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.

- 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?

Сообщение отредактировал stells - May 16 2008, 20:11

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

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.

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

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.

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%.

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?

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

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.

Сообщение отредактировал Суханов Сергей - May 22 2008, 12:14

Граничную благодарность мне
Вот Этим прибором пробовали идентичные задачи.
Безграничную благодарность туда