מד זרימה אלקטרומגנטי בעל דיוק גבוה עם זיהוי צינורות ריקים באמצעות זיהוי צורות גל מבוסס התקן לוגיקה מורכב הניתן לתכנות

Summary

מחקר זה משפר את דיוק מד הזרימה האלקטרומגנטי על ידי אופטימיזציה של צורות גל עירור, החלת סינון רב-שלבי ושימוש בתיקון מבוסס Complex Programmable Logic Device (CPLD). שיטת זיהוי צינורות ריקים חדשה המבוססת על צורת גל משפרת את האמינות. ניסויים מראים דיוק של 0.1% בטווח של 0.1-15 מטר לשנייה, מה שמאמת את הישימות התעשייתית.

Abstract

מדי זרימה אלקטרומגנטיים מסורתיים מועדים מטבעם להפרעות חיצוניות ולחלוקת מהירות לא אחידה במהלך המדידה, מה שמגביל מאוד את הדיוק שלהם. במחקר זה מוצעת שיטה משופרת, המייעלת את צורת הגל של כונן העירור, מבצעת סינון והגברה מרובים של כניסת האלקטרודה, ומשתמשת בהתקן לוגי מורכב הניתן לתכנות כדי להשיג מעבר מהיר בין אותות אינדוקציה חיוביים ושליליים. זה מאפשר תיקון חלק ובשילוב עם טכניקות סינון תוכנה, משיג ביצועים מדויקים ביותר. בנוסף, זיהוי צינור ריק מתממש על ידי זיהוי צורת גל עירור ודפוסי צורת גל קלט.

אימות ניסיוני מראה כי מד הזרימה האלקטרומגנטי המתוכנן משיג דיוק של 0.1% בטווח מהירות זרימה של 0.1-15 מ' לשנייה, עם שגיאות חזרה על המערכת של פחות מ-1%. התוצאות מאמתות את יעילות השיטה המוצעת במדידת זרימה ברמת דיוק גבוהה. המחקר מדגים כי ניתן להשיג זיהוי דיוק גבוה בעלות נוספת מינימלית, החשובה ליישומים בתעשייה.

Introduction

מדי זרימה אלקטרומגנטיים הם מכשירי מדידת זרימה הפועלים על בסיס חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי. בהשוואה למדי זרימה מכניים מסורתיים, מדי זרימה אלקטרומגנטיים מציגים יכולת הסתגלות מעולה למדיות שונות ויש להם דרישות נמוכות יותר לקטעי צינור ישרים¹. כאשר נוזל עובר דרך הצינור, מד הזרימה האלקטרומגנטי מייצר שדה מגנטי ומודד את הפרש המתח המושרה בנוזל כדי לחשב את מהירות הזרימה². מדי זרימה אלקטרומגנטיים מתאימים במיוחד לסביבות מורכבות כמו אלה בתעשיות הכימיות והנפט ^3,4,5. עם זאת, בשל פעולתם בסביבות קשות,....

Protocol

1. עיבוד מתח המושרה על ידי אלקטרודה

1. קח את הכוח האלקטרו-מניע המושרה משני צידי החיישן כאות הכניסה (איור 1A).
   הערה: כרך המקוריtagאות חלש במיוחד ומזוהם קשות על ידי רעש, ומציג יחס אות לרעש נמוך (SNR).
2. הפעילו מגבר דיפרנציאלי פי 10 כדי להגביר את האות (איור 1B).
3. המשך להזין את האות למסנן פס פס פעיל מסדר שני הכולל שלבי סינון מעבירים גבוהים ונמוכים מדורגים. בתחילה, הסר רכיבים בתדר נמוך דרך מסנן המעבר הגבוה, ולאחר מכן נתב את הפלט המסונן באמצעות קבל צימוד לשלב המסנן הנמוך הבא. בשלב זה, דכא רעש שיורי בתדר גבוה, כאשר צורת גל הפלט המתקבלת מודגמת באיור 1C.
....

Results

כדי להבטיח תנאי ניסוי סטנדרטיים ואמינות התוצאות, הניסוי משתמש במשאבה ההידראולית המוצגת באיור 4 כדי ליצור זרימת מים סטנדרטית יציבה כסביבת הניסוי. ניתן להעריך את זרימת המים הנוצרת על ידי משאבה הידראולית זו כזרם במהירות קבועה בשל מאפייני תפוקת הכוח היציבים שלה, ובכך לעמוד בדרישות הניסוי לאספקת נוזלים אחידה. המכשיר הסטנדרטי המשמש הוא ABB-DN50. אב הטיפוס של המכשיר מתואר באיור 5.

Discussion

ישנם יישומים שונים של צורות גל עירור במדי זרימה אלקטרומגנטיים, ביניהם עירור גל מרובע ועירור גל צעד הם שני סוגים נפוצים. עירור גל מרובע מאומץ באופן נרחב בשל פשטותו ביישום¹⁵. עם זאת, שיטה זו נוטה לגרום להשפעות זרם מערבולת במהלך השלב החולף של מיתוג העירור, מה שמשפיע לרעה על יציבות אות המדידה¹⁶. בנוסף, נושא סחיפת נקודת האפס בולט יותר בעירור גלים מרובעים, במיוחד בתרחישי מהירות זרימה נמוכה, מה שמוביל לשגיאות מדידה מוגברות¹⁷.

לעו.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
מד זרימה אלקטרומגנטי	ABB	ABB-DN50	כמכשיר סטנדרטי, הוא מושווה למכשיר במאמר זה.
חיישן מד זרימה אלקטרומגנטי	ABB	ABB-DN50	משמש לאיסוף כוח אלקטרו-מניע מושרה .