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

אנו מעוניינים לתכנן, ליישם ולאמת מד זרימה אלקטרומגנטי מונע CPOD. חקר האופן שבו זיהוי צורות גל מעלה את מדידת הדיוק, ומבטיח זיהוי יציב של פיפטות ריקות. האתגרים שלנו הם דיכוי הפרעות אלקטרומגנטיות, מזעור הרעש התרמי של החיישן, בידוד חפצי מיתוג CPOD והפרדת אותות זרימה חלשים מרעשי הסביבה, והפיכת התוצאה ליציבה יותר. מצאנו שהפרעות בתדר הספק של 50 יוצרות דפוסי צורת גל מובהקים על האלקטרודות. כאשר הצינור ריק או מכיל בועות אוויר, צורת גל זו מציגה מאפיינים ספציפיים. על ידי ניתוח הדפוסים הייחודיים הללו, אנו יכולים לקבוע אם הצינור ריק או מכיל בועות. כדי לעמוד בדרישה של זיהוי טווח זרימה רחב, מעגל מגבר פעולת רווח משתנה נועד להשיג דיוק גבוה יותר. מסנן חומרה רב-שלבי משפר את יחס האות לרעש, בעוד שמסנן תוכנה משפר עוד יותר את יציבות המערכת. אנו רוצים לשפר את ניתוח צורות הגל העמידות לרעש, לאמץ אלגוריתם CPOD עבור זרימות רב-פאזיות ומדיניות, וחיישני כיול עצמי משובצים בהספק נמוך לאבחון IOG תעשייתי בזמן אמת.

[קריין] כדי להתחיל, קח את הכוח האלקטרו-מניע המושרה משני צידי החיישן כאות הכניסה. סנן את הרעש באמצעות קבלים עוקפים. החל מגבר דיפרנציאלי פי 10 כדי להגביר את אות הכניסה. הזינו את האות המוגבר למסנן מעבר פס מסדר שני, החל ממסנן מעבר גבוה להסרת רכיבים בתדר נמוך, ולאחר מכן נתב את הפלט המסונן דרך קבל צימוד לשלב מסנן המעבר הנמוך. בעזרת מגבר הפוך, הגבירו את האות המנותק, ולאחר מכן החלו רווח של שלילי דרך המגבר ההפוך כדי להמיר את אות הקוטביות השלילית לקוטביות חיובית, תוך שמירה על המשרעת. כוון את אותות חצי המחזור החיוביים והשליליים לשני ערוצים נפרדים של המתג האנלוגי. הזן בו זמנית את שני האותות למשווה. עבד את אותות היציאה מהמשוון באמצעות התקן לוגי מורכב הניתן לתכנות כדי לזהות פנויים בצנרת ולקבוע את כיוון זרימת הנוזל. לאחר שער האות דרך המתג האנלוגי, הזינו את האות לשלב שלישי ampחיים יותר. עבד את האות המוגבר באמצעות מסנן מעביר נמוך משולב. העבר את האות המסונן הסופי ליחידת המיקרו-בקר לעיבוד חישובי. מקם את מגבר האות ליד מסנן מעבר הלהקה. חבר את המגבר לפלט של מסנן מעבר הלהקה, ואחריו המגבר המשני כדי לקבל את פלט מעבר הלהקה. הגדר שני משוונים מתחת למתג האנלוגי. לבסוף, הזן את האות המתוקן מהמתג האנלוגי למגבר הגבר משתנה. נתב את הפלט דרך מסנן מעביר נמוך ואל ערוץ ההמרה האנלוגי לדיגיטלי של המעבד. מדידות קצב הזרימה משלושה ניסויים חוזרים ונשנים באמצעות אותו מכשיר הראו תוצאות עקביות ביותר על פני כל טווח המדידה, ואישרו שחזור נתונים חזק ולינאריות מהותית. כאשר משווים את ארבעת מכשירי הניסוי למכשיר הסטנדרטי, כל המכשירים הראו עקביות מדידה גבוהה בקצבי זרימה סטנדרטיים זהים, כמו גם ליניאריות מצוינת על פני כל הטווח. לאחר החלת תיקון ליניאריות, סטיות המדידה של ארבעת המכשירים מערכי התקן הופחתו משמעותית, מה ששיפר את דיוק המערכת. במהירויות זרימה נמוכות, השגיאה היחסית הייתה גבוהה יותר באופן ניכר וירדה בהדרגה עם עליית המהירות, מה שמשקף את השפעת יחס האות לרעש על דיוק המדידה.