Name: Karmaşık Programlanabilir Mantık Cihazı Tabanlı Dalga Formu Tanıma ile Boş Boru Algılamalı Yüksek Hassasiyetli Elektromanyetik Debimetre (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-06-27T13:05:00.000+00:00
Duration: 5 min 11 s
Description: Keşfedin karmaşık programlanabilir mantık cihazı tabanlı dalga formu tanıma ile boş boru algılamalı yüksek hassasiyetli elektromanyetik debimetre tasarımını. Bu yöntem endüstriyel uygulamalarda %0,1 doğrulukla akış ölçümü sağlar.

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. Elektrot kaynaklı voltajın işlenmesi
<ol>
	<li>Sensörün her iki tarafından indüklenen elektromotor kuvvetini giriş sinyali olarak alın (Şekil 1A). NOT: Orijinal voltaj sinyali son derece zayıftır ve gürültüyle ciddi şekilde kirlenmiştir ve düşük bir sinyal-gürültü oranı (SNR) sergiler.</li>
	<li>Sinyali yükseltmek için 10x diferansiyel amplifikatör uygulayın (Şekil 1B).</li>
	<li>Sinyali, kademeli yüksek geçiren ve düşük geçiren filtre aşamalarından oluşan aktif bir ikinci dereceden bant geçiren filtreye beslemeye devam edin. İlk olarak, düşük frekanslı bileşenleri yüksek geçiren filtreden çıkarın, ardından filtrelenmiş çıkışı bir kuplaj kondansatörü aracılığıyla sonraki düşük geçiren filtre aşamasına kanalize edin. Bu aşamada, ortaya çıkan çıkış dalga formu Şekil 1C'de gösterildiği gibi artık yüksek frekanslı gürültüyü bastırın.</li>
	<li>Şekil 1D'de gösterildiği gibi, bir ters çevirici amplifikatör kullanarak gürültüden arındırılmış sinyali yükseltin.</li>
	<li>Genliğini değiştirmeden korurken negatif polarite sinyalini pozitif polariteye dönüştürmek için ters çevirici bir amplifikatör aracılığıyla -1'lik bir kazanç uygulayın.</li>
	<li>Pozitif ve negatif yarım döngü sinyallerini (Şekil 1E) sırasıyla analog anahtarın iki kanalına yönlendirin ve aynı anda her iki sinyali de karşılaştırıcıya girin.<ol>
		<li>Boru hattı boşluk durumunu tespit etmek ve akışkan akış yönünü belirlemek için bir CPLD kullanarak karşılaştırıcı tarafından üretilen iki çıkış sinyalini işleyin.</li>
		<li>Analog anahtarın kanallarını kontrol etmek için CPLD'yi kullanın, anahtarlama zamanlamasını hassas bir şekilde düzenlemek ve böylece yalnızca minimum gecikme sağlamak için sıfır geçiş algılaması kullanın (Şekil 1F).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Bir analog anahtarla geçit yaptıktan sonra, sinyali üçüncü aşamaya besleyin.ampsinyal amplifikatörü.</li>
	<li>Sinyali işlemek için entegre bir alçak geçiren filtre uygulayın, ardından işlenen sinyali (Şekil 1G) sonraki hesaplama işlemleri için mikrodenetleyici birimine (MCU) iletin.</li>
</ol>
2. Uygulanan şema ve çalışma prensibi
<ol>
	<li>Sinyali konumlandırın ampsinyali 2 faktörü ile yükseltmek için Şekil 10'de gösterildiği gibi yükseltici.</li>
	<li>Sinyali bağlayın amplifier bant geçiren filtreye.</li>
	<li>İkincil amplifikatörü bant geçiren filtrenin çıkışına bağlayın. Negatif yarım döngü sinyalini analog anahtara girişinden önce bir invertörden geçirirken, çıkış için pozitif yarım döngü sinyalini doğrudan tamponlayın.</li>
	<li>Analog anahtarın altında iki karşılaştırıcı yapılandırın. Karşılaştırıcı çıkış sinyallerini CPLD'ye iletin ve sıralı mantığa dayalı olarak analog anahtarın açık/kapalı durumlarını kontrol etmek için CPLD'yi kullanın.</li>
	<li>İkincil filtrelemeden geçtikten sonra, analog anahtar çıkışından gelen doğrultulmuş sinyali değişken kazançlı amplifikatöre girin.</li>
	<li>İşlenen sinyali alçak geçiren filtreden geçirerek işlemcinin analog-dijital (AD) dönüştürme kanalına yönlendirin.</li>
</ol>
3. İleri ve geri akış belirleme
<ol>
	<li>Şekil 3A'da gösterildiği gibi, ileri akış modunun, düşük seviyeli ileri iletim sinyaline karşılık gelen uyarma sinyalinin düşen kenarı ile karakterize edildiğini gözlemleyin.</li>
	<li>Şekil 3B'de gösterilen ters akış modelinin, uyarma sinyalinin düşen kenarı ile yüksek seviyeli ileri iletim sinyalinin aktivasyonu arasında zamansal bir yazışma olarak kendini gösterdiğini gözlemleyin.</li>
	<li>İki karakteristik sinyal modelini ayırt etmek için bir CPLD kullanın, böylece ileri ve geri su akışı arasında hassas bir ayrım elde edin.</li>
</ol>
4. Doğrusallık düzeltmesi
<ol>
	<li>Düzeltme fonksiyonunun aşağıdaki matematiksel ifadesini kullanarak giriş sinyalini düzeltmek için parçalı doğrusal düzeltme yöntemini uygulayın: 
	<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/68390/68390eq001v2.jpg"> Burada y düzeltilmiş akış hızıdır, f standart alet tarafından üretilen akış hızıdır, n segment sayısıdır, ki i'inci aralık için düzeltme katsayısıdır ve xi , i'inci aralığın üst sınır değeridir.</li>
	<li>Aşağıdaki matematiksel ifadeyi kullanarak doğrusal regresyon eğimi formülünü kullanarak en küçük kareler yöntemine dayalı düzeltme katsayısı formülünü türetin: 
	<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/68390/68390eq004.jpg"> Burada k düzeltme katsayısıdır, n veri noktalarının sayısıdır, xi deneysel cihaz tarafından ölçülen akış hızıdır, yi ve standart cihaz tarafından üretilen akış hızıdır.</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>

Elektromanyetik debimetrelerde, kare dalga uyarımı ve adım dalgası uyarımının yaygın olarak kullanılan iki tür olduğu çeşitli uyarma dalga biçimleri uygulamaları vardır. Kare dalga uyarımı, uygulamadaki basitliği nedeniyle yaygın olarak benimsenmiştir15. Bununla birlikte, bu yöntem, uyarma anahtarlamasının geçici fazı sırasında girdap akımı etkilerini indüklemeye eğilimlidir, bu da ölçüm sinyalinin16 kararlılığını olumsuz yönde etkiler. Ek olarak, sıfır noktası kayması soru...

<table><tbody><tr><td>Elektromanyetik akış ölçer</td><td>ABB</td><td>ABB-DN50</td><td>Standart bir cihaz olarak, bu makaledeki cihaz ile karşılaştırılmıştır.</td></tr><tr><td>Elektromanyetik debimetre sensörü</td><td>ABB</td><td>ABB-DN50</td><td>İndüklenen elektromotor kuvvetini toplamak için kullanılır.</td></tr></tbody></table>

karmaşık programlanabilir mantık cihazı tabanlı dalga formu tanıma ile boş boru algılamalı yüksek hassasiyetli elektromanyetik debimetre

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

Standartlaştırılmış deney koşullarını ve sonuçların güvenilirliğini sağlamak için deney, deney ortamı olarak kararlı bir standart su akışı oluşturmak için Şekil 4'te gösterilen hidrolik pompayı kullanır. Bu hidrolik pompa tarafından üretilen su akışı, kararlı güç çıkışı özellikleri nedeniyle sabit hızlı bir akış olarak yaklaşık olarak tahmin edilebilir, böylece tek tip sıvı dağıtımı için deneysel gereksinimleri karşılar. Kullanılan standart cihaz ABB-DN50'dir...

Karmaşık Programlanabilir Mantık Cihazı Tabanlı Dalga Formu Tanıma ile Boş Boru Algılamalı Yüksek Hassasiyetli Elektromanyetik Debimetre

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

Mühendislik

Biz lazer kaynaklı ultrason kullanılarak dolaşımdaki melanom hücrelerinin metastatik hastalığın erken bir göstergesi olarak algılamak için bir akış sitometresinin geliştirdik.

Sirkülasyon Melanom Hücreler foto akustik flowmetre kullanarak Algılama ve İzolasyonu

Bu videoda ilk bir yüzey akustik dalga (SAW) akustik ters akışlı cihazın imalat ve operasyon prosedürleri açıklar. Daha sonra SAW pompa cihaz içinde nitel akış görselleştirme ve karmaşık akış kantitatif analiz her ikisi için izin veren bir deney düzeneği göstermektedir.

Yüzey-akustik dalga odaklı Akustik-ters akışlı Mikroakiskan Fabrikasyon, İşletme ve Akış Görselleştirme

Bu kağıt den akan su kimyasal bileşenlerin ölçümü için seçilen aralıklarla zaman ve akış alt örnek toplanması ile toplam akış hacimleri ölçmek için donanımlı 24 ayrı 33,6 m 2 alan araziler içeren 1.000 m 2 tesisin tasarımı, inşaatı ve işlevini açıklar simüle ev çimler.

Kentsel Akış Araştırma Tesisi Tasarımı ve İnşaat

Gökbilim kan teşhis yenilik gerekiyor. Birkaç gösteriler, uçakta azaltılmış-yerçekimi sağlık tanı teknolojisi gösteren yayınlanmıştır. Burada bileşenleri ve diğer kurulumları uyarlanabilir hazırlık stratejileri ile bir prototip nokta-bakım akış sitometri tasarımı için bir parabolik uçuş test takımının inşası ve işletilmesi için bir yöntem mevcut.

Prototip Minyatür Akış Sitometresi ve Companion mikroakışkan Karıştırma Teknoloji İndirimli-gravite Çevre Donanım Gösterileri

Burada, çoğullanmış algılamayı sağlamak için paralel segmentli akış kromatografisi kolonlarının çalıştırılması ve ayarlanması için bir protokol sunuyoruz.

Paralel Segment Akış Sütun Tuning ve Multipleks Algılama etkinleştirme

Düzlemsel örneklerinde manyetik parçacıkların görüntülenmesi için bir tarayıcı manyetik algılama tekniği karıştırma düzlemsel frekansı kullanılarak geliştirilmiştir. parçacıkların doğrusal olmayan nonhysteretic mıknatıslanma manyetik modülasyon ürünleri tepkisi iki frekans uyarım üzerine kaydedilir. İnce biyolojik örneklerin 2D görüntüleri çekmek için kullanılabilir.

Düzlemsel Örnekleri Manyetik tanecikler Görüntüleme Manyetik algılama Tarayıcı Karıştırma frekansı

Damlacık mikroakışkanlarında çok renkli floresan algılama, tipik olarak hacimli ve karmaşık epifloresan mikroskobu tabanlı algılama sistemlerini içerir. Burada, tek bir fotodetektör tarafından toplanan çok renkli verileri geçici olarak kodlamak için bir dizi optik fiber kullanan kompakt ve modüler çok renkli bir algılama şemasını açıklıyoruz.

Damlacık Mikroakiskan için renkli Floresan Algılama Optik Elyaf kullanma

Birden mikroakışkan kanallarda parçacıkların algılama ve boyutlandırma multipleks için, kod bölmeli çoklu erişim (CDMA) ile rezistif darbe algılama (RPS) birleştiren entegre bir yüzey elektrot ağı ile mikroakışkan platformu göstermektedir.

Parçacıkların Mekansal Takip için Çoklanmış Elektronik Algılama ile mikroakışkan Platformu

Bu protokol, kan akışlarını ölçmek için ultra hızlı ultrason Doppler görüntülemenin nasıl uygulanacağını göstermektedir. 1 s uzunluğunda bir kazanımdan sonra, deneyci her piksel için eksenel hız değerlerine sahip tam görüş alanının bir filmine her ≈0,3 ms'ye (uçuşun ultrason süresine bağlı olarak) erişebilir.

Ultra Hızlı Doppler ile Kan Akışı Görüntüleme

Bu protokol, (1) bir laboratuvar kalibrasyon prosedürü ve (2) yazarlar tarafından geliştirilen çevrimiçi bir araç olan "Savak Akış Denklemi Katsayıları Hesaplayıcısı" kullanılarak bir drenaj kontrol yapısı içinde bir V-çentikli savak için savak akış denklemi katsayılarını elde etme yöntemlerini açıklar. Bu yöntemler, V-çentik ve üst üste binme akışları içinde yer alan akışlar için geçerlidir.

Bir drenaj kontrol yapısında akış izleme için V-çentik savak denklemlerinin parametrelendirilmesi

Keşfedin karmaşık programlanabilir mantık cihazı tabanlı dalga formu tanıma ile boş boru algılamalı yüksek hassasiyetli elektromanyetik debimetre tasarımını. Bu yöntem endüstriyel uygulamalarda %0,1 doğrulukla akış ölçümü sağlar.

Karmaşık Programlanabilir Mantık Cihazı Tabanlı Dalga Formu Tanıma ile Boş Boru Algılamalı Yüksek Hassasiyetli Elektromanyetik Debimetre (Video) | JoVE Journal

Karmaşık Programlanabilir Mantık Cihazı Tabanlı Dalga Formu Tanıma ile Boş Boru Algılamalı Yüksek Hassasiyetli Elektromanyetik Debimetre

Daha fazla video keşfet