Tác động của thời gian đo đến đo lưu lượng

Dec 09, 2025

Để lại lời nhắn

flow measurement

Bên cạnh sai số đo thời gian do chất lượng tín hiệu siêu âm dội lại thì phương pháp đo thời gian cũng là yếu tố ảnh hưởng không nhỏ đến độ chính xác. Các phương pháp đo thời gian chính bao gồm đếm xung và-tương quan chéo. Trong đếm xung, độ phân giải của thời gian đo là yếu tố trực tiếp dẫn đếnđo lườnglỗi. Vì xung định thời luôn có độ rộng nên sai số đo sẽ xảy ra trong một chu kỳ xung.

 

Phương pháp tương quan chéo-tính toán mối tương quan chéo-giữa các tín hiệu truyền giữa hai điểm để thu được độ trễ thời gian giữa hai tín hiệu. Giả sử tín hiệu siêu âm được phát hiện tại một điểm là z(t) và tín hiệu truyền đến điểm khác sau thời gian trễ là y(t), thì độ trễ thời gian giữa hai tín hiệu có thể được tính bằng tương quan chéo.

Công thức tính toán tương quan chéo-như sau:

 

info-615-55

 

Hơn nữa, máy đo lưu lượng siêu âm cũng bị trễ thời gian do cáp, đầu dò, khe lắp và linh kiện điện tử gây ra. Những sự chậm trễ thời gian này gây ra các lỗi hệ thống. Bạn có thể khắc phục những lỗi này bằng cách kiểm tra độ trễ, hiệu chỉnh dòng chảy- bằng 0 cũng như bù nhiệt độ và áp suất.

Quỹ đạo truyền của tín hiệu siêu âm trong đường ống thay đổi theo tốc độ dòng chảy, cuối cùng dẫn đến sự thiếu chính xác trong các phép đo thời gian. Quỹ đạo truyền sóng siêu âm trong chất lỏng không phải là tuyến tính và quỹ đạo khác nhau tùy thuộc vào dòng chảy ngược dòng hay xuôi dòng. Quỹ đạo lan truyền này có thể được mô tả bằng phương pháp dò đường cong kênh trong âm học hình học. Dựa trên đạo hàm của Boone và Vermaas, giả sử tốc độ âm thanh C là không đổi, phương trình theo dõi đường cong kênh là:

flow measurement

Trong công thức: p(r) là góc giữa kênh âm ở khoảng cách r tính từ đường tâm và hướng trục trong ống; V là vận tốc bề mặt trung bình của kênh âm thanh ở khoảng cách r tính từ đường tâm và phần trục trong ống.

Khi vị trí của cảm biến được xác định, đường cong kênh có thể được thiết lập. Vì V không phải là hằng số nên kênh có dạng cong và góc kênh không{1}}không đổi. Số Reynolds Re và số Mach Ma xác định độ cong của kênh, độ cong này thay đổi theo phân bố vận tốc và tăng theo Ma.

Số Mach trong đường ống được xác định là:

Ma=V/C

Trong công thức: C là tốc độ âm thanh; V là vận tốc thể tích trung bình của chất lỏng trong ống. Khi Ma < 0,1, quỹ đạo truyền sóng siêu âm gần như là một đường thẳng; Ma càng lớn thì độ cong của quỹ đạo truyền càng lớn.

 

 

Như thể hiện trong hình, khi sóng siêu âm truyền trong chất lỏng bên trong đường ống, đường truyền của chúng khác nhau tùy thuộc vào việc chúng truyền cùng dòng hay ngược dòng, dẫn đến khoảng cách truyền khác nhau và do đó thời gian đo không chính xác.

 

Từ góc độ tín hiệu, sự mất năng lượng xảy ra ở cả bộ chuyển đổi truyền và nhận, cũng như trong quá trình truyền theo cả hai hướng. Độ cong của quỹ đạo truyền càng lớn thì tín hiệu phản hồi thu được càng yếu. Nếu góc phát xạ của đầu dò siêu âm không chính xác, tín hiệu dội lại thậm chí có thể không được phát hiện ở đầu dò thu.

flow measurement

 

Tính năng phát hiện giao nhau bằng 0-phát hiện điểm giao nhau bằng 0- bằng cách đặt điện áp ngưỡng. Tuy nhiên, trong thực tế, việc phát hiện chỉ bắt đầu sau một độ trễ sau khi tín hiệu đến và độ trễ này gây ra lỗi hệ thống. Hơn nữa, khi biên độ tín hiệu dao động, thời gian bắt đầu thu được từ việc phát hiện giao nhau bằng 0 với giá trị cố định sẽ thay đổi. Tín hiệu siêu âm truyền trong chất khí trong ống được thể hiện trên hình. Khi tốc độ chất lỏng tăng lên, biên độ tín hiệu thu được giảm xuống, điều này có thể khiến thiết bị thứ cấp phát hiện thời gian truyền khác nhau.

 

flow measurement

 

 

Gửi yêu cầu