Misuratore di portata elettromagnetico ad alta precisione con rilevamento di tubi vuoti tramite logica programmabile complessa Riconoscimento della forma d'onda basato su dispositivi

Siamo interessati alla progettazione, implementazione e convalida di un misuratore di portata elettromagnetico azionato da CPOD. Scoprite come il riconoscimento delle forme d'onda eleva la precisione della misurazione, garantendo un rilevamento stabile delle pipette vuote. Le nostre sfide sono la soppressione delle interferenze elettromagnetiche, la riduzione al minimo del rumore termico del sensore, l'isolamento degli artefatti di commutazione CPOD e la separazione dei segnali di flusso deboli dal rumore ambientale e rendere il risultato più stabile. Abbiamo scoperto che l'interferenza della frequenza di alimentazione 50 genera modelli di forma d'onda distinti sugli elettrodi. Quando il tubo è vuoto o contiene bolle d'aria, questa forma d'onda presenta caratteristiche specifiche. Analizzando questi modelli unici, possiamo determinare se il tubo è vuoto o contiene bolle. Per soddisfare i requisiti di rilevamento di un'ampia gamma di flusso, è stato progettato un circuito amplificatore di funzionamento a guadagno variabile per ottenere una maggiore precisione. Un filtro hardware a più stadi migliora il rapporto segnale/rumore, mentre un filtro software migliora ulteriormente la stabilità del sistema. Desideriamo migliorare l'analisi delle forme d'onda resilienti al rumore, adottare un algoritmo CPOD per flussi multifase e di policy e incorporare sensori a bassa potenza con autocalibrazione per la diagnostica IOG industriale in tempo reale.

[Narratore] Per iniziare, prendi la forza elettromotrice indotta da entrambi i lati del sensore come segnale di ingresso. Filtrare il rumore utilizzando condensatori di bypass. Applicare un amplificatore differenziale 10X per amplificare il segnale di ingresso. Alimentare il segnale amplificato in un filtro passa-banda del secondo ordine, iniziando con un filtro passa-alto per rimuovere i componenti a bassa frequenza, quindi incanalare l'uscita filtrata attraverso un condensatore di accoppiamento nello stadio del filtro passa-basso. Utilizzando un amplificatore invertente, amplificare il segnale denoizzato, quindi applicare un guadagno di uno negativo attraverso l'amplificatore invertente per convertire il segnale di polarità negativa in polarità positiva, preservando l'ampiezza. Dirigere i segnali di semiciclo positivo e negativo a due canali separati dell'interruttore analogico. Immettere contemporaneamente entrambi i segnali nel comparatore. Elabora i segnali di uscita dal comparatore utilizzando un complesso dispositivo logico programmabile per rilevare la vacanza della tubazione e determinare la direzione del flusso del fluido. Dopo il gating del segnale tramite l'interruttore analogico, inviare il segnale a un amplificatore del terzo stadio. Elabora il segnale amplificato utilizzando un filtro passa-basso integrato. Trasmette il segnale filtrato finale all'unità del microcontrollore per l'elaborazione computazionale. Posizionare l'amplificatore di segnale vicino al filtro passa banda. Collegare l'amplificatore all'uscita del filtro passa banda, quindi l'amplificatore secondario per ricevere l'uscita passa banda. Configurare due comparatori sotto l'interruttore analogico. Infine, immettere il segnale rettificato dall'interruttore analogico in un amplificatore a guadagno variabile. Instradare l'uscita attraverso un filtro passa-basso e nel canale di conversione da analogico a digitale del processore. Le misurazioni della portata di tre esperimenti ripetuti utilizzando lo stesso dispositivo hanno mostrato risultati altamente coerenti nell'intero intervallo di misurazione, confermando la forte riproducibilità dei dati e la linearità intrinseca. Confrontando i quattro dispositivi sperimentali con lo strumento standard, tutti i dispositivi hanno mostrato un'elevata coerenza di misura a portate standard identiche, nonché un'eccellente linearità su tutta la gamma. Dopo aver applicato la correzione della linearità, le deviazioni di misura dei quattro dispositivi dai valori standard sono state significativamente ridotte, migliorando la precisione del sistema. A basse velocità di flusso, l'errore relativo era notevolmente più alto e diminuiva gradualmente con l'aumentare della velocità, riflettendo l'influenza del rapporto segnale/rumore sull'accuratezza della misurazione.