अल्ट्रासोनिक प्रवाह माप प्रौद्योगिकी के लिए क्रॉस-सहसंबंध विधि

एक गैर-संपर्क साधन के रूप में,अल्ट्रासोनिक प्रवाह मीटरकई औद्योगिक क्षेत्रों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर के लिए कई माप विधियाँ हैं। यह अध्याय अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर में क्रॉस{{2}सहसंबंध विधि के अनुप्रयोग का परिचय देता है, और क्रॉस{{3}सहसंबंध विधि का अध्ययन और अनुकरण भी करता है। अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर सिद्धांत पीडीएफ की माप सटीकता को हल करने के लिए, चूंकि पारंपरिक चरण अंतर विधि आसानी से शोर सिग्नल हस्तक्षेप से प्रभावित होती है, इस प्रकार माप सटीकता को प्रभावित करती है, चरण अंतर विधि को मूल माप विधि के रूप में उपयोग करने का प्रस्ताव है, और इसकी विरोधी हस्तक्षेप क्षमता को बढ़ाने और अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर सिद्धांत पीडीएफ की माप सटीकता में और सुधार करने के लिए सहसंबंध सिद्धांत, इंटरपोलेशन एल्गोरिदम और औसत एल्गोरिदम जोड़ने का प्रस्ताव है।

अल्ट्रासोनिक क्रॉस सहसंबंध प्रवाहमापी का उपयोग करके प्रवाह वेग को मापने की विधि अल्ट्रासोनिक प्रतिबिंब के सिद्धांत पर आधारित है: दो लगातार दालों का उपयोग करके, कणों की गति एक परिभाषित मात्रा के भीतर उत्पन्न बैकस्कैटर संकेतों के बीच देरी का विश्लेषण करके निर्धारित की जाती है। इस आयतन को एक सिलेंडर-शंकु आयतन माना जाता है, और इसकी विशेषताएँ सेंसर की विशेषताओं के साथ सहसंबद्ध होती हैं।

फ्लो मीटर सेंसर वर्षा जल और अपशिष्ट जल में परावर्तक सामग्री (सूक्ष्म कण, खनिज, या बुलबुले) को स्कैन करने के लिए एक निश्चित कोण पर अल्ट्रासोनिक दालों का उत्सर्जन करता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रतिध्वनि को छवियों या प्रतिध्वनि पैटर्न के रूप में सहेजा जाता है। कुछ मिलीसेकंड के बाद, दूसरा स्कैन किया जाता है, और परिणामी प्रतिध्वनि छवि या पैटर्न भी सहेजा जाता है। क्योंकि परावर्तक सामग्री वर्षा जल और अपशिष्ट जल माध्यम के साथ समकालिक रूप से चलती है, परावर्तक सामग्री की स्थिति को दो समान छवियों या पैटर्न के बीच संबंधों की तुलना करके पहचाना जा सकता है, इस प्रकार प्रवाह वेग का पता लगाया और गणना की जा सकती है।

अल्ट्रासाउंड के बीम कोण और पल्स पुनरावृत्ति दर को ध्यान में रखते हुए, तरल पदार्थ में सूक्ष्म कणों की 16 परतों तक के वेग को स्थानिक वितरण के माध्यम से सीधे मापा जा सकता है, इस प्रकार सीधे उच्च -सटीक पाइप क्रॉस-अनुभागीय प्रवाह वेग की गणना की जा सकती है: जब प्रवाह वेग होता है<1m/s, the measurement inaccuracy is ±0.5% + 5mm/s of the measured value; when the flow velocity is >1 मी/से., माप की अशुद्धि मापे गए मान का ±1% है। यही मुख्य कारण है कि क्रॉस सहसंबंध प्रवाहमापी की माप सटीकता डॉपलर प्रवाहमापी से बेहतर है। माप सिद्धांत चित्र में दिखाया गया है।

यह आंकड़ा एक तरल पदार्थ में डाउनस्ट्रीम और अपस्ट्रीम प्रसार के बीच समय के अंतर को दर्शाता है, जिसे चरण अंतर विधि का उपयोग करके मापा जा सकता है।

चरण अंतर विधि द्वारा मापी गई भौतिक मात्रा संकेतों के दो सेटों के बीच का चरण अंतर है। जब एक सतत अल्ट्रासोनिक पल्स या लंबी अवधि वाली पल्स उत्सर्जित होती है, तो अल्ट्रासोनिक प्राप्त जांच के दो सेटों से संकेतों के बीच एक चरण अंतर उत्पन्न होगा, और यह चरण अंतर द्रव प्रवाह वेग के परिमाण को दर्शाता है।

चरण अंतर विधि में क्रॉस{0}}सहसंबंध विधि का अनुप्रयोग मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होता है:

चरण अंतर माप में, दो संकेतों में अस्थायी या स्थानिक ऑफसेट हो सकते हैं। क्रॉस-सहसंबंध विधि अलग-अलग समय विलंब पर दो संकेतों की समानता की गणना करती है, विलंब मान का पता लगाती है जो सहसंबंध को अधिकतम करती है, इस प्रकार संकेतों के बीच सापेक्ष ऑफसेट का निर्धारण करती है। उदाहरण के लिए, अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर में, अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम अल्ट्रासोनिक सिग्नल के बीच का समय अंतर क्रॉस सहसंबंध का उपयोग करके पाया जाता है, और फिर चरण अंतर प्राप्त किया जाता है।

वास्तविक -विश्व सिग्नल अक्सर शोर के हस्तक्षेप से प्रभावित होते हैं, और क्रॉस{1}सहसंबंध विधि शोर के लिए मजबूत होती है। दो संकेतों के बीच सहसंबंध की गणना करके, सहसंबंध प्रक्रिया के दौरान शोर घटकों को आंशिक रूप से रद्द कर दिया जाता है, जबकि उपयोगी जानकारी (जैसे चरण संबंध) संरक्षित की जाती है। उदाहरण के लिए, चरण शोर परीक्षण में, क्रॉस सहसंबंध विधि माप प्रणाली द्वारा शुरू किए गए शोर को समाप्त कर सकती है, जो मापा सिग्नल की चरण शोर विशेषताओं को उजागर करती है।

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क्रॉस सहसंबंध फ़ंक्शन की चरम स्थिति संकेतों के बीच चरण अंतर से मेल खाती है। समान आवृत्ति लेकिन अलग-अलग चरणों वाले संकेतों के लिए, क्रॉस-सहसंबंध विधि शिखर के अनुरूप विलंब का पता लगाकर समय विलंब को चरण अंतर में परिवर्तित कर सकती है। उदाहरण के लिए, वायरलेस संचार या रडार सिस्टम में, क्रॉस सहसंबंध का उपयोग करके सिग्नल के चरण अंतर को मापने का उपयोग पोजिशनिंग, रेंजिंग या सिंक्रोनाइज़ेशन जैसे अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।

मल्टीचैनल माप प्रणालियों में, विभिन्न चैनलों से संकेतों के बीच चरण संबंध का विश्लेषण करने के लिए क्रॉस{0}}सहसंबंध का उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक चरण शोर विश्लेषक में, मापा सिग्नल को क्रॉस सहसंबंध प्रसंस्करण के लिए कई चैनलों में विभाजित किया जाता है, जो चैनलों के बीच शोर अंतर को खत्म करते हुए माप सटीकता और संवेदनशीलता में सुधार कर सकता है।