Dearadh braiteoir sreafamhéadar ultrasonaic Amhola

réamhrá

Faoi láthair, is é ceann de na fadhbanna deacra a bhíonn le sárú maidir le hamhola a eastóscadh i réimsí ola ná tomhas ar líne an amhola a bhaintear. Is é an chúis is mó ná go bhfuil comhdhéanamh amhola an-chasta. Tá ola, uisce, gás agus neamhíonachtaí eile san amhola. Is sreabhán ilchéime agus casta é, agus sreabhann amhola aon-tobar ó am go chéile, agus mar sin ní féidir le méadar sreabhadh ultrasonaic ginearálta na ceanglais a chomhlíonadh. Dearadh an páipéar seo córas tomhais bunaithe ar ríomh sreabhadh comhghaolú tonnta ultrasonaic, a réitíonn an fhadhb a bhaineann le hamhola tomhais neamhtheagmhála ar líne.

Prionsabal an tsreabhmhéadar ultrasonaic

Úsáideann an modh comhghaolaithe teicnící gaolmhara chun sreabhadh sreabhach a thomhas. Cruinneas tomhais na níl aon bhaint ag trasducer sreabhadh méadar ultrasonaic leis an luas fuaime sa sreabhach, agus tá an cruinneas tomhais ard. Tá sé oiriúnach chun sreabhadh ilchéime agus sreabhach trasnaíochta mór a thomhas. Nuair a shreabhann an sreabhach sa phíblíne, má tá neamhíonachtaí eile ann, beidh éagsúlacht de shuaitheadh ​​randamach taobh istigh, rud a ghinfidh comharthaí sreafa a bhaineann leis na coinníollacha sreafa agus go bhfuil tréithe staidrimh áirithe acu. Taispeántar struchtúr an tsreabhmhéadar modh comhghaolaithe dhá shraith de thrasduchtóirí tarchurtha agus glactha ultrasonaic, agus is é L an fad idir an trasducer in aghaidh an tsrutha agus an trasducer anuas. Nuair a théann an comhartha ultrasonaic tríd an bpíblíne, déanfar an comhartha ultrasonaic a mhodhnú ag an torann sa sreabhach. Cuimsíonn an comhartha ultrasonaic modhnaithe faisnéis an réimse treoluas sreabhán. Déantar anailís ar an gcomhartha ultrasonaic chun an comhartha sreafa A( t) agus B(t) a bhaint as, agus chun oibríochtaí comhghaoil ​​a dhéanamh ar A(t) agus B(t).

2 Struchtúr córais tomhais sreabhadh ultrasonaic a bhaineann le hamhola aon-tobar

Tá an córas tomhais sreafa aon-tobair comhdhéanta go príomha de thrí chuid: réamhchóireáil deighilte gáis-leachtach, braite ultrasonaic, agus próiseáil comhartha. Déantar anailís ar na trí chuid thíos.

2.1 Cuid pretreatment scaradh gáis-leachtach

Taispeántar struchtúr na coda réamhphróiseála. Is é feidhm na coda pretreatment ná scaradh gáis leachtach a dhéanamh (tá gás agus neamhíonachtaí eile sa amhola a phumpáiltear ag an aonad caidéalaithe i dteannta leis an meascán ola. Tabharfaidh an gás earráid níos mó don tomhas ola, mar sin ní mór an scaradh ola gás-leachtach a dhéanamh le linn tomhais); is é an dara ceann an fhadhb a bhaineann le tomhas iomlán píopa a réiteach le linn sreabhadh uaineach (níl an t-amhola a phumpáiltear amach gach uair nuair a bhíonn an t-aonad pumpála ag obair comhionann, agus sreabhann sé go ham, ionas nach mbeidh an ola sa phíblíne iomlán, nó Tabhair earráid tomhais mhór). Ar na cúiseanna seo, ba cheart réamhchóireáil a dhéanamh roimh an tomhas ola. Tar éis na réamhchóireála, téann an scaradh gás-leachtach agus an píopa ola-líonadh tríd an bpíopa ola méadraithe chun an earráid tomhais a laghdú. Is é an prionsabal oibre ná: téann an amhola isteach sa umar stórála ola ón inlet ola tríd an umar dríodraithe, agus tá an ola agus an gás scartha san umar stórála ola. Déantar an gás scartha a aschur ón gcomhla (comhla asraonta) ar an umar stórála ola tríd an bpíblíne gáis. Nuair a shroicheann an ola airde áirithe, snámhann an liathróid snámh suas chun an comhla níos ísle (comhla asraon ola) a oscailt, agus ag an am céanna déanann an comhla uachtarach an calafort gáis a bhlocáil chun brú a thógáil. Sreabhann an ola san umar stórála ola chuig an asraon ola tríd an bpíblíne tomhais faoi ghníomhaíocht brú. Nuair a thiteann an umar stórála ola go leibhéal áirithe, siníonn an liathróid snámh chun an comhla níos ísle a bhlocáil agus osclaíonn sé an comhla uachtarach, ionas go gcríochnóidh an obair arís agus arís eile an scaradh gás-leachtach.

...

2.2 Cuid tástála ultrasonaic

Tá an chuid braite comhdhéanta go príomha de dhá phéire braiteoirí ultrasonaic. Déantar braiteoirí ultrasonaic a bhrath trí fhuinneamh tonnta ultrasonaic a tharchur agus a fháil. Croílár an trasducer (fuinneamh ultrasonaic a thiontú go fuinneamh leictreach nó fuinneamh leictreach a thiontú ina fhuinneamh ultrasonaic. Ciallaíonn transducer inchúlaithe go ndéantar an dá fhoirm de The energy of the transducer a thiontú ina chéile). Áirítear le trasducers ultrasonaic coitianta vibrators criostail piezoelectric, vibrators magnetostrictive agus mar sin de. Go ginearálta tá dhá fhoirm ag tonnta ultrasonaic a úsáidtear le haghaidh tomhais sreafa gaolmhar: tonn sine agus tonn cuisle. Comhtháthaíonn na sreabhmhéadair ghaolmhara ultrasonaic bíogach agus sine tonn faisnéis treoluas na trasghearrtha den réimse sreafa chun an treoluas sreafa a fháil. Úsáideann an dearadh seo braiteoir ultrasonaic criostail piezoelectric le minicíocht lár 200 kHz. D'fhonn tionchar na dtonnta seasta a shárú, úsáideann ultrasonaic gineadóir comhartha bíog lúb céim-ghlasáilte.

...

2.3 Cuid próiseála comhartha

Tá an chuid próiseála comhartha comhdhéanta go príomha de transducer glactha ultrasonaic.Tá an ciorcad aeroiriúnaithe comhartha comhdhéanta de trasducer glactha, ciorcad amplifier trí chéim, ciorcad scagaire agus ciorcad braite clúdach. Tá an preamplifier comhdhéanta de mhodúl amplifier ionstraim MAX410, tá an t-aimplitheoir tánaisteach agus an t-aimplitheoir deiridh comhdhéanta de aimplitheoir ionstraim ísealchumhachta cruinneas INA128; Is é an ciorcad scagaire scagaire pas banna comhdhéanta de MAX275 scagaire comhtháite analógach, is é an minicíocht lár 200 kHz, tá scagaire pas íseal déanta ag TL14, agus an comhartha tar éis a bhrath a bhaint go príomha. Tá an ciorcad braite clúdaigh comhdhéanta de dhé-óid agus toilleoir chun buaic-bhrathadóir a fhoirmiú.

Is ciorcad fála agus próiseála sonraí é an chuid eile comhdhéanta de mhodúil. An ciorcad seo de roghnaíonn braiteoir sreabhadh uisce ultrasonaic an sliseanna TMS320F2812DSP de TI Company. I réimse rialaithe an phróisis reatha, is é an microprocessor DSP is airde. I gcomparáid le microcomputers traidisiúnta aon-sliseanna, tá feidhmíocht den scoth aige, mar shampla feidhmeanna láidre, acmhainní saibhir, agus tomhaltas ísealchumhachta. Tá feidhmíocht foirfe aige agus an comhéadan forimeallach comhtháite is fearr. Comhtháthaíonn sé cuimhne flash, tiontaire A / D ardluais, modúl CAN ardfheidhmíochta, etc.

Le linn tomhais, astaíonn na trasducers tarchuradóra in aghaidh an tsrutha agus iartheachtacha tonnta ultrasonaic ard-minicíochta. Nuair a iomadaíonn na tonnta ultrasonaic sa sreabhach, modhnóidh an comhartha sreafa na tonnta ultrasonaic in aimplitiúid, céim agus minicíocht. Déantar an comhartha modhnaithe ard-minicíochta a fhaigheann an trasducer a fháil agus a scagadh. Tar éis demodulation agus aimpliú, faightear an comhartha sreafa agus a sheoladh chuig an tiontaire A/D le haghaidh bailiú sonraí, agus an fhaisnéis a bhailítear a sheoladh chuig an bpróiseáil gaolmhar chun ráta sreafa an sreabhach a fháil.

3 ríomhchlárú córais

Áirítear sa chóras bogearraí initialization, modúl ríomh, taispeáint sreafa, modúl próiseála idirbhriseadh agus parts.The eile sreabhchairt clár is mó a thaispeántar. Tar éis tús a chur leis an bpríomhchlár, téann sé isteach i lúb-chlár chun na sonraí samplála a phróiseáil, agus freagraíonn sé iarratais ar idirbhriseadh seachtrach A/D, iarratais ar idirbhriseadh srathach cumarsáide agus iarratais ar bhriseadh lasc ama ag am ar bith. A chinneadh an bhfuil uainiú taispeána an ráta sreafa bainte amach. Freagraíonn an príomhchlár do na hiarratais idirbhriste thuas agus glaonn sé ar gach clár próiseála comhfhreagrach chun bailiú agus próiseáil sonraí a chur i gcrích.

Is éard atá i dtosachú ar thaobh amháin timpeallacht oibre an DSP a bhunú, agus ar an láimh eile chun ullmhú don phróiseáil comhartha ina dhiaidh sin. Cuimsíonn clár tosaigh an chórais an t-inmheánú inmheánach a dhéanann difear d'oibriú an LAP sliseanna DSP agus an t-inisealú forimeallach a dhéanann difear d'obair gach forimeallach, chomh maith le feistí in-ríomhchláraithe forimeallacha a thosú (cosúil le A/D, D/A, etc.), lena n-áirítear go sonrach na feidhmeanna seo a leanas: socraigh an gineadóir clog, socraigh an t-amadóir, tosaigh ar na cláir stádais, cur isteach oscailte, etc.

Cuimsíonn an modúl próiseála idirbhriste trí idirbhriseadh: úsáidtear an modúl próiseála idirbhriste lasc ama chun an tiontaire A/D a thosú agus an minicíocht samplála a rialú, úsáidtear an modúl próiseála idirbhriseadh sraitheach cumarsáide chun cumarsáid a dhéanamh leis an ríomhaire uachtarach, agus úsáidtear an modúl próiseála idirbhriste A/D chun léamh Samplaíonn an tiontaire A/D na sonraí, agus taispeántar a sreabhchairt san fhigiúr.

 Déanann an modúl taispeána an méadar a athnuachan go rialta chun an luach sreafa meandarach agus an luach sreabhadh carnach a thaispeáint. Is é an próiseas próiseála córas an tréimhse ama a shocrú, gineann an t-amadóir briseadh, tosaíonn an t-idirbhriseadh seo an tiontaire A/D, tar éis an chomhshó, iarrann an tiontaire A/D ar an DSP na sonraí a léamh isteach, agus freagraíonn an DSP an t-iarratas tiontaire A/D, cuir glaoch ar an modúl A/D idirbhriseadh sonraí, cuir isteach ar shonraí próiseála sonraí agus é a léamh. Ós rud é go sreabhann an sreabhach go ham, tar éis don DSP na sonraí N-pointe de na comharthaí in aghaidh an tsrutha agus anuas a fháil, déanann sé anailís ceithre huaire ar na sonraí chun a chinneadh an bhfuil an sreabhach ag sileadh. Má tá sé ag sileadh, glaoitear ar an gclár ríofa oibríochtaí gaolmhara a dhéanamh ar na sonraí sampláilte agus na feidhmeanna gaolmhara a aimsiú. Déan an t-am idirthurais T a chinneadh, agus an luach sreabhadh meandarach agus an luach sreafa carnach a fháil de réir na bparaiméadar ionstraim agus cúiteamh teochta, agus an toradh a stóráil san aonad stórála sonraí le taispeáint ag an ionstraim taispeána.

Sa tomhas sreabhadh comhghaol, ar cheann de na príomhcheisteanna a bhaineann le Is é braiteoir sreamhmhéadar ultrasonaic práis an modh ríofa den fheidhm chomhghaolaithe, a éilíonn críochnú ardluais agus cruinn chun líon mór comharthaí modhnú randamach a fháil, ríomhanna comhghaoil ​​​​chomhghaolaithe agus buaic-chuardach na feidhme comhghaoil. Tá dhá chineál modh athrá polaraíocht agus modh trasnú nialasach ag an algartam feidhm comhghaolaithe den chuid is mó. D'fhonn an luas oibríochta a fheabhsú, glacann an córas seo oibríocht chomhghaolaithe sa réimse minicíochta. Tar éis na sonraí ionchuir a chlaochlú ag FFT, is féidir an oibríocht chomhghaolaithe san fhearann ​​minicíochta a fháil. Ansin is féidir toradh an chomhghaolaithe san fhearann ​​ama a fháil trí IFFT, ar féidir é a úsáid le haghaidh buaicchuardaigh.

4 Conclúid

Ar bhonn anailís a dhéanamh ar dhálaí oibre tobair aonair sa réimse ola agus prionsabal na tomhais sreafa gaolmhar, ceapadh feiste atá oiriúnach do mhéadrú amhola aon tobair. Tá torthaí maithe bainte amach ag an tástáil allamuigh le hearráid níos lú ná 2%. Mar sin féin, tá na fadhbanna seo a leanas fós: Gcéad dul síos, luainíonn an comhartha go mór, a bhfuil go príomha amhola bhfuil gás agus eisíontas. Dá bhrí sin, tá an difríocht comhartha mór, agus ní mór don chiorcad braite an ciorcad AGC a mhéadú. Tá deacracht ag an dara ceann an comhéifeacht ceartúcháin a shocrú. Tá ábhar difriúil uisce agus slaodacht ola ag toibreacha éagsúla. Ag an am céanna, athraíonn sreabhach an ola go mór ag teochtaí éagsúla, agus mar sin ní mór é a choigeartú faoi thimpeallachtaí éagsúla. Tugann an fachtóir ceartúcháin míchaoithiúlacht le húsáid. Sa tríú háit, tá an earráid sách mór nuair a bhíonn an ráta sreafa íseal. Is iad seo na réimsí atá le feabhsú i dtaighde amach anseo.