Name: מד זרימה אלקטרומגנטי בעל דיוק גבוה עם זיהוי צינורות ריקים באמצעות זיהוי צורות גל מבוסס התקן לוגיקה מורכב הניתן לתכנות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-27T13:05:00.000+00:00
Duration: 5 min 11 s
Description: למד שיפור דיוק מד זרימה אלקטרומגנטי באמצעות סינון רב-שלבי וזיהוי צינורות ריקים מבוסס CPLD. המחקר מציג דיוק של 0.1% בטווח זרימה של 0.1-15 מטר לשנייה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

1. עיבוד מתח המושרה על ידי אלקטרודה
<ol>
	<li>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).</li>
	<li>הפעילו מגבר דיפרנציאלי פי 10 כדי להגביר את האות (איור 1B).</li>
	<li>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.</li>
	<li>הגביר את האות המנוטרל באמצעות מגבר הפוך, כפי שמוצג באיור 1D.</li>
	<li>יישם רווח של -1 באמצעות מגבר הפוך כדי להמיר את אות הקוטביות השלילית לקוטביות חיובית תוך שמירה על המשרעת שלו ללא שינוי.</li>
	<li>כוונו את אותות חצי-המחזור החיוביים והשליליים (איור 1E) לשני הערוצים של המתג האנלוגי, בהתאמה, והכניסו בו זמנית את שני האותות למשוון.<ol>
		<li>עבד את שני אותות הפלט שנוצרו על ידי המשוון באמצעות CPLD כדי לזהות את מצב הצינור הפנוי ולקבוע את כיוון זרימת הנוזל.</li>
		<li>השתמש ב- CPLD כדי לשלוט בערוצים של המתג האנלוגי, תוך שימוש בגילוי חציית אפס כדי לווסת במדויק את תזמון המיתוג ובכך להציג עיכוב מינימלי בלבד (איור 1F).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>לאחר שער באמצעות מתג אנלוגי, הזינו את האות לתוך השלב השלישי מגבר האות.</li>
	<li>החל מסנן מעביר-נמוכים משולב כדי לעבד את האות, ולאחר מכן העביר את האות המעובד (איור 1G) ליחידת המיקרו-בקר (MCU) עבור פעולות חישוביות עוקבות.</li>
</ol>
2. יישום סכמטי ועקרון עבודה
<ol>
	<li>מקם את מגבר האות כפי שמוצג באיור 2 כדי להגביר את האות בפקטור של 10.</li>
	<li>חבר את האות ampחיים יותר למסנן מעבר הפס.</li>
	<li>חבר את המגבר המשני לפלט של מסנן מעבר הפס. חוצץ ישירות את אות חצי המחזור החיובי לפלט תוך ניתוב אות חצי המחזור השלילי דרך מהפך לפני כניסתו למתג האנלוגי.</li>
	<li>הגדר שני משוונים מתחת למתג האנלוגי. שדר את אותות יציאת המשוון ל-CPLD, והשתמש ב-CPLD כדי לשלוט במצבי ההפעלה/כיבוי של המתג האנלוגי בהתבסס על לוגיקה עוקבת.</li>
	<li>לאחר שעבר סינון משני, הזן את האות המתוקן מיציאת המתג האנלוגי למגבר ההגבר המשתנה.</li>
	<li>נתב את האות המעובד דרך מסנן מעביר-הנמוכים לערוץ ההמרה אנלוגי-לדיגיטלי (AD) של המעבד.</li>
</ol>
3. קביעת זרימה קדימה ואחורה
<ol>
	<li>כפי שמוצג באיור 3A, שימו לב שמצב הזרימה קדימה מאופיין בקצה הנופל של אות העירור המתאים לאות ההולכה קדימה ברמה נמוכה.</li>
	<li>שימו לב שדפוס הזרימה ההפוכה המוצג באיור 3B מתבטא בהתאמה זמנית בין הקצה הנופל של אות העירור לבין הפעלת אות ההולכה קדימה ברמה גבוהה.</li>
	<li>השתמש ב-CPLD כדי להבדיל בין שני דפוסי אותות אופייניים, ובכך להשיג הבחנה מדויקת בין זרימת מים קדימה ואחורה.</li>
</ol>
4. תיקון ליניאריות
<ol>
	<li>החל את שיטת התיקון הליניארי החלקי כדי לתקן את אות הכניסה באמצעות הביטוי המתמטי הבא של פונקציית התיקון: 
	<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68390/68390eq001v2.jpg"> כאשר y הוא קצב הזרימה המתוקן, f הוא קצב הזרימה שנוצר על ידי המכשיר הסטנדרטי, n הוא מספר המקטעים, ki הוא מקדם התיקון עבור מרווח ה-i, ו-xi הוא ערך הגבול העליון של מרווח ה-i.</li>
	<li>גזור את נוסחת מקדם התיקון המבוססת על שיטת הריבועים הפחותים באמצעות נוסחת שיפוע הרגרסיה הליניארית, תוך שימוש בביטוי המתמטי הבא: 
	<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/68390/68390eq004.jpg"> כאשר k הוא מקדם התיקון, n הוא מספר נקודות הנתונים, xi הוא קצב הזרימה הנמדד על ידי המכשיר הניסיוני, yi והוא קצב הזרימה שנוצר על ידי המכשיר הסטנדרטי.</li>
</ol>

<ol><li>Comparing performance of ultrasonic type and magnetic type flowmeters for desalination applications. Elgali, A. 2024 IEEE 4th International Maghreb Meeting of the Conference on Sciences and Techniques of Automatic Control and Computer Engineering (MI-STA), , 156-163 (2024).</li>
<li>Kollár, L. E., Lucas, G. P., Zhang, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proposed+method+for+reconstructing+velocity+profiles+using+a+multi-electrode+electromagnetic+flow+meter%5BTitle%5D)+AND+%22Meas+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">Proposed method for reconstructing velocity profiles using a multi-electrode electromagnetic flow meter.</a> Meas Sci Technol. 25, 075301(2014).</li>
<li>Mohindru, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advancements+in+volumetric+flow+meter+for+industrial+application%5BTitle%5D)+AND+%22Heat+Mass+Transfer%22%5BJournal%5D)">Recent advancements in volumetric flow meter for industrial application.</a> Heat Mass Transfer. 59 (11), 2149-2166 (2023).</li>
<li>Technical features and application of electromagnetic flow meter. Chen, B., et al. 2020 International Conference on Communications, Information System and Computer Engineering (CISCE), , 1-5 (2020).</li>
<li>Watral, Z., Jakubowski, J., Michalski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromagnetic+flow+meters+for+open+channels%3A+Current+state+and+development+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22Flow+Measurement+and+Instrumentation%22%5BJournal%5D)">Electromagnetic flow meters for open channels: Current state and development prospects.</a> Flow Measurement and Instrumentation. 42, 16-25 (2015).</li>
<li>Ge, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+on+a+new+electromagnetic+flow+measurement+technology+based+on+differential+correlation+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Study on a new electromagnetic flow measurement technology based on differential correlation detection.</a> Sensors (Basel). 20 (9), 2489(2020).</li>
<li>Ge, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electromagnetic+flow+detection+technology+based+on+correlation+theory%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Access%22%5BJournal%5D)">Electromagnetic flow detection technology based on correlation theory.</a> IEEE Access. 8, 56203-56213 (2020).</li>
<li>Beck, K. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22An+analysis+of+electromagnetic+flowmeters%3A+A+numerical+study+%5BAll+Graduate+Theses+and+s%5D%22">An analysis of electromagnetic flowmeters: A numerical study [All Graduate Theses and Dissertations]</a>. , https://digitalcommons.usu.edu/etd/8203 8203(2021).</li>
<li>Ge, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+on+high-precision+electromagnetic+flow+measurement+technology+based+on+novel+regular+octagonal+excitation+coil%5BTitle%5D)+AND+%22Gongcheng+Kexue+Yu+Jishu%2FAdvanced+Engineering+Sciences%22%5BJournal%5D)">Study on high-precision electromagnetic flow measurement technology based on novel regular octagonal excitation coil.</a> Gongcheng Kexue Yu Jishu/Advanced Engineering Sciences. 54 (9), 178-190 (2022).</li>
<li>Li, Z., Huang, Q., Duan, Y., Chen, W., Zou, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Research+on+electromagnetic+flowmeter+based+on+double-frequency+trapezoidal+wave+excitation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phys%3A+Conf+Ser%22%5BJournal%5D)">Research on electromagnetic flowmeter based on double-frequency trapezoidal wave excitation.</a> J Phys: Conf Ser. 1549, 052086(2020).</li>
<li>Cheng, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Portable+intelligent+electromagnetic+flowmeter+controlled+by+magnetic+induction+intensity%5BTitle%5D)+AND+%22Electronics%22%5BJournal%5D)">Portable intelligent electromagnetic flowmeter controlled by magnetic induction intensity.</a> Electronics. 13 (3), 556(2024).</li>
<li>Cao, J. L., Li, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+on+methods+of+empty+pipe+detection+for+electromagnetic+flowmeter%5BTitle%5D)+AND+%22Chin+J+Sci+Instrum%22%5BJournal%5D)">Study on methods of empty pipe detection for electromagnetic flowmeter.</a> Chin J Sci Instrum. 27 (6), 643(2006).</li>
<li>Michalski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+approach+to+estimating+the+main+error+of+a+primary+transducer+for+an+electromagnetic+flowmeter%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Instrum+Meas%22%5BJournal%5D)">A new approach to estimating the main error of a primary transducer for an electromagnetic flowmeter.</a> IEEE Trans Instrum Meas. 50 (3), 764-767 (2001).</li>
<li>Lathi, B. P., Green, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLathi%2C+BP+%22Signal+processing+and+linear+systems%22">Signal processing and linear systems</a>. 2, Oxford University Press. Oxford. (1998).</li>
<li>Tetirick, J. E., Mengoli, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calibration+and+use+of+square-wave+electromagnetic+flowmeter%5BTitle%5D)+AND+%22Surgery%22%5BJournal%5D)">Calibration and use of square-wave electromagnetic flowmeter.</a> Surgery. 54 (4), 621-626 (1963).</li>
<li>Clarke, D. W., Hemp, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eddy-current+effects+in+an+electromagnetic+flowmeter%5BTitle%5D)+AND+%22Flow+Measurement+and+Instrumentation%22%5BJournal%5D)">Eddy-current effects in an electromagnetic flowmeter.</a> Flow Measurement and Instrumentation. 20 (1), 22-37 (2009).</li>
<li>Maalouf, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+validated+model+for+the+zero+drift+due+to+eddy+currents+in+electromagnetic+flowmeters+operating+with+electrolytic+conductors%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Sensors+Journal%22%5BJournal%5D)">A validated model for the zero drift due to eddy currents in electromagnetic flowmeters operating with electrolytic conductors.</a> IEEE Sensors Journal. 7 (11), 1497-1505 (2007).</li>
<li>Li, B., Yan, Y., Chen, J., Fan, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Study+of+the+ability+of+an+electromagnetic+flowmeter+based+on+step+excitation+to+overcome+slurry+noise%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Access%22%5BJournal%5D)">Study of the ability of an electromagnetic flowmeter based on step excitation to overcome slurry noise.</a> IEEE Access. 8, 126540-126558 (2020).</li>
</ol>

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...

<table><tbody><tr><td>מד זרימה אלקטרומגנטי</td><td>ABB</td><td>ABB-DN50</td><td>כמכשיר סטנדרטי, הוא מושווה למכשיר במאמר זה.</td></tr><tr><td>חיישן מד זרימה אלקטרומגנטי</td><td>ABB</td><td>ABB-DN50</td><td>משמש לאיסוף כוח אלקטרו-מניע מושרה .</td></tr></tbody></table>

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

High-precision Electromagnetic Flowmeter with Empty Pipe Detection via Complex Programmable Logic Device-based Waveform Recognition

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.
<p class="jove_content" fo:keep-together.within-page...

Traditional electromagnetic flowmeters are inherently prone to external interference and uneven velocity distribution during measurement, which severely ...

high-precision-electromagnetic-flowmeter-with-empty-pipe-detection

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

פיתחנו cytometer הזרימה באמצעות אולטרסאונד לייזר המושרה לזהות במחזור בתאי מלנומה אינדיקטור מוקדם של מחלה גרורתית.

איתור בידוד של תאים מלנומה במחזור באמצעות Flowmetry photoacoustic

בסרטון זה אנו מתארים ראשון ייצור ותפעול הליכים של גל אקוסטי פני השטח (SAW) מכשיר נגדי אקוסטי. לאחר מכן, אנו מדגימים התקנה ניסיונית שמאפשרת לשניהם להדמיה איכותית זרימה וניתוח כמותי של תזרים מורכב בתוך מכשיר השאיבה ראה.

ייצור, תפעול ויזואליזציה זרימה במיקרופלואידיקה אקוסטית-נגדית Surface--מונע גל אקוסטי

מאמר זה מתאר את העיצוב, בנייה, ותפקוד של מתקן 1,000 מ '2 המכיל 24 חלקות 33.6 מ 2 שדות בודדים מצוידות למדידת נפחי נגר סך הכל עם זמן ואוסף של subsamples נגר במרווחים שנבחרו לכימות של מרכיבים כימיים במים ניגר מ מדשאות בית מדומה.

עיצוב ובנייה של מתקן מחקר ניגר עירוני

אבחון דם טיסות חלל צריך חדשנות. הפגנות כמה שפורסמו ממחישות בטיסה, טכנולוגית אבחון בריאות מופחתת הכבידה. כאן אנו מציגים שיטה להקמה והפעלה של מתקן בדיקת טיסה פרבוליות לעיצוב זרימת cytometry נקודה של טיפול אב טיפוס, עם רכיבים ואסטרטגיות הכנה להתאמה להגדרות אחרות.

הפגנות חומרת הסביבה מופחתת כובד של טכנולוגיה cytometer זרימה וCompanion Microfluidic אב טיפוס מוקטנת ערבוב

כאן, אנו מציגים פרוטוקול להפעלה וכוונון של עמודות כרומטוגרפיה של זרימה מקוטעת מקבילה כדי לאפשר זיהוי מרובה.

כוונון טור מקוטע זרימה מקבילה והפעלת איתור Multiplexed

סורק הדמית חלקיקים מגנטיים בדגימות מישוריים פותח באמצעות תדר מישוריים ערבוב טכניקת זיהוי מגנטי. תגובת מוצר intermodulation המגנטית מן המגנטיזציה הקוי nonhysteretic של החלקיקים נרשמה עם עירור שתי בתדירות. ניתן להשתמש בו כדי לצלם תמונות 2D של דגימות ביולוגיות דקות.

תדירות ערבוב סורק זיהוי מגנטי הדמית חלקיקים מגנטיים בדגימות מישורים

זיהוי פלואורסצנטי רב צבעוני במיקרופלואידיקה טיפתית כולל בדרך כלל מערכות גילוי מבוססות מיקרוסקופ אפיפלואורסצנטי מגושמות ומורכבות. כאן אנו מתארים ערכת זיהוי רב-צבעונית קומפקטית ומודולרית המשתמשת במערך של סיבים אופטיים כדי לקודד זמנית נתונים רב-צבעוניים שנאספו על ידי גלאי פוטו יחיד.

ססגוניות קרינת איתור עבור מיקרופלואידיקה אגל באמצעות סיבים אופטיים

אנו מדגימים פלטפורמת microfluidic עם רשת האלקטרודה משטח משולבת המשלב חישת דופק התנגדות (RPS) עם הגישה מרובה חלוקת קוד (CDMA), לבצע ריבוב איתור אומדת חלקיקי ערוצי microfluidic מרובים.

פלטפורמת microfluidic עם איתור Multiplexed אלקטרוני למערכות מעקב מרחבית של חלקיקים

פרוטוקול זה מראה כיצד ליישם הדמיית דופלר אולטרה מהיר כדי לכמת את זרימת הדם. לאחר רכישה ארוכה של 1, לנסיין יש גישה לסרט של שדה הראייה המלא עם ערכי מהירות צירית עבור כל פיקסל בכל ≈0.3 אלפיות השנייה (בהתאם לזמן האולטרסאונד של הטיסה).

הדמיית זרימת דם עם דופלר אולטרה מהיר

פרוטוקול זה מתאר שיטות להשגת מקדמי משוואת זרימת זרם עבור סכר חריץ V בתוך מבנה בקרת ניקוז באמצעות (1) הליך כיול מעבדה ו-(2) כלי מקוון, "מחשבון מקדמי משוואת זרימת זרם", שפותח על ידי המחברים. שיטות אלה חלות על זרימות הכלולות בזרימות חריץ V וזרימות מעל.

פרמטריזציה של משוואות זרם V-notch לניטור זרימה במבנה בקרת ניקוז

למד שיפור דיוק מד זרימה אלקטרומגנטי באמצעות סינון רב-שלבי וזיהוי צינורות ריקים מבוסס CPLD. המחקר מציג דיוק של 0.1% בטווח זרימה של 0.1-15 מטר לשנייה.

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

גלה סרטונים נוספים