[jack_avenger 4]

Здравствуйте. Уже 4-ю неделю пытаюсь получить адекватные значения с ультразвукового расходомера для жидкостей, но показания всегда плывут в зависимости от температуры.

У меня расходомер китайский, геометрических размеров нет, есть только то, что удалось намерять штангенциркулем, поэтому все размеры приблизительные.

 

Нашел похожую картинку, 4 и 6 - датчики.

 

Расходомер состоит из 2-х пьезодатчиков, каждый из которых попеременно выступает и передатчиком, и приемником. Сначала запускаю импульсы против течения жидкости, получаю время Tup, потом за течением и время Tdn.

Далее через формулу получаю объем V = S * ((0.5*L/Tdn)-(0.5*L/Tup)), где

S - площадь сечения трубы в зоне распостранения ультразвука

L - расстояние между датчиками.

По указанной формуле удается скалиброваться на одном расходе, но с изменением температуры плывет и расход.

Дело в том, что L у меня состоит из 2 участков (~10мм), перпендикулярных направлению жидкости и 1-го "честного"(~56мм), где сигнал распостраняется параллельно потоку жидкости.

Пытался вычесть из Tup, и Tdn время прохождения перпендикулярных участков, но это ничего не дало.

 

Кто сталкивался с такой задачей, помогите формулой или советом куда копать.

 

 

 

 

[Uladzimir 64]

полу сумма времен деленная длину дает скорость звука в жидкости (она зависит от температуры). Поставьте датчик температуры-- и зная зависимость звука от температуры (обычно гостовская таблица), тогда можно скомпенсировать

[jack_avenger 4]

полу сумма времен деленная длину дает скорость звука в жидкости (она зависит от температуры). Поставьте датчик температуры-- и зная зависимость звука от температуры (обычно гостовская таблица), тогда можно скомпенсировать

Скорость распостранения у меня есть Vsound = ((0.5*L/Tdn)+(0.5*L/Tup)), датчики температуры стоят, но неизвестно что за жижу запустят в качестве жидкости (прибор предназначается для учета объема теплоносителя в системах отопления)

 

То есть я правильно предполагаю что надо время Tup и Tdn уменьшить на время прохождения перпендикулярных участков?

 

[Uladzimir 64]

Скорость распостранения у меня есть Vsound = ((0.5*L/Tdn)+(0.5*L/Tup)), датчики температуры стоят, но неизвестно что за жижу запустят в качестве жидкости (прибор предназначается для учета объема теплоносителя в системах отопления)

 

То есть я правильно предполагаю что надо время Tup и Tdn уменьшить на время прохождения перпендикулярных участков?

В общем чтоб сказать надо думать. Я уж лет 5-6 как теплосчетчиками не занимаюсь. Были где то формулы и учет этих участков. там можно влезть в процент

[jack_avenger 4]

В общем чтоб сказать надо думать. Я уж лет 5-6 как теплосчетчиками не занимаюсь. Были где то формулы и учет этих участков. там можно влезть в процент

Мне после учета электричества, где точность на порядок выше, тяжело работать с жидкостями.

 

Перерыл много сайтов, не видел чтоб кто-то такого плана датчики (с перпендикулярными участками) использовал. Подозреваю что в данной конструкции точность принесена в жертву с целью упрощения конструкции.

Может литературу какую-то подскажете?

[HardEgor 68]

У тебя главная неизвестная - скорость звука в текущей жидкости.

Вторая неизвестная - коэффициент изменения геометрические размеров трубы от температуры.

Необходимо поставить на другой стороне трубы, напротив одного из УЗ-датчиков, еще один УЗ-датчик. Расстояние между ними фиксированое - можно вычислить скорость звука среды. Этот измерительный канал прокалибровать в диапазоне температур на изменение расстояния между датчиками от температуры трубы(геометрия изменяется). Потом прокалибровать в диапазоне температур и основной канал. Температуру трубы измерять любым подходящим датчиком.

 

p.s. И кстати, штангельциркуль здесь не поможет, убедится можно вычислив значения при расстоянии Х, а потом при расстоянии Х+0,1мм - разница будет существенная. Можно попробовать получить виртуальное расстояние при неподвижной жидкости и двух точках фиксированной температуры, и потом его использовать. Рразница между точками должна быть небольшая, а то геометрия уплывет, хотя её можно попробовать учесть через известный коффициент теплового расширения металла, но и не маленькая - можно в точности потерять. Вообщем нужен полноценный метрологический анализ погрешностей.

Изменено 25 апреля, 2013 пользователем HardEgor

[jack_avenger 4]

Задача усложнилась. Оказалось что наличие вертикальных участков не сильно влияют на конечную погрешность (в моем случае влияние меньше 0,001%). Куда большая беда из-за расширения пластиковой трубки, вставленной в зоне 36 (на рисунке в первом посте).

 

У тебя главная неизвестная - скорость звука в текущей жидкости.

Буду принимать что Vsound = ((0.5*L/Tdn)+(0.5*L/Tup)), надо будет проследить насколько на него влияет расширение пластика (зеркала закреплены на пластике).

 

Вторая неизвестная - коэффициент изменения геометрические размеров трубы от температуры.

Необходимо поставить на другой стороне трубы, напротив одного из УЗ-датчиков, еще один УЗ-датчик. Расстояние между ними фиксированое - можно вычислить скорость звука среды. Этот измерительный канал прокалибровать в диапазоне температур на изменение расстояния между датчиками от температуры трубы(геометрия изменяется). Потом прокалибровать в диапазоне температур и основной канал. Температуру трубы измерять любым подходящим датчиком.

Хорошая идея, спасибо. Еще один датчик подключить не получится, микросхема допускает подключение только двух, но принцип понял.

 

p.s. И кстати, штангельциркуль здесь не поможет ...

Это я с самого начала понимал, даже когда не подозревал про влияние температурного расширения. На основе данных полученных с помощью штангенциркуля я рассчитывал начальные значения коефициентов чтоб была погрешность +/- 20..30 %, а не +/- 100%. Просто как показатель что теория близка к практике.

 

 

 

[cant_101 0]

мне кажетстя, что подход к задаче не верный изначально, т.к. Ваши показания будут плавать вместе с металической стружкой по трубам....

 

пересмотрите подход - ультразвук далеко не лучшее решение в данном случае...

 

например: датчик давления - все формулы для расчета в школьном учебнике по физике (давление изменяется от скорости потока в трубке). плюс никакой зависимости от жижи в трубах. и управления никакого не нужно городить...

[HardEgor 68]

Задача усложнилась. Оказалось что наличие вертикальных участков не сильно влияют на конечную погрешность (в моем случае влияние меньше 0,001%). Куда большая беда из-за расширения пластиковой трубки, вставленной в зоне 36 (на рисунке в первом посте).

 

Эээээ, скажем прямо, такие вещи не делаются из пластика - нержавейка "наше всё", если конечно стоит задача измерять, а не проверить наличие эффекта.

 

С длинами там есть много тонких моментов, например расстояние от датчика до пластика меняется с ТКР трубы, а сам пластик с измерительным путем с ТКР пластика ....

Была статья то ли французов, то ли японцев, они делали такой измеритель, только там две пары датчиков стояли в трубе под углом 90 градусов(буква Х в трубе), и они из системы уравнений получали скорость движения, направление движения и температуру жидкости.

 

А микросхемы можно поставить две, или микросхема еще и вычислителем является?

Изменено 26 апреля, 2013 пользователем HardEgor

[jack_avenger 4]

Эээээ, скажем прямо, такие вещи не делаются из пластика - нержавейка "наше всё", если конечно стоит задача измерять, а не проверить наличие эффекта.

Задача стоит сделать серийный прибор. А из пластика делают китайцы. Буду пробовать искать датчики другого дядюшки Ляо, но надежда найти что-то и дешевое и качественное очень мала.

С длинами там есть много тонких моментов, например расстояние от датчика до пластика меняется с ТКР трубы, а сам пластик с измерительным путем с ТКР пластика ....

Была статья то ли французов, то ли японцев, они делали такой измеритель, только там две пары датчиков стояли в трубе под углом 90 градусов(буква Х в трубе), и они из системы уравнений получали скорость движения, направление движения и температуру жидкости.

Даже если это все будет в формулах, то у меня есть сомнения что получится все это запихнуть в контроллер, потому что питание от батареи. Надо двигаться в сторону нормального датчика.

А микросхемы можно поставить две, или микросхема еще и вычислителем является?

Микросхем 2: Время-цифровой преобразователь и дохленький процессор, даже без поддержки float. Но датчика только 2.

[cant_101 0]

Задача стоит сделать серийный прибор. А из пластика делают китайцы. Буду пробовать искать датчики другого дядюшки Ляо, но надежда найти что-то и дешевое и качественное очень мала.

 

Даже если это все будет в формулах, то у меня есть сомнения что получится все это запихнуть в контроллер, потому что питание от батареи. Надо двигаться в сторону нормального датчика.

 

Микросхем 2: Время-цифровой преобразователь и дохленький процессор, даже без поддержки float. Но датчика только 2.

 

ну так и отойдите от пъезодатчиков. разность давлений вам даже тинька посчитает. а точность получите не хуже электрических счетчиков.

[jack_avenger 4]

ну так и отойдите от пъезодатчиков. разность давлений вам даже тинька посчитает. а точность получите не хуже электрических счетчиков.

А есть готовые (уже установленные в трубу)? Дело в том что своими силами делать эту часть пока не получится, надо ориентироваться на что-то готовое.

[cant_101 0]

А есть готовые (уже установленные в трубу)? Дело в том что своими силами делать эту часть пока не получится, надо ориентироваться на что-то готовое.

гугл вам в помощь: http://knowkip.ucoz.ru/publ/teplotekhniche...lenija/2-1-0-32

 

и вики с формулами : http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%...%BB%D0%BB%D0%B8

 

http://www.stenli.ru/catalogue/dada/korundddall

[Uladzimir 64]

... (в моем случае влияние меньше 0,001%).

Что-то тут в порядках не так. За такую точность грудь давно в медалях бы была

Куда большая беда из-за расширения пластиковой трубки, вставленной в зоне 36 (на рисунке в первом посте).

Что-то тоже не то. скорей всего другой материал, устойчивый к температурным расширениям

[jack_avenger 4]

гугл вам в помощь: http://knowkip.ucoz.ru/publ/teplotekhniche...lenija/2-1-0-32

 

и вики с формулами : http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%...%BB%D0%BB%D0%B8

 

http://www.stenli.ru/catalogue/dada/korundddall

Спасибо, почитаю для общего развития, но это не мой вариант. В теплопункт это пойдет, а для квартиры не очень.