса, кретање честица се одређује анализом кашњења између повратно расејаних сигнала генерисаних унутар дефинисане запремине. Ова запремина се сматра запремином цилиндра-конуса, а њене карактеристике су у корелацији са карактеристикама сензора.
Током рада
Сензор мерача протока емитује ултразвучне импулсе под фиксним углом за скенирање рефлектујућих материјала (микрочестица, минерала или мехурића) у кишници и отпадној води, чувајући резултујуће ехо као слике или узорке одјека. После неколико милисекунди, врши се друго скенирање, а резултујућа ехо слика или образац се такође чувају. Пошто се рефлектујући материјали крећу синхроно са медијумом за кишницу и отпадну воду, положај рефлектујућих материјала може се идентификовати упоређивањем односа између две сличне слике или узорка, чиме се детектује и израчунава брзина протока.
Узимајући у обзир угао снопа и брзину понављања ултразвука, брзина до 16 слојева ситних честица у течности може се директно мерити кроз просторну дистрибуцију, чиме се директно израчунава брзина протока попречног пресека цеви високе{1}}прецизности{2}}: када је брзина протока<1m/s, the measurement inaccuracy is ±0.5% + 5mm/s of the measured value; when the flow velocity is >1м/с, непрецизност мерења је ±1% измерене вредности. Ово је такође кључни разлог зашто је тачност мерења унакрсне{3}}корелације мерача протока супериорнија у односу на Доплеров мерач протока. Принцип мерења је приказан на слици.
Примена методе унакрсне{0}}корелације у методу фазне разлике
На слици је приказана временска разлика између низводног и узводног ширења у флуиду, која се може мерити методом фазне разлике.
Физичка величина мерена методом фазне разлике је фазна разлика између два скупа сигнала. Када се емитује континуирани ултразвучни импулс или импулс са дугим периодом, фазна разлика ће бити генерисана између сигнала из два сета ултразвучних пријемних сонди, а ова фазна разлика одражава величину брзине протока течности.
Примена методе унакрсне{0}}корелације у методи фазне разлике се углавном огледа у следећим аспектима:
Усклађивање и синхронизација сигнала
У мерењу фазне разлике, два сигнала могу имати временско или просторно померање. Метода унакрсне{1}}корелације израчунава сличност два сигнала у различитим временским кашњењима, проналазећи вредност кашњења која максимизира корелацију, одређујући тако релативни помак између сигнала. На пример, у ултразвучним мерилима протока, временска разлика између узводних и низводних ултразвучних сигнала се налази коришћењем унакрсне-корелације, а фазна разлика се затим изводи.
Пригушивање буке и повећање робусности
На сигнале из стварног{0}}света често утичу сметње шума, а метода унакрсне{1}}корелације је отпорна на шум. Израчунавањем корелације између два сигнала, компоненте шума се делимично поништавају током процеса корелације, док се корисне информације (као што је однос фаза) чувају. На пример, у тестирању фазног шума, метода унакрсне{4}}корелације може елиминисати шум који уноси мерни систем, наглашавајући карактеристике фазног шума мереног сигнала.
Процена фазне разлике
Положај врха унакрсне{0}}корелационе функције одговара фазној разлици између сигнала. За сигнале са истом фреквенцијом али различитим фазама, метода унакрсне{2}}корелације може да конвертује временско кашњење у фазну разлику проналажењем кашњења које одговара врхунцу. На пример, у бежичним комуникацијским или радарским системима, мерење фазне разлике сигнала помоћу унакрсне-корелације може да се користи за апликације као што су позиционирање, домет или синхронизација.
Вишеканална обрада сигнала
У вишеканалним мерним системима, унакрсна{0}}корелација се може користити за анализу фазног односа између сигнала са различитих канала. На пример, у анализатору фазног шума, измерени сигнал се дели на више канала за унакрсну-корелацију, што може да побољша тачност мерења и осетљивост док елиминише разлике у шуму између канала.
