Som et-ikke-kontaktinstrument,ultrasoniske strømningsmålerehar et bredt spekter av bruksområder innen mange industrielle felt. Det finnes mange målemetoder for ultralydstrømningsmålere. Dette kapittelet introduserer bruken av kryss-korrelasjonsmetoden i ultralydstrømningsmålere, og studerer og simulerer også kryss-korrelasjonsmetoden. For å løse målenøyaktigheten til ultralydstrømningsmålerprinsippet pdf, siden den tradisjonelle faseforskjellsmetoden lett påvirkes av støysignalinterferens, og dermed påvirker målenøyaktigheten, foreslås det å bruke faseforskjellsmetoden som den grunnleggende målemetoden, og legge til korrelasjonsprinsippet, interpolasjonsalgoritmen og gjennomsnittsalgoritmen for å forbedre dens anti-interferensmålingsprinsippet for ultralydstrømning av pdf.
Kryss-korrelasjonsmetode
Metoden for å måle strømningshastighet ved bruk av ultralydkryss-korrelasjonsstrømningsmålere er basert på prinsippet om ultralydrefleksjon: ved å bruke to påfølgende pulser bestemmes bevegelsen til partikler ved å analysere forsinkelsen mellom de tilbakespredte signalene som genereres innenfor et definert volum. Dette volumet betraktes som et sylinder-kjeglevolum, og dets egenskaper er korrelert med egenskapene til sensoren.
Under drift
Strømningsmålersensoren sender ut ultralydpulser i en fast vinkel for å skanne reflekterende materialer (mikropartikler, mineraler eller bobler) i regnvann og avløpsvann, og lagrer de resulterende ekkoene som bilder eller ekkomønstre. Etter noen få millisekunder utføres en ny skanning, og det resulterende ekkobildet eller mønsteret lagres også. Fordi de reflekterende materialene beveger seg synkront med regnvannet og avløpsvannsmediet, kan posisjonen til de reflekterende materialene identifiseres ved å sammenligne forholdet mellom to like bilder eller mønstre, og dermed oppdage og beregne strømningshastigheten.
Tatt i betraktning strålevinkelen og pulsrepetisjonshastigheten til ultralyd, kan hastigheten til opptil 16 lag med små partikler i væsken måles direkte gjennom romlig fordeling, og dermed direkte beregne den høye-tverrseksjonshastigheten for røret-: når strømningshastigheten er<1m/s, the measurement inaccuracy is ±0.5% + 5mm/s of the measured value; when the flow velocity is >1m/s er målunøyaktigheten ±1 % av målt verdi. Dette er også hovedårsaken til at målenøyaktigheten til kryss-korrelasjonsstrømningsmåleren er overlegen den til Doppler-strømningsmåleren. Måleprinsippet er vist i figuren.
Anvendelse av kryss-korrelasjonsmetode i faseforskjellsmetode
Figuren viser tidsforskjellen mellom nedstrøms og oppstrøms forplantning i en væske, som kan måles ved hjelp av faseforskjellsmetoden.
Den fysiske mengden målt ved faseforskjellsmetoden er faseforskjellen mellom to sett med signaler. Når en kontinuerlig ultralydpuls eller en puls med lang periode sendes ut, vil det genereres en faseforskjell mellom signalene fra de to settene med ultralydmottakerprober, og denne faseforskjellen reflekterer størrelsen på væskestrømningshastigheten.
Anvendelsen av kryss-korrelasjonsmetoden i faseforskjellsmetoden gjenspeiles hovedsakelig i følgende aspekter:
Signaljustering og synkronisering
Ved faseforskjellsmåling kan to signaler ha tidsmessige eller romlige forskyvninger. Krysskorrelasjonsmetoden beregner likheten mellom to signaler ved forskjellige tidsforsinkelser, og finner forsinkelsesverdien som maksimerer korrelasjonen, og bestemmer dermed den relative forskyvningen mellom signalene. For eksempel, i ultralydstrømmålere, blir tidsforskjellen mellom oppstrøms og nedstrøms ultralydsignaler funnet ved bruk av kryss-korrelasjon, og faseforskjellen utledes deretter.
Støydemping og robusthetsforbedring
Real-signaler i verden påvirkes ofte av støyinterferens, og krysskorrelasjonsmetoden er robust for støy. Ved å beregne korrelasjonen mellom to signaler blir støykomponenter delvis kansellert under korrelasjonsprosessen, mens nyttig informasjon (som faseforhold) bevares. For eksempel, i fasestøytesting kan kryss-korrelasjonsmetoden eliminere støy introdusert av målesystemet, og fremheve fasestøykarakteristikkene til det målte signalet.
Faseforskjellsberegning
Toppposisjonen til kryss-korrelasjonsfunksjonen tilsvarer faseforskjellen mellom signalene. For signaler med samme frekvens, men forskjellige faser, kan kryss-korrelasjonsmetoden konvertere tidsforsinkelsen til en faseforskjell ved å finne forsinkelsen som tilsvarer toppen. For eksempel, i trådløs kommunikasjon eller radarsystemer, kan måling av faseforskjellen til signaler ved bruk av kryss-korrelasjon brukes til applikasjoner som posisjonering, avstandsbestemmelse eller synkronisering.
Flerkanals signalbehandling
I flerkanals målesystemer kan kryss-korrelasjon brukes til å analysere faseforholdet mellom signaler fra forskjellige kanaler. For eksempel, i en fasestøyanalysator, er det målte signalet delt inn i flere kanaler for kryss-korrelasjonsbehandling, noe som kan forbedre målenøyaktighet og følsomhet samtidig som støyforskjeller mellom kanaler elimineres.
