باعتبارها وسيلة غير -للاتصال،أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتيةلديها مجموعة واسعة من التطبيقات في العديد من المجالات الصناعية. هناك العديد من طرق القياس لأجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية. يقدم هذا الفصل تطبيق طريقة الارتباط المتقاطع - في أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية، ويدرس أيضًا طريقة الارتباط المتقاطع - ويحاكيها. من أجل حل دقة القياس لمبدأ مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية pdf، نظرًا لأن طريقة فرق الطور التقليدية تتأثر بسهولة بتداخل إشارة الضوضاء، مما يؤثر على دقة القياس، يُقترح استخدام طريقة فرق الطور كطريقة قياس أساسية، وإضافة مبدأ الارتباط، وخوارزمية الاستيفاء وخوارزمية المتوسط لتعزيز قدرتها على مكافحة التداخل- وتحسين دقة القياس لمبدأ مقياس التدفق بالموجات فوق الصوتية pdf.
طريقة الارتباط المتقاطع-
تعتمد طريقة قياس سرعة التدفق باستخدام مقاييس التدفق الارتباطي بالموجات فوق الصوتية- على مبدأ الانعكاس بالموجات فوق الصوتية: باستخدام نبضتين متتاليتين، يتم تحديد حركة الجسيمات من خلال تحليل التأخير بين الإشارات المتناثرة الناتجة ضمن حجم محدد. يعتبر هذا الحجم بمثابة حجم مخروطي أسطواني، وترتبط خصائصه بخصائص المستشعر.
أثناء العملية
يصدر مستشعر مقياس التدفق نبضات فوق صوتية بزاوية ثابتة لمسح المواد العاكسة (الجسيمات الدقيقة أو المعادن أو الفقاعات) في مياه الأمطار ومياه الصرف الصحي، مما يؤدي إلى حفظ الأصداء الناتجة كصور أو أنماط صدى. وبعد بضعة أجزاء من الثانية، يتم إجراء مسح ثانٍ، ويتم أيضًا حفظ صورة أو نمط الصدى الناتج. نظرًا لأن المواد العاكسة تتحرك بشكل متزامن مع وسط مياه الأمطار ومياه الصرف الصحي، يمكن تحديد موضع المواد العاكسة من خلال مقارنة العلاقة بين صورتين أو أنماطين متشابهتين، وبالتالي اكتشاف وحساب سرعة التدفق.
بالنظر إلى زاوية الشعاع ومعدل تكرار النبض للموجات فوق الصوتية، يمكن قياس سرعة ما يصل إلى 16 طبقة من الجسيمات الدقيقة في السائل مباشرة من خلال التوزيع المكاني، وبالتالي حساب مباشر لسرعة التدفق المقطعي -الأنبوب المتقاطع- عالي الدقة: عندما تكون سرعة التدفق<1m/s, the measurement inaccuracy is ±0.5% + 5mm/s of the measured value; when the flow velocity is >1 متر/الثانية، عدم دقة القياس هو ±1% من القيمة المقاسة. وهذا أيضًا هو السبب الرئيسي وراء تفوق دقة القياس لمقياس التدفق الارتباطي -على مقياس الجريان دوبلر. يظهر مبدأ القياس في الشكل.
تطبيق طريقة الارتباط المتقاطع-في طريقة فرق الطور
يوضح الشكل الفارق الزمني بين الانتشار نحو المنبع والانتشار في المائع، والذي يمكن قياسه باستخدام طريقة فرق الطور.
الكمية المادية المقاسة بطريقة فرق الطور هي فرق الطور بين مجموعتين من الإشارات. عندما ينبعث نبض بالموجات فوق الصوتية المستمر أو نبض مع فترة طويلة، سيتم إنشاء فرق الطور بين الإشارات من مجموعتي تحقيقات الاستقبال بالموجات فوق الصوتية، ويعكس فرق الطور هذا حجم سرعة تدفق السائل.
ينعكس تطبيق طريقة الارتباط المتقاطع-في طريقة فرق الطور بشكل أساسي في الجوانب التالية:
محاذاة الإشارة والتزامن
في قياس فرق الطور، قد يكون لإشارتين إزاحات زمنية أو مكانية. تقوم طريقة الارتباط المتقاطع - بحساب تشابه إشارتين في تأخيرات زمنية مختلفة، وإيجاد قيمة التأخير التي تزيد الارتباط إلى الحد الأقصى، وبالتالي تحديد الإزاحة النسبية بين الإشارات. على سبيل المثال، في أجهزة قياس التدفق بالموجات فوق الصوتية، يتم العثور على الفارق الزمني بين إشارات الموجات فوق الصوتية المنبع والمصب باستخدام الارتباط المتقاطع -، ومن ثم يتم اشتقاق فرق الطور.
قمع الضوضاء وتعزيز المتانة
غالبًا ما تتأثر إشارات العالم الحقيقي-بتداخل الضوضاء، كما أن أسلوب الارتباط المتبادل-مقاوم للضوضاء. ومن خلال حساب الارتباط بين إشارتين، يتم إلغاء مكونات الضوضاء جزئيًا أثناء عملية الارتباط، في حين يتم الحفاظ على المعلومات المفيدة (مثل علاقة الطور). على سبيل المثال، في اختبار ضوضاء الطور، يمكن لطريقة الارتباط المتقاطع-التخلص من الضوضاء التي يقدمها نظام القياس، مع إبراز خصائص ضوضاء الطور للإشارة المقاسة.
تقدير فرق الطور
يتوافق موضع الذروة لوظيفة الارتباط المتقاطع- مع فرق الطور بين الإشارات. بالنسبة للإشارات ذات التردد نفسه ولكن بأطوار مختلفة، يمكن لطريقة الارتباط المتقاطع -تحويل التأخير الزمني إلى فرق الطور من خلال إيجاد التأخير المقابل للذروة. على سبيل المثال، في الاتصالات اللاسلكية أو أنظمة الرادار، يمكن استخدام قياس فرق الطور للإشارات باستخدام الارتباط المتقاطع - لتطبيقات مثل تحديد الموقع أو المدى أو التزامن.
معالجة الإشارات متعددة القنوات
في أنظمة القياس متعددة القنوات، يمكن استخدام -الارتباط المتبادل لتحليل علاقة الطور بين الإشارات الواردة من قنوات مختلفة. على سبيل المثال، في محلل ضوضاء الطور، يتم تقسيم الإشارة المقاسة إلى قنوات متعددة لمعالجة الارتباط المتقاطع، مما يمكن أن يحسن دقة القياس وحساسيته مع إزالة اختلافات الضوضاء بين القنوات.
