שיטת-מתאם צולב עבור טכנולוגיית מדידת זרימה קולית

כמכשיר ללא-מגע,מדי זרימה קולייםיש מגוון רחב של יישומים בתחומי תעשייה רבים. ישנן שיטות מדידה רבות עבור מדי זרימה קוליים. פרק זה מציג את היישום של שיטת הקורלציה-הצולבת במדי זרימה אולטרסאונדים, וכן בוחן ומדמה את שיטת הקורלציה הצולבת-. על מנת לפתור את דיוק המדידה של עיקרון מד הזרימה האולטרא-קולי pdf, מכיוון ששיטת הפרש הפאזות המסורתית מושפעת בקלות מהפרעות אותות רעש, ובכך משפיעה על דיוק המדידה, מוצע להשתמש בשיטת הפרש הפאזה כשיטת המדידה הבסיסית, ולהוסיף את עקרון המתאם, אלגוריתם האינטרפולציה ואלגוריתם הממוצע כדי לשפר את עיקרון האנטי{5}} של מדידת ההפרעות האולטרה-הפרעות של pdf.

 

השיטה למדידת מהירות זרימה באמצעות מדי זרימה צולבים-מתאם קולי מבוססת על העיקרון של השתקפות קולית: באמצעות שני פולסים עוקבים, תנועת החלקיקים נקבעת על ידי ניתוח ההשהיה בין האותות המפוזרים לאחור שנוצרים בתוך נפח מוגדר. נפח זה נחשב כנפח חרוט גליל-, והמאפיינים שלו נמצאים בקורלציה עם מאפייני החיישן.

במהלך הפעולה

חיישן מד הזרימה פולט פולסים קוליים בזווית קבועה כדי לסרוק חומרים רפלקטיביים (מיקרו-חלקיקים, מינרלים או בועות) במי גשמים ובשפכים, ולחסוך את ההדים המתקבלים כתמונות או דפוסי הד. לאחר מספר אלפיות שניות, מתבצעת סריקה שנייה, וגם תמונת ההד או התבנית שמתקבלת נשמרת. מכיוון שהחומרים הרפלקטיביים נעים באופן סינכרוני עם מי הגשמים והשפכים, ניתן לזהות את מיקומם של החומרים המשקפים על ידי השוואת הקשר בין שתי תמונות או תבניות דומות, ובכך לזהות ולחשב את מהירות הזרימה.

בהתחשב בזווית האלומה וקצב חזרת הדופק של אולטרסאונד, ניתן למדוד ישירות את המהירות של עד 16 שכבות של חלקיקים זעירים בנוזל באמצעות חלוקה מרחבית, ובכך לחשב ישירות את מהירות הזרימה הצולבת-בדיוק הגבוה של הצינור: כאשר מהירות הזרימה היא<1m/s, the measurement inaccuracy is ±0.5% + 5mm/s of the measured value; when the flow velocity is >1m/s, אי דיוק המדידה הוא ±1% מהערך הנמדד. זו גם הסיבה העיקרית לכך שדיוק המדידה של מד הזרימה הצולבת-מתאם עדיפה על זה של מד הזרימה הדופלר. עקרון המדידה מוצג באיור.

 

האיור מציג את הפרש הזמן בין התפשטות במורד הזרם למעלה הזרם בנוזל, אותו ניתן למדוד בשיטת הפרש הפאזות.

 

הכמות הפיזית הנמדדת בשיטת הפרש הפאזה היא הפרש הפאזה בין שתי קבוצות של אותות. כאשר נפלט פולס קולי רציף או פולס עם תקופה ארוכה, ייווצר הפרש פאזה בין האותות משתי הקבוצות של בדיקות קוליות קוליות, והפרש פאזה זה משקף את גודל מהירות זרימת הנוזל.

היישום של שיטת הקורלציה-הצולבת בשיטת הפרש הפאזות בא לידי ביטוי בעיקר בהיבטים הבאים:

יישור אותות וסנכרון

במדידת הפרשי פאזה, לשני אותות עשויים להיות היסט זמני או מרחבי. שיטת הקורלציה הצולבת-מחשבת את הדמיון של שני אותות בהשהיות זמן שונות, מוצאת את ערך ההשהיה שממקסם את המתאם, ובכך קובעת את ההיסט היחסי בין האותות. לדוגמה, במדי זרימה על-קוליים, הפרש הזמן בין אותות על-קולי במעלה הזרם למורד הזרם נמצא באמצעות מתאם צולב-, ולאחר מכן נגזר הפרש הפאזות.

דיכוי רעש ושיפור יציבות

אותות-בעולם האמיתי מושפעים לעתים קרובות מהפרעות רעש, ושיטת המתאם הצולבת-עמידה בפני רעש. על ידי חישוב המתאם בין שני אותות, רכיבי רעש מתבטלים חלקית במהלך תהליך המתאם, בעוד מידע שימושי (כגון קשר פאזה) נשמר. לדוגמה, בבדיקת רעש פאזה, שיטת המתאם הצולבת- יכולה לחסל רעש המוכנס על ידי מערכת המדידה, ולהדגיש את מאפייני רעשי הפאזה של האות הנמדד.

הערכת הפרש פאזה

מיקום השיא של פונקציית המתאם הצלב- תואם להפרש הפאזה בין האותות. עבור אותות עם אותו תדירות אך שלבים שונים, שיטת המתאם הצולבת יכולה להמיר את עיכוב הזמן להפרש פאזה על ידי מציאת ההשהיה התואמת לשיא. לדוגמה, במערכות תקשורת אלחוטיות או מכ"ם, מדידת הפרש הפאזות של אותות באמצעות מתאם צולב- יכולה לשמש עבור יישומים כגון מיקום, טווח או סנכרון.

עיבוד אותות רב ערוצי

במערכות מדידה רב-ערוציות, ניתן להשתמש בקורלציה-ת כדי לנתח את קשר הפאזה בין אותות מערוצים שונים. לדוגמה, בנתח רעשי פאזה, האות הנמדד מחולק למספר ערוצים לעיבוד מתאם צולב, מה שיכול לשפר את דיוק ורגישות המדידה תוך ביטול הבדלי רעש בין ערוצים.