[stells 12]

задача:

требуется разработать ультразвуковой расходомер жидкости, располагаемый внутри трубы. давление в трубе до 100 атм, УЗ-датчики, естественно, защищены. в качестве метода измерения выбран фазовый - по разности фаз двух УЗ-каналов, работающих синхронно и встречно. остальные детали пока опущу.

вопросы:

- УЗ-приемники принимают только основной сигнал на частоте своего резонанса или еще и все отражения?

- доступные УЗ-датчики непрерывного действия MA40S4, MA40B8 имеют открытое исполнение. означает ли это, что они предназначены для работы только в воздушной среде и для работы в жидкости нужно брать обязательно водозащищенные датчики? может есть какие-то конструктивные особенности? ведь значительное затухание и отражение УЗ-сигнала происходит на границе раздела сред.

- т.к. требуется синхронная работа двух излучателей, настроить каждый датчик на собственный резонанс не получится. насколько это критично?

спасибо.

[stells 12]

- приемопередатчики непрерывного действия. не может получиться так, что если собственная резонансная частота датчика больше заданной, то он излучит (примет) импульс раньше, чем он будет приложен (придет)? может на самом деле и нет смысла использовать непрерывные датчики и использовать нужно только импульсные и работать по фронту первого импульса?

Изменено 16 мая, 2008 пользователем stells

[Uladzimir 68]

Зачем изобретать велосипед.

-ультразвуковой расходомер жидкости-- их выпускается много

-давление в трубе до 100 атм-- ну высоковато давление. Тобишь -денег на разработку куры не клюют?

-Фазовый и импульсный --- это разные методы. Надо определится заранее

-обязательно водозащищенные датчики-- если 100 атмосфер-- то датчик в корпусе, который его защищает, или накладной

Водозащита (точнее влагозащита) надо от затопления, от атмосферных осадков и возможных брызг при порывах, а также излишней влажности и т.п.

- синхронная работа двух излучателей--- ох и не простая это работа

- если собственная резонансная частота датчика больше заданной--- значит надо другой датчик :)

[stells 12]

Владимир, спасибо за ответ.

- УЗ-расходомеров очень много выпускается, но из них, предназначенных для спуска в скважину на глубину до 1 км (100 атм), гораздо меньше. отсюда, кстати, и то, что накладные не проходят.

- что касается метода измерения, то я, как писал выше, предполагал использовать 2 канала приема-передачи, работающих встречно (один непрерывно излучает по направлению потока жидкости, другой - против). оба передатчика возбуждаются синхронно от одного генератора. сигнал, пришедший на приемники, имеет фазовый сдвиг (в моем случае 10-500 нс), пропорциональный скорости потока жидкости, который я детектирую дифференциальным усилителем.

- для чего датчик должен быть все-таки водозащищенным? просто защититься от воды мне не надо, защиту и так придется делать. я спрашивал о том, не имеют ли водозащищенные датчики какие-то конструктивные особенности, которые делают их предпочтительными для работы в воде. ну, например, заполнены внутри некой жидкостью с акустическим сопротивлением, близким к водяному.

- почему синхронная работа - непростая задача? инерционность датчиков не позволит?

- если заданная частота, допустим, 40 кГц, а резонансная частота датчика 40,1 кГц, то нужно брать другой датчик? так его никогда не подберешь наверное.

[Axel 1]

ну, например, заполнены внутри некой жидкостью с акустическим сопротивлением, близким к водяному.

-

 

Именно так. Известные мне "водяные" УЗ сенсоры были заполнены маслом и были на частоту 200кГц (использовались для навигации подводного робота). Кроме того, 10 - 500 нс на 40кГц - это 0.15 - 7.2 градуса... Имхо, маловато будет (аргумент в пользу увеличения частоты).

[stells 12]

Именно так. Известные мне "водяные" УЗ сенсоры были заполнены маслом и были на частоту 200кГц (использовались для навигации подводного робота). Кроме того, 10 - 500 нс на 40кГц - это 0.15 - 7.2 градуса... Имхо, маловато будет (аргумент в пользу увеличения частоты).

большое спасибо! одним вопросом стало меньше :)

[Uladzimir 68]

stells

имеет фазовый сдвиг (в моем случае 10-500 нс),

Эта величина зависит от базы. Но верхняя граница как то все равно маловата. Или скорости не большие?

кроме того, если хотите иметь 1% на минимальной рабочей скорости, вам придется ориентироваться на точности 10н/100=100пикосекунд

[stells 12]

Эта величина зависит от базы. Но верхняя граница как то все равно маловата. Или скорости не большие?

кроме того, если хотите иметь 1% на минимальной рабочей скорости, вам придется ориентироваться на точности 10н/100=100пикосекунд

база порядка 250мм, больше нельзя, т.к. прибор предназначается для детектирования утечек в обсадке скважины и я потеряю разрешение. расход нужно измерять в диапазоне 0,4 - 30 куб.м/ч с разрешением 0,4 куб.м/ч. диаметр обсадки 100 мм.

[stells 12]

Эта величина зависит от базы. Но верхняя граница как то все равно маловата. Или скорости не большие?

кроме того, если хотите иметь 1% на минимальной рабочей скорости, вам придется ориентироваться на точности 10н/100=100пикосекунд

если я правильно считаю, то время задержки сигнала, обусловленное скоростью движения среды расчитывается как:

t = H * Vсреды / Vзвука * Vзвука, где H - база

я пересчитал, при встречной работе 2 каналов она составит от 3 до 250 нс.

1% на минимальной скорости не нужен, минимальная скорость равна разрешению прибора, так что 100%.

[Axel 1]

А что, обязательно ультразвуковой? Есть и другие варианты...

[stells 12]

А что, обязательно ультразвуковой? Есть и другие варианты...

??? а с чем еще, кроме ультразвука, можно работать в мутной (и даже со взвешенныими частичками грунта) воде? волны мне видятся только ультразвуковые... поставить какие-то лепестки с тензорезисторами? использовать нагревательные элементы и детектировать изменение температуры?

[Axel 1]

??? а с чем еще, кроме ультразвука, можно работать в мутной (и даже со взвешенныими частичками грунта) воде? волны мне видятся только ультразвуковые... поставить какие-то лепестки с тензорезисторами? использовать нагревательные элементы и детектировать изменение температуры?

 

Можно подумать над использованием принципа теплопереноса (наподобие того, как сделаны сенсоры контроля входного потока воздуха в автомобилях). При Ваших точностях может подойти.

[stells 12]

Можно подумать над использованием принципа теплопереноса (наподобие того, как сделаны сенсоры контроля входного потока воздуха в автомобилях). При Ваших точностях может подойти.

это бошевские датчики массового расхода воздуха так устроены? не знал. может быть и так попробовать, но сначала надо добить уже эту тему. поэкспериментирую еще немного :)

[Суханов 0]

Доброго времечка коллега. Я инженер-электроник-геофизик прямых методов (ГТИшник).

Хорошо работают погружные турбинные расходомеры. Если нужна доп. информация - спрашивай.

В отличии от Ваших приборов - мои на поверхности, но сложности немалые:

 

Задача: есть толстостенная метал-я труба (диаметр 140mm, Стенка 14mm), давление в трубе - порядка 100очков, Плотность жидкости от 0,7 до 1,4 kg/ dm3, расход - от 0 до 50 литр/сек.

Вот этот расход инужно померять как можно точнее.

Датчик должен быть накладным.

Доплеровские, врезные, кавитационные, по перепаду давления и тп. уже попробовал.

Хочется чегото нестандартного , неординарного.

Обсудим сначала физику процесса.

С уважением Сергей.

 

Благодарность безгранична, но в пределах разумного.

Изменено 22 мая, 2008 пользователем Суханов Сергей

[Uladzimir 68]

Задача: есть толстостенная метал-я труба (диаметр 140mm, Стенка 14mm), давление в трубе - порядка 100очков, Плотность жидкости от 0,7 до 1,4 kg/ dm3, расход - от 0 до 50 литр/сек.

Вот этот расход инужно померять как можно точнее.

Датчик должен быть накладным.

Доплеровские, врезные, кавитационные, по перепаду давления и тп. уже попробовал.

Хочется чегото нестандартного , неординарного.

Обсудим сначала физику процесса.

С уважением Сергей.

PS/ кстати в Казусе идёт по этому поводу мозголомка.

 

Благодарность безгранична, но в пределах разумного.

Граничную благодарность мне :)

Вот Этим прибором пробовали идентичные задачи.

Безграничную благодарность туда :)