Sebagai-instrumen non-kontak,pengukur aliran ultrasonikmemiliki berbagai aplikasi di banyak bidang industri. Ada banyak metode pengukuran untuk pengukur aliran ultrasonik. Bab ini memperkenalkan penerapan metode korelasi-silang pada pengukur aliran ultrasonik, dan juga mempelajari dan mensimulasikan metode korelasi-silang. Untuk mengatasi akurasi pengukuran prinsip pengukur aliran ultrasonik pdf, karena metode perbedaan fasa tradisional mudah dipengaruhi oleh gangguan sinyal kebisingan, sehingga mempengaruhi keakuratan pengukuran, diusulkan untuk menggunakan metode perbedaan fasa sebagai metode pengukuran dasar, dan menambahkan prinsip korelasi, algoritma interpolasi, dan algoritma rata-rata untuk meningkatkan kemampuan anti-interferensi dan lebih meningkatkan akurasi pengukuran prinsip pengukur aliran ultrasonik pdf.
Metode-korelasi silang
Metode pengukuran kecepatan aliran menggunakan pengukur aliran korelasi silang-ultrasonik didasarkan pada prinsip refleksi ultrasonik: menggunakan dua pulsa berturut-turut, pergerakan partikel ditentukan dengan menganalisis penundaan antara sinyal hamburan balik yang dihasilkan dalam volume tertentu. Volume ini dianggap sebagai volume kerucut-silinder, dan karakteristiknya dikorelasikan dengan karakteristik sensor.
Selama operasi
Sensor pengukur aliran memancarkan pulsa ultrasonik pada sudut tetap untuk memindai bahan reflektif (mikropartikel, mineral, atau gelembung) dalam air hujan dan air limbah, menyimpan gema yang dihasilkan sebagai gambar atau pola gema. Setelah beberapa milidetik, pemindaian kedua dilakukan, dan gambar atau pola gema yang dihasilkan juga disimpan. Karena bahan reflektif bergerak serempak dengan media air hujan dan air limbah, maka posisi bahan reflektif dapat diketahui dengan membandingkan hubungan antara dua gambar atau pola yang serupa, sehingga dapat mendeteksi dan menghitung kecepatan aliran.
Mempertimbangkan sudut pancaran dan laju pengulangan denyut ultrasonik, kecepatan hingga 16 lapisan partikel kecil dalam fluida dapat diukur secara langsung melalui distribusi spasial, sehingga secara langsung menghitung kecepatan aliran penampang pipa-presisi tinggi-kecepatan aliran: ketika kecepatan aliran adalah<1m/s, the measurement inaccuracy is ±0.5% + 5mm/s of the measured value; when the flow velocity is >1m/s, ketidakakuratan pengukuran ±1% dari nilai terukur. Ini juga merupakan alasan utama mengapa akurasi pengukuran flowmeter korelasi silang lebih unggul dibandingkan flowmeter Doppler. Prinsip pengukuran ditunjukkan pada gambar.
Penerapan metode korelasi-silang dalam metode perbedaan fasa
Gambar tersebut menunjukkan perbedaan waktu antara propagasi hilir dan hulu dalam suatu fluida, yang dapat diukur dengan menggunakan metode perbedaan fasa.
Kuantitas fisik yang diukur dengan metode perbedaan fasa adalah perbedaan fasa antara dua set sinyal. Ketika pulsa ultrasonik kontinu atau pulsa dengan periode panjang dipancarkan, perbedaan fasa akan dihasilkan antara sinyal dari dua set probe penerima ultrasonik, dan perbedaan fasa ini mencerminkan besarnya kecepatan aliran fluida.
Penerapan metode korelasi{0}}silang dalam metode perbedaan fasa terutama tercermin dalam aspek berikut:
Penyelarasan dan Sinkronisasi Sinyal
Dalam pengukuran perbedaan fasa, dua sinyal mungkin memiliki offset temporal atau spasial. Metode korelasi silang-menghitung kesamaan dua sinyal pada waktu tunda yang berbeda, mencari nilai penundaan yang memaksimalkan korelasi, sehingga menentukan offset relatif antar sinyal. Misalnya, dalam pengukur aliran ultrasonik, perbedaan waktu antara sinyal ultrasonik hulu dan hilir ditemukan menggunakan korelasi-silang, dan perbedaan fasa kemudian diturunkan.
Peredam Kebisingan dan Peningkatan Kekokohan
Sinyal-dunia nyata sering kali terpengaruh oleh interferensi derau, dan metode-korelasi silang tahan terhadap derau. Dengan menghitung korelasi antara dua sinyal, komponen noise dihilangkan sebagian selama proses korelasi, sementara informasi yang berguna (seperti hubungan fasa) tetap terjaga. Misalnya, dalam pengujian derau fase, metode korelasi-silang dapat menghilangkan derau yang ditimbulkan oleh sistem pengukuran, dengan menyoroti karakteristik derau fase dari sinyal yang diukur.
Estimasi Perbedaan Fase
Posisi puncak fungsi korelasi-silang berhubungan dengan perbedaan fasa antar sinyal. Untuk sinyal dengan frekuensi yang sama tetapi fasenya berbeda, metode korelasi-silang dapat mengubah waktu tunda menjadi perbedaan fase dengan mencari penundaan yang sesuai dengan puncaknya. Misalnya, dalam komunikasi nirkabel atau sistem radar, pengukuran perbedaan fasa sinyal menggunakan korelasi-silang dapat digunakan untuk aplikasi seperti penentuan posisi, jangkauan, atau sinkronisasi.
Pemrosesan Sinyal Multisaluran
Dalam sistem pengukuran multisaluran, korelasi{0}}silang dapat digunakan untuk menganalisis hubungan fase antara sinyal dari saluran yang berbeda. Misalnya, dalam penganalisis derau fase, sinyal yang diukur dibagi menjadi beberapa saluran untuk pemrosesan korelasi-silang, yang dapat meningkatkan akurasi dan sensitivitas pengukuran sekaligus menghilangkan perbedaan derau antarsaluran.
