Układ pomiarowy ultradźwiękowego przetwornika pomiaru głębokości

    Układ pomiarowy ultradźwiękowego przetwornika pomiaru głębokości

ultradźwiękowy przetwornik pomiaru odległości

ultradźwiękowy czujnik głębokości

przetwornik pomiaru głębokości wody

Przetwornik ultradźwiękowego systemu pomiaru głębokości wody przyjmuje optymalne parametry określone w drodze debugowania parametrów (czas pomiaru, czas interwału próbkowania, zasięg, sposób filtrowania danych), ultradźwiękowy przetwornik odległości wykorzystuje 32 przetworniki do pomiaru sześciu kombinacji szkła o różnej grubości i oblicza błąd względny pomiaru. Jest to test dokładności systemu pomiarowego.δ=|α-A│/A×100%. Gdzie δ jest błędem względnym; α jest wartością pomiaru; A jest wartością prawdziwą. Ponieważ tętnienie przepływu na zboczu może zmienić kierunek echa ultradźwiękowego, ultradźwiękowy przetwornik pomiaru odległości osłabia sygnał echa, a nawet wykrywa sygnał powrotnej fali akustycznej, a sygnały między różnymi czujnikami mogą na siebie wpływać, wartości pomiarów czujnika mają rozkład normalny i mogą mieć nieprawidłowe wartości.

 Aby poprawić dokładność pomiaru, ultradźwiękowy czujnik odległości ręcznie usuwa wartość błędu pozornego i jako wynik pomiaru przyjmuje średnią wartość z przedziału (μ to wartość średnia, a σ to odchylenie standardowe) i oblicza współczynnik zmienności. Ze względu na wpływ nachylenia i przepływu na przepływ na zboczu projektowanych jest 5 spadków (5°, 10°, 15°, 20°, 25°) i 5 przepływów (0,25, 0,5, 1, 1,5, 2L). W sumie wykorzystano 25 kombinacji do obliczenia współczynnika zmienności 32 pomiarów czujnika dla każdej kombinacji w celu oceny stabilności czujnika ultradźwiękowego podczas pomiaru odległości od powierzchni nachylonego przepływu.

Do testu stabilności pomiaru przepływu, pomiar podwodny ultradźwiękowy czujnik odległości wymaga jednego pomiaru dna zbiornika i jednego pomiaru spadku przepływu. Zatem poprawa dokładności pomiaru głębokości wody zależy od stabilności obu pomiarów, a w przepływie występuje przepływ stokowy. W trakcie procesu powierzchnia nie jest statyczna i w pewnym stopniu będzie miała wpływ na wyniki pomiaru głębokości. Dlatego stabilność ultradźwiękowego czujnika przepływu na powierzchni zbocza wpływa na dokładność pomiaru przetwornik pomiaru głębokości wody . Analiza danych pokazuje, że średni współczynnik zmienności 32 czujników ultradźwiękowych zmierzony na dnie rowka wynosi od 0,027% do 0,032% przy różnych nachyleniach.

 Średnia wartość współczynnika zmienności wyników pomiarów przepływu powierzchniowego na zboczu dla 32 czujników ultradźwiękowych dla różnych gradientów i kombinacji przepływów. Widzimy, że dla wszystkich gradientów i kombinacji przepływów oznacza to wartość współczynnika zmienności ultradźwiękowy czujnik głębokości waha się od 0,06% do 0,096%, czyli około 2 do 3 razy więcej niż średnia wartość współczynnika zmienności w momencie pomiaru dna zbiornika stacjonarnego. Dlatego pomiar głębokości charakteryzuje się dużą dokładnością. Zależy to głównie od stabilności wyników pomiaru przepływu zbocza. Średnia wartość współczynnika zmienności pomiaru czujnika jest mniejsza niż 0,1%, co może spełnić potrzeby badawcze.