Language
Kyke: 3 Skrywer: Werfredakteur Publiseertyd: 2020-05-25 Oorsprong: Werf
In die industriële mark speel halfgeleierskyfiestelle 'n groot rol in die transformasie van meganiese toerusting na elektromeganiese of suiwer elektroniese toerusting. Elke marksegment kan in baie toepassings opgedeel word, en vervaardigers sal spesifieke produkte vir elke toepassing ontwerp.
Ultraklank of ultraklanktegnologie word al meer as 100 jaar in sommige siviele, mediese en militêre velde gebruik. Byna almal sal mediese ultraklanktegnologie in hul leeftyd gebruik. Die mees onlangse toepassingsgeval daarvan is egter die verwesenliking van outomatisering in die industriële en motorvelde. Ons is verbaas om te sien dat hierdie tegnologie sy plek ingeneem het in 'n reeks werklik uiteenlopende toepassings. Die nie-indringende (nie-korrosiewe) en nie-kontakeienskappe van ultrasoniese tegnologie maak dit ideaal vir mediese, farmaseutiese, militêre en fabriekstoepassings.
In die industriële en motormarkte kan ultrasoniese tegnologie gevind word vir afstandmeting, besettingsopsporing, vlakdetectie, samestellingsanalise, vloeitempometing, parkeerhulp, landingshulp en bystand vir die oopmaak van die kofferbak. Ultrasoniese sensors, ook bekend as ultrasoniese transducers, kan buite frekwensies werk wat mense nie kan hoor nie, en hul bedryfsfrekwensies wissel van 20 kHz tot 'n paar megahertz.
Die meeste ultrasoniese omskakelaars word van piëso-elektriese materiale gemaak, en wanneer elektriese pulse toegepas word, word meganiese vibrasies of ultrasoniese golwe opgewek. Sommige omskakelaars kan ook meganiese vibrasie na elektriese energie omskakel. Omvormers word grofweg in drie tipes verdeel:
Nadat u die ontvangde elektriese sein verwerk het, kan u verskeie relevante komponente kry wat geskik is vir industriële of motortoepassings. Een van die mees algemene en belangrikste komponente is ultrasoniese vlugtyd (TOF), wat verwys na die heen-en-weer-tydskatting van ultrasoniese golwe wat deur die ultrasoniese vloeimeter-omskakelaar uitgestraal word vir vloeimeting na die teikenvoorwerp en dan teruggereflekteer word vanaf die voorwerp na die sensor. Dit is die basiese beginsel van die gebruik van ultrasoniese tegnologie in slim meters om die vloei van water, gas of verwarming (hetsy indringend of nie-indringend) te meet en verbruiksdata aan verbruikers voor te stel vir maklike fakturering.
Vloeimeting is die kwantifisering van vloeistof- of gasvloei (volume of snelheid). Die eenheid van meting is soortgelyk aan liter/minuut (of sekondes of ure) of vierkante meter/sekonde. Die reeks vloeimeters is relatief wyd, van eenvoudige openbare instrumente vir huishoudelike gebruik (gas / water / verwarming) tot industriële instrumente of mengers vir gevaarlike vloeistowwe of gasse (olie, mynbou, afvalwaterbehandeling, verf en chemikalieë, ens.). Struktureel sluit die vloeimeter 'n sensoreenheid, 'n meeteenheid en 'n beheer-/kommunikasie-eenheid in, wat elk verder in meganies of elektronies verdeel kan word. Figuur 1 vergelyk die verskillende tipes vloeimeter-waarnemingstegnologieë waaruit die sensoreenheid bestaan. Ultrasoniese vloeimeters het verskeie voordele.
Figuur 1: Vergelyking van vloeistof- of gasvloeiwaarnemingsmetodes
Ultrasoniese vloeimeter-omskakelaar met behulp van TOF of ultraklank meet vloei deur die tydsverskil (voortplantingsvertraging) van die gestuurde en ontvangde ultraklankseine te bereken. Om dit op vloeimeting toe te pas, gebruik ontwerpers 'n paar identiese transceiver-tipe transduktors om hulle in die stroomop- en stroomaf-rigtings te prikkel. Wanneer voortplanting in 'n rigting wat ooreenstem met vloeistofvloei, propageer ultrasoniese golwe vinniger, terwyl in 'n rigting teenoor vloeistofvloei, ultrasoniese golwe stadiger voortplant. Daarom is ten minste een paar transduktors nodig, maar sommige topologieë gebruik meer transducers.
Figuur 2 toon 'n tipiese konsep van ultrasoniese vloei-opsporing, en die plasing van die transducer in die pyplyn kan gekies word. Die keuse van ultrasoniese sensor hang af van die tipe medium wat vloeitempo-meting vereis. Oor die algemeen gebruik vloeistofwaarneming sensors met hoër frekwensies in die spektrum (> 1 MHz), terwyl gasvormige media sensors met laer frekwensies (<500 kHz) gebruik. Daarbenewens vereis die ultrasoniese tegnologie wat vir vloeimeting gebruik word, 'n direkte pad tussen enige twee transducers, wat noukeurige meganiese konstruksie-ontwerp vereis van die vloeistofpypleiding wat die transducer huisves. Ultrasoniese tegnologie werk nie in die teenwoordigheid van borrels nie, want borrels kan aansienlike verswakking van die ultraklanksein veroorsaak.
Figuur 2: Voorbeelde van algemene topologieë vir ultrasoniese waarneming van vloeimeters en installasieplekke in pype
Figuur 3 toon 'n generiese pypontwerp met die transducer wat onderaan geplaas is en reflektiewe materiaal om te verseker dat die ultrasoniese sein tussen die transducers kan voortplant (XDCR1 en XDCR2 in die figuur).
Figuur 3: Universele vloeibuis met 'n paar transduktors geïnstalleer
Waar Δt TOF is, is c die spoed van die ultrasoniese sein wat in die medium in die pyplyn voortplant, v is die vloeisnelheid, L is die voortplantingslengte van die pyplyn, T12 is die voortplantingstyd stroomop, en T21 is die voortplantingstyd stroomaf.Daar is verskeie maniere om TOF-inligting te bepaal, maar alle metodes moet die uitset van die transducer kan verwerk.
Figuur 4: Tipiese reaksie van 'n ultrasoniese transducer wanneer dit elektries opgewek is
Die verwerking van hierdie golfvorm verskaf die inligting wat nodig is om vergelykings 1 en 2 op te los. Daar is verskeie maniere om golfvorms te verwerk, insluitend tyd-tot-digitale omskakeling (TDC), nul-kruising opsporing en golfvorm vaslegging. Elke metode het voordele en nadele.
Chipverkopers gebruik verskeie argitekture om ultrasoniese vloeimetingsprobleme op te los. Sommige vervaardigers gebruik diskrete analoog komponente, gevolg deur digitale verwerkers. Ander vervaardigers het probeer om analoog komponente in digitale verwerkers te integreer om 'n enkelskyfie-oplossing te vorm. In die golfvormvasleggingsmetode word 'n vinnige analoogkring gebruik om die hele ultrasoniese sein vas te vang, en dan word 'n analoog-na-digitaal-omsetter gebruik om die analoogsein na 'n digitale sein om te skakel, en dan kan die digitale seinverwerkingsalgoritme TOF-inligting verkry.
Chipverkopers gebruik verskeie argitekture om ultrasoniese vloeimetingsprobleme op te los. Sommige vervaardigers gebruik diskrete analoog komponente van 100KHz ultrasoniese transducer, gevolg deur digitale verwerkers. Ander vervaardigers het probeer om analoog komponente in digitale verwerkers te integreer om 'n enkelskyfie-oplossing te vorm. In die golfvormvasleggingsmetode word 'n vinnige analoogkring gebruik om die hele ultrasoniese sein vas te vang, en dan word 'n analoog-na-digitaal-omsetter gebruik om die analoogsein na 'n digitale sein om te skakel, en dan kan die digitale seinverwerkingsalgoritme TOF-inligting verkry.
As gevolg van die tegniese verbeterings van ultrasoniese transducers, wat hulle goedkoper, meer akkuraat, kleiner in grootte en alomteenwoordig maak, is ultrasoniese tegnologie wyd gebruik in vloeimeting. Die gevorderde geïntegreerde analoogkring maak dit makliker om die ultrasoniese transducer-golfvorm in reële tyd vas te vang en te verwerk, om sodoende akkurate TOF-inligting te verkry. Daarbenewens is die ultrasoniese vloeimeter meer akkuraat, kleiner in grootte en het geen bewegende dele nie, wat dit 'n uitstekende keuse maak vir vervaardigers om meganiese vloeimeters te vervang. Vervaardigers moet egter steeds die pypontwerp en omvormerinstallasie en posisionering noukeurig verstaan om te verseker dat al die voordele van ultrasoniese tegnologie ten volle benut word in vloeimeting.
