Утицај времена мерења на мерење протока

Dec 09, 2025

Остави поруку

flow measurement

Поред грешке мерења времена узроковане квалитетом ултразвучног ехо сигнала, метод мерења времена је такође значајан фактор који утиче на тачност. Главне методе мерења времена укључују бројање импулса и унакрсну{1}}корелацију. Код бројања импулса, резолуција времена мерења је директан фактор који води домерењегрешка. Пошто временски импулс увек има ширину, грешка мерења ће се појавити унутар једног периода импулса.

 

Метода унакрсне{0}}корелације израчунава унакрсну-корелацију између сигнала који се шире између две тачке да би се добило временско кашњење између два сигнала. Под претпоставком да је ултразвучни сигнал детектован у једној тачки з(т), а сигнал који се шири до друге тачке након времена кашњења је и(т), временско кашњење између два сигнала може се израчунати унакрсном-корелацијом.

Формула за израчунавање унакрсне{0}}корелације је следећа:

 

info-615-55

 

Штавише, ултразвучни мерачи протока такође пате од временског кашњења изазваног кабловима, претварачима, уторима за монтирање и електронским компонентама. Ова временска кашњења доносе систематске грешке. Ове грешке се могу превазићи тестирањем кашњења, корекцијом калибрације нултог-протока и компензацијом температуре и притиска.

Путања простирања ултразвучних сигнала унутар цеви мења се са брзином протока, што на крају доводи до нетачности у мерењу времена. Путања ултразвучног таласа унутар течности није линеарна, а путање се разликују у зависности од тога да ли је ток узводно или низводно. Ова путања простирања може се описати коришћењем методе праћења криве канала у геометријској акустици. На основу извођења Буна и Вермааса, под претпоставком да је брзина звука Ц константна, једначина за праћење криве канала је:

flow measurement

У формули: п(р) је угао између звучног канала на растојању р од средишње линије и правца осе у цеви; В је просечна површинска брзина звучног канала на растојању р од средишње линије и пресека осе у цеви.

Када се одреди локација сензора, може се успоставити крива канала. Пошто В није константан, канал има закривљен облик, а угао канала није-константан. Рејнолдсов број Ре и Махов број Ма одређују кривину канала, која се мења са дистрибуцијом брзине и повећава у Ма.

Махов број у цеви је дефинисан као:

Ма{0}}В/Ц

У формули: Ц је брзина звука; В је просечна запреминска брзина течности у цеви. Када је Ма < 0,1, путања простирања ултразвучног таласа је приближно права линија; што је Ма већи, већа је закривљеност путање простирања.

 

 

Као што је приказано на слици, када се ултразвучни таласи шире у течности унутар цеви, њихове путање ширења се разликују у зависности од тога да ли путују са или против тока, што резултира различитим путовањима и тиме нетачним временима мерења.

 

Из перспективе сигнала, губитак енергије се јавља и на предајним и на пријемним претварачима, као и током ширења у оба смера. Што је већа закривљеност путање простирања, то је слабији примљени ехо сигнал. Ако је угао емисије ултразвучног претварача нетачан, сигнал еха можда неће бити чак ни детектован на пријемном претварачу.

flow measurement

 

Детекција{0}}преласка нуле открива-тачку преласка нуле постављањем граничног напона. Међутим, у пракси, детекција почиње тек након кашњења након доласка сигнала, а ово кашњење уноси систематску грешку. Штавише, када амплитуда сигнала флуктуира, почетно време добијено детекцијом укрштања нуле- са фиксном вредношћу ће се променити. Ултразвучни сигнал који се шири у гасу унутар цеви приказан је на слици. Када се брзина течности повећава, амплитуда примљеног сигнала се смањује, што може довести до тога да секундарни инструмент детектује различита времена ширења.

 

flow measurement

 

 

Pošalji upit