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

CPOD tahrikli bir elektromanyetik akış ölçer tasarlamak, uygulamak ve doğrulamakla ilgileniyoruz. Dalga formu tanımanın hassasiyet ölçümünü nasıl artırdığını ve kararlı boş pipet algılaması sağladığını keşfetmek. Zorluklarımız, elektromanyetik paraziti bastırmak, sensör termal gürültüsünü en aza indirmek, CPOD anahtarlama artefaktlarını izole etmek ve değerli zayıf akış sinyallerini ortam gürültüsünden ayırmak ve sonucu daha kararlı hale getirmektir. 50 güç frekansı girişiminin elektrotlar üzerinde farklı bir dalga biçimi deseni oluşturduğunu bulduk. Tüp boş olduğunda veya hava kabarcıkları içerdiğinde, bu dalga formu belirli özellikler gösterir. Bu benzersiz kalıpları analiz ederek, tüpün boş olup olmadığını veya kabarcıklar içerip içermediğini belirleyebiliriz. Geniş akış aralığı algılama gereksinimini karşılamak için, daha yüksek hassasiyet elde etmek için değişken kazançlı bir çalışma amplifikatörü devresi tasarlanmıştır. Çok aşamalı bant genişliği donanım filtresi, sinyal-gürültü oranını artırırken, yazılım filtresi sistem kararlılığını daha da artırır. Gürültüye dayanıklı dalga biçimi analitiğini geliştirmek, çok fazlı ve politika akışları için bir CPOD algoritması benimsemek ve gerçek zamanlı endüstriyel IOG teşhisi için gömülü öz kalibrasyonlu düşük güçlü sensörler kullanmak istiyoruz.

[Ekran Okuyucusu] Başlamak için, sensörün her iki tarafından indüklenen elektromotor kuvvetini giriş sinyali olarak alın. Baypas kapasitörlerini kullanarak gürültüyü filtreleyin. Giriş sinyalini yükseltmek için 10X diferansiyel amplifikatör uygulayın. Yükseltilmiş sinyali, düşük frekanslı bileşenleri çıkarmak için yüksek geçiren bir filtreden başlayarak ikinci dereceden bir bant geçiren filtreye besleyin, ardından filtrelenmiş çıkışı bir kuplaj kondansatöründen alçak geçiren filtre aşamasına kanalize edin. Ters çevirici bir amplifikatör kullanarak, gürültüsü giderilmiş sinyali yükseltin, ardından negatif polarite sinyalini pozitif polariteye dönüştürmek ve genliği korumak için ters çevirici amplifikatörden negatif bir kazanç uygulayın. Pozitif ve negatif yarım döngü sinyallerini analog anahtarın iki ayrı kanalına yönlendirin. Her iki sinyali de aynı anda karşılaştırıcıya girin. Boru hattı boşluğunu tespit etmek ve akışkan akış yönünü belirlemek için karmaşık bir programlanabilir mantık cihazı kullanarak karşılaştırıcıdan gelen çıkış sinyallerini işleyin. Analog anahtar aracılığıyla sinyal geçitinden sonra, sinyali üçüncü bir aşamaya besleyin. Güçlendirilmiş sinyali, entegre bir alçak geçiren filtre kullanarak işleyin. Filtrelenmiş son sinyali, hesaplamalı işlem için mikrodenetleyici ünitesine iletin. Sinyali konumlandırın amplifier bant geçiren filtrenin yakınına. Bağlayın amplifier bant geçiren filtrenin çıkışına, ardından ikincil amplifikatör bant geçiş çıkışını almak için. Analog anahtarın altında iki karşılaştırıcı yapılandırın. Son olarak, analog anahtardan gelen doğrultulmuş sinyali değişken kazançlı bir amplifikatöre girin. Çıkışı alçak geçiren bir filtreden geçirin ve işlemcinin analogdan dijitale dönüştürme kanalına yönlendirin. Aynı cihaz kullanılarak tekrarlanan üç deneyden elde edilen akış hızı ölçümleri, tüm ölçüm aralığı boyunca oldukça tutarlı sonuçlar gösterdi ve güçlü veri tekrarlanabilirliğini ve içsel doğrusallığı doğruladı. Dört deney cihazını standart cihazla karşılaştırırken, tüm cihazlar aynı standart akış hızlarında yüksek ölçüm tutarlılığının yanı sıra tüm aralıkta mükemmel doğrusallık gösterdi. Doğrusallık düzeltmesi uygulandıktan sonra, dört cihazın standart değerlerden ölçüm sapmaları önemli ölçüde azaltıldı ve sistemin doğruluğu artırıldı. Düşük akış hızlarında, bağıl hata gözle görülür şekilde daha yüksekti ve artan hız ile kademeli olarak azaldı, bu da sinyal-gürültü oranının ölçüm doğruluğu üzerindeki etkisini yansıtıyordu.