Nova digitalna elektronika
Prednosti korištenja digitalne obrade signala korištenjem spektralne analize u vrtložnim mjeračima protoka
Svakim danom uslovi konkurencije među proizvođačima instrumentacije i automatike postaju sve složeniji i teži. Iza U poslednje vreme skrolujte osnovne metode Mjere se nisu promijenile i ostale su iste. Mjerači masenog protoka napravili su revolucionarni proboj, a kvaliteta i cijena su prestali biti konkurentske prednosti, te su postali obavezni kriteriji za odabir opreme.
Trenutno zahvaljujući visoki nivo razvoj mikroprocesorske tehnologije, obećavajući pravac u stvaranju uređaja za merenje potrošnje supstanci je primena metoda digitalne obrade signala korišćenjem spektralna analiza. Digitalni mjerači protoka imaju niz jasne prednosti, u poređenju sa analognim uređajima za mjerenje protoka. Takvi proizvodi ruskog inženjerstva pojavili su se na domaćem tržištu 2013. godine. Najrasprostranjenija digitalna elektronika zasnovana je na vrtložni mjerači protoka.
Ovaj članak govori o osnovnim principima za određivanje brzine protoka korišćenjem savremenih softverskih i hardverskih alata za merenje; Predložena je struktura i metoda za obradu digitalizovanog signala sa primarnog senzora na primeru vorteks merača protoka. Članak također identificira glavne prednosti koje se mogu dobiti kao rezultat digitalne obrade signala i ukazuje matematički algoritmi, što omogućava značajno poboljšanje karakteristike kvaliteta oprema.
Digitalna elektronika vrtložnih mjerača protoka EMIS-VIKHR 200
Digitalna elektronika vrtložnih mjerača protoka "EMIS-VIKHR 200" (verzija V.8) kreirana je na bazi moćan procesor digitalna obrada signala "Blackfin" kompanije "Analog Devices", koja ima Visoke performanse. Procesor visokih performansi je sposoban obraditi signal sa senzora mjerača protoka pomoću matematičke metode spektralnu analizu u realnom vremenu, što vam omogućava postizanje odličnih rezultata u preciznosti mjerenja.
Procesor implementira automatsku proceduru analize spektra signala dizajniranu da kontinuirano praćenje proces mjerenja protoka u realnom vremenu. Kodovi dijagnostičkih poruka se automatski prikazuju na ekranu uređaja ako se otkrije kavitacija ili haotično formiranje vrtloga. Praćenje procesa mjerenja je također osigurano funkcijom samodijagnostike mjerača protoka. Uređaj je sposoban da vrši nezavisno testiranje svojih internih elektronskih jedinica za obradu signala, po komandi operatera ili prema rasporedu. Kodovi dijagnostičkih poruka se automatski prikazuju na ekranu uređaja ako se otkriju abnormalnosti u radu elektronskog dijela uređaja. Senzori vibracija i temperature ugrađeni su na procesorsku ploču mjerača protoka, što omogućava daljinsko dijagnosticiranje radnih uvjeta uređaja. U ovom slučaju, očitanja temperaturnog senzora se kontinuirano arhiviraju.
Digitalna obrada signala u mjeraču protoka omogućava vam verifikaciju uređaja u tekućim i plinovitim medijima.
Korištena elektronika (verzija V.8) štiti sve metrološke koeficijente sa digitalnom tehnologijom zaptivke. To znači da uređaj, na osnovu podataka o svojim metrološkim koeficijentima, izračunava određeni broj koji se naziva „metrološki zbir“. Metrološka suma je jedinstvena za bilo koji skup vrijednosti metroloških koeficijenata i omogućava nedvosmislenu procjenu o neovlaštenoj intervenciji u postavkama uređaja.
Mogućnosti vrtložnih mjerača protoka opremljenih digitalnom elektronikom su povoljnije u usporedbi s jednostavnijim analogima u nizu radnih parametara:
- prosječno vrijeme između kvarova mjerača protoka je 75.000 sati;
- zaštita od izlaganja okruženje prema GOST 14254 odgovara IP65;
- tip zaštite od eksplozije, svojstveno sigurno kolo, kao i kućište otporno na eksploziju.
Funkcionalnost i praktičnost digitalne elektronike zasnovane na uređaju za merenje protoka postiže se kao rezultat upotrebe integratorskog programa sa pogodnim grafički interfejs on Windows platforma. Zahvaljujući tehnologiji obrade signala koja se koristi pomoću direktnog i inverzna konverzija Program Fourier integrator pruža široke mogućnosti za analizu kvaliteta procesa mjerenja: prikaz u grafički oblik spektar signala sa senzora mjerača protoka, koji omogućava nedvosmislenu procjenu metrološke pouzdanosti mjerenja; grafički prikaz spektra signala omogućava vam da identifikujete izvore buke i vibracija koji utiču negativan uticaj na proces mjerenja protoka.
Program vam omogućava da trenutno omogućite i konfigurirate potrebno digitalni filter i na taj način dobiti najbolji omjer"signal/šum". Digitalno filtriranje, na osnovu analize spektra signala, omogućava vam da povećate otpornost uređaja na vibracije, kao i da proširite opseg mjerenja protoka uz zadržavanje metroloških karakteristika.
Osnovna funkcionalnost programa integratora je sljedeća. Direktni filteri - za borbu protiv neželjenih stalnih uticaja (vibracije, razne buke); Elektronička verzija V.8 pruža 4 prilagodljiva propusna filtera i 1 filter za isključivanje smetnji iz mreže (50Hz). U prikazanom spektru (slika 1a) vidimo da se korisni signal (na frekvenciji od 200 Hz) preklapa interferencijom (na frekvenciji od 50 Hz), a uređaj pokazuje netačan protok. Priroda smetnji može biti nepoznata ili se smetnje možda neće fizički ukloniti. Da bi se neutralizirao njegov utjecaj, potrebno je konfigurirati direktni filter: od približno 44 do 65 Hz, smetnje bi se trebale smanjiti za 100 puta (slika 1b).
Slika 1. Spektralni prikaz signala senzora.
Pojasni filteri nisu ograničeni u širini. Moguće ih je kombinovati. Prisutan u elektronici i programu srednji filter, koristi se za uklanjanje neželjenih nasumičnih utjecaja (u slučaju akustičnih smetnji mehaničkog porekla, na primjer, zbog vibracija). Ovaj filter odgovoran je za osiguravanje da se očitanja instrumenta ne mijenjaju pod utjecajem slučajnih smetnji. Neosporna prednost ovog tipa filtera je njegova sposobnost rada u automatskom režimu.
Upotreba elektronike verzije V.8 pruža mogućnost samotestiranja koja prikazuje status uređaja. U programu uključen desni panel indikatori se prikazuju: zeleni indikator to znači ovaj podsistem radi normalno, crveno - podsistem nije uspio. Kada aktivirate indikator kursorom miša, otvara se prozor sa više Detaljan opis i preporuke. Dakle, početna dijagnostika mjerača protoka može se provesti povezivanjem na mjerač protoka putem RS-485 ili USB-a običan računar ili laptop.
Funkcionalnost elektronike vorteks mjerača protoka
Čuvanje (učitavanje) postavki – pomoću ove funkcije možete napraviti rezervnu kopiju postavki mjerača protoka. Funkcija omogućava primanje postavki za uređaj od proizvođača i konfiguriranje uređaja uzimajući u obzir specifične uvjete okoline, bez demontaže mjerača protoka. Funkcionalnost elektronika i softver integratora omogućavaju vam da snimite spektar i pošaljete ga servisni centar proizvođača preko redovnog Email. Snimanje (reprodukcija) rada uređaja (spektra) – ovu funkciju omogućava vam da snimite rad uređaja u datoteku i reprodukujete prethodno snimljenu datoteku. Ova funkcija omogućava snimanje rada uređaja za slanje u servisni centar radi procjene mjerenja. Na osnovu ovog zapisa, proizvođač može dati nedvosmislene ocjene ispravnosti postavki uređaja i preporuka. Osim toga, datoteka postavki se može kreirati posebno za vaš uređaj i radno okruženje. Važno je napomenuti da se sve ove radnje provode bez prekida procesa mjerenja, odnosno uređaj nije potrebno demontirati.
Funkcija također omogućava dijagnosticiranje stanja protočnog dijela mjerača protoka (zagađenje, itd.) Da biste to učinili, potrebno je napisati referentnu datoteku (odmah nakon instaliranja mjerača protoka na cjevovod). Sličnu priliku pruža elektronika i softver, pruža prednost poređenja rada uređaja s referentnom datotekom i dijagnosticiranja stanja putanje protoka.
U skladu s predloženim pristupom, vrtložni mjerač protoka percipira signale sa senzora (na primjer, piezoelektričnog, vruće žice, ultrazvučnog i drugih) i vrši njegovo pojačanje, filtriranje i obradu.
Pojednostavljeni blok dijagram obrade signala prikazan je na slici 2:
Slika 2. Strukturna shema obrada signala
Tradicionalno, obrada se provodi analognim metodama pomoću RLC filtera i operacionih pojačivača. Zatim se signal normalizuje ili pomoću instrumentacijskih pojačala ili pomoću komparatora i mikrokontrolera.
Većina obećavajući načini Mjerenja u savremenom mjerenju protoka izvode se korištenjem metoda digitalne obrade signala. U ovom slučaju, za standardizaciju i naknadnu obradu primarne fizički signal, pretvoren u električni tip se koristi analogno-digitalni pretvarač. Najjednostavnija implementacija ovu metodu mjerenja su moguća korištenjem 1-bitne konverzije korištenjem komparatora. IN u ovom slučaju Mikrokontroler, u smislu obrade signala, broji samo broj impulsa po jedinici.
Ako je signal blizak sinusoidi, što je tačno pri srednjim i velikim brzinama kretanja medija, frekvencija prijelaza signala kroz nivo praga odgovara brzini protoka. Međutim, ako se omjer signal-šum smanji, što je neizbježno pri radu pri malim brzinama (brzine protoka) i u uvjetima povećane vibracije, tada signal postaje daleko od sinusoida, a lažno pozitivni. Poređenje rezultata najjednostavnije digitalizacije pri visokim i niskim brzinama protoka prikazano je na slici 3.
Slika 3. Poređenje rezultata najjednostavnije digitalizacije po različitim troškovima: (a) – veliki, (b) – mali
Upotreba produktivne elektronske računarske snage omogućava implementaciju složenih matematičkih algoritama, što omogućava značajno proširenje dinamički raspon i poboljšati metrološku komponentu računovodstva. Jedna od metoda matematičke obrade signala je Fourierova transformacija.
Slika 4. Primjer digitalne obrade korištenjem FFT i OBFT.
U najjednostavnijem slučaju, ulazni signal sa primarni pretvarač(senzor) u vremenskoj domeni se konvertuje u frekvencijski domen koristeći brzu Fourierovu transformaciju (FFT). Frekvencija komponente spektra sa najvećom amplitudom smatra se frekvencijom korisnog signala.
Precizniji i stabilniji proračun frekvencije raspadanja vrtloga može se postići kombinacijom naprijed i inverzne konverzije. Da bi se to postiglo, odabrana komponenta spektra i najbliži „režnjevi“ komponenti različitih od nule dobijene direktnom Fourier-ovom transformacijom se konvertuju u vremenski domen korišćenjem inverzne Fourierove transformacije (IFFT). Rezultirajući izlazni signal je približno sinusni val i može se obraditi računanjem vremenskog perioda između prijelaza signala kroz vrijednost praga. Rad metode je ilustrovan na slici 4.
Prednosti mjerača protoka sa digitalnom obradom signala
Dodatna prednost je prisustvo povratne informacije. Omogućava uređaju da nadgleda integritet svojih izlaznih kola.
Slika 5. Kalibracija mjerača protoka pomoću tablice korekcije
Digitalna obrada signala također omogućava kalibraciju uređaja, odnosno uvođenje podešavanja izlaznog signala ovisno o njegovoj vrijednosti prije kalibracije. Učinak takve kalibracije je konvencionalno prikazan na slici 5. Rezultirajuća “tabela kalibracije” je pohranjena u digitalni oblik, i može se lako obnoviti.
Stoga je naučni i inovativni pristup rješavanju problema mjerenja jedan od najvažnijih tradicionalnim načinima značajno proširuje funkcionalnost vrtložnog mjerača protoka, stvarajući nove konkurentske prednosti, bez značajnog povećanja cijene uređaja.
Mjerač protoka je potreban da se uzme u obzir kako komprimirani zrak, prirodni gas, pregrejana i zasićena para, ugljen dioksid, kontaminirane i agresivne tečnosti viskoziteta do 7 mPa*s, prateći naftni gas, vodonik, kiseonik, neelektrično provodljivi, voda i rashladne tečnosti u sistemima grejanja, hladna voda, tople vode u komunalnoj i industriji. Ovo je uređaj s malo održavanja koji se odlikuje pouzdanošću i preciznošću.
Zahvaljujući ovim kvalitetama, vrtložni mjerači se aktivno koriste za mjerenje protoka:
Ugljični dioksid i komprimirani zrak;
Vodik, kiseonik i drugi gasovi;
Ulja s vodom i naftni proizvodi niskog viskoziteta;
Procesne tečnosti, agresivne i eksplozivne, uključujući;
Mjerač plina, pare, tekućine. Posebnosti
Prilikom korištenja uređaja povećava se stabilnost rada i procesa zbog:
Održavanje tačnosti mjerenja čak i ako se parametri procesa promijene.
Sposobnost senzora da izdrži vodeni udar.
Kontrola pouzdanosti metroloških karakteristika.
Stabilan rad na visokim temperaturama.
Sposobnost obezbjeđivanja niskih gubitaka pritiska u odnosu na uređaje za ograničavanje.
Nema pokretnih elemenata.
Prilagodljiva podešavanja za obradu signala zasnovana na Fourierovom redu, čime se smanjuje uticaj vibracija na tačnost merenja.
Ovaj uređaj ne zahtijeva periodičnu rekalibraciju, a dijagnostika i zamjena njegovih komponenti mogu se obaviti bez demontaže. Ovaj mjerač protoka se isporučuje tek nakon prolaska obaveznog izlivanja na kalibracionom postolju. Zahvaljujući daljinskom prenosu podataka, konfiguraciji, verifikaciji preko RS-485 baziranog protokola Modbus RTU troškovi njegovog održavanja su značajno smanjeni. Mjerač ima širok dinamički raspon mjerenja, a njegov dizajn sa konusnim prijelazima je također među njegovim prednostima.
Odlična preciznost mjerenja omogućava korištenje vrtložnog mjerača protoka plina i pare EMIS-VIKHR 200 za komercijalno mjerenje kao dio mjerača topline i plina. Omogućava vam da uzmete u obzir:
Zasićena i pregrijana para;
Povezani naftni gas (APG);
Prirodni gas.
Aplikacija
Vrtložni mjerači protoka EMIS-VIKHR 200 se koriste za mjerenje protoka pare, gasa i tečnosti. Maksimalna efikasnost Upotreba uređaja je moguća kada:
Mjerenje protoka pare ili plina s prilično visokim sadržajem tekućine.
Osiguravanje maksimalne pouzdanosti i sigurnosti pri mjerenju protoka visokotemperaturnih i agresivnih medija.
Promene (uključujući i nagle) u parametrima gustine merenog medija, protoka, pritiska, temperature tokom merenja.
Tipični zadaci za vrtložni mjerač protoka sastoje se od:
Praćenje rada kompresora i bilježenje potrošnje komprimiranog zraka.
Kontrola protoka tečnosti tehnološkim procesima.
Komercijalno mjerenje pare u kotlarnicama ili za kontrolu procesa.
Mjerenje potrošnje plamenika.
Komercijalno mjerenje prirodnog plina velika preduzeća.
- Mjerenje protoka industrijskih tehničkih plinova.
Specifikacije
| Karakteristično | Značenje |
| Srednji za mjerenje |
|
| Raspon protoka | Pogledajte tabelu troškova |
| Greška |
do ±0,5% pri mjerenju protoka tečnosti |
| Standardne veličine |
od 15 do 300 mm |
| Povezivanje cjevovoda |
|
| Srednji pritisak | do 25 MPa |
| Temperatura mjerenog medija | od -40°S do +460°S |
| Izlazni signali: |
|
| Zaštita od eksplozije |
1ExibIIB(T1-T6)H |
| Temperatura okoline | od -50°S do +80°S |
| Zaštita od prašine i vlage | IP67 |
| Interval između verifikacija | 4 godine |
Dokumentacija i softver
Elektronski vorteks mjerač protoka"EMIS-VORTEX 200", razvijenEMIS kompanija, omogućava vam kontrolu procesa mjerenja potrošnje tvari pomoću spektralne analize, što proširuje funkcionalnost uređaja bez povećanja njegove cijene. U članku se detaljno opisuje princip rada mjerača protoka i softverske značajke"EMIS-INTEGRATOR".
AD „Elektronska i mašinska merni sistemi» , Chelyabinsk
Svakim danom uslovi konkurencije među proizvođačima instrumentacije i automatike postaju sve složeniji i teži. Lista osnovnih metoda mjerenja nije se mijenjala u posljednje vrijeme i ostala je ista do danas. Mjerači masenog protoka napravili su revolucionarni iskorak, a kvalitet i cijena prestali su biti konkurentske prednosti i postali su obavezni kriteriji za odabir opreme.
Danas, zahvaljujući visokom stupnju razvoja mikroprocesorske tehnologije, obećavajući pravac u stvaranju uređaja za mjerenje potrošnje supstanci je upotreba metoda digitalne obrade signala pomoću spektralne analize. Uređaji sa spektralnom analizom digitalni signali imaju niz jasnih prednosti u odnosu na analogne uređaje za mjerenje protoka. Takvi proizvodi, koje su razvili ruski inženjeri, pojavili su se na domaćem tržištu početkom 2000-ih. Najrasprostranjeniji od svih sličnih uređaja primljeni vorteks mjerači protoka.
U članku se razmatraju osnovni principi određivanja protoka pomoću savremenih softverskih i hardverskih mjernih alata. Na primjeru vorteks mjerača protoka "EMIS-VIKHR 200" (slika 1), proizveden Ruski proizvođač Kompanija za instrumentaciju i automatizaciju AD „Elektronski i mehanički merni sistemi“ (EMIS), demonstrirala je strukturu i način obrade digitalizovanog signala sa primarnog senzora. U članku su također identificirane glavne prednosti koje se postižu kao rezultat digitalne obrade signala i navedeni matematički algoritmi koji mogu značajno poboljšati karakteristike kvalitete opreme.
Rice. 1. Vortex mjerač protoka« EMIS-VORTEX 200»
Digitalna elektronika vrtložnog merača protoka EMIS-VIKHR 200 (verzija V.8) zasnovana je na moćnom Blackfin procesoru digitalnih signala kompanije Analog Devices. Procesor visokih performansi sposoban je obraditi signal sa senzora mjerača protoka pomoću matematičkih metoda spektralne analize u realnom vremenu, što omogućava postizanje odličnih rezultata u preciznosti mjerenja.
Dešava se u procesoru automatska analiza spektar signala, koji omogućava kontinuirano praćenje mjerenja protoka u realnom vremenu. U slučaju kavitacije ili haotičnog formiranja vrtloga, kodovi dijagnostičkih poruka se automatski prikazuju na displeju uređaja. Kontrolu nad procesom mjerenja osigurava i funkcija samodijagnoze mjerača protoka. Vrtložni merač protoka "EMIS-VIKHR 200" je sposoban da vrši nezavisno testiranje svojih internih elektronskih jedinica za obradu signala, po komandi operatera ili po rasporedu. Ako se otkriju abnormalnosti u radu elektroničkog dijela uređaja, kodovi dijagnostičkih poruka se automatski prikazuju na displeju uređaja. Senzori vibracija i temperature ugrađeni su na procesorsku ploču merača protoka EMIS-VIKHR 200, što vam omogućava daljinsku dijagnozu radnih uslova uređaja. U ovom slučaju, očitanja temperaturnog senzora se kontinuirano arhiviraju.
Digitalna obrada signala u EMIS-VIKHR 200 omogućava verifikaciju uređaja iu tečnim i u gasovitim medijima.
Korištena elektronika V.8 štiti sve metrološke koeficijente koristeći tehnologiju digitalnog pečata. To znači da “EMIS-VIKHR 200”, na osnovu podataka o svojim metrološkim koeficijentima, izračunava određenu vrijednost koja se naziva “metrološki zbir”. Metrološka suma je jedinstvena za bilo koji skup vrijednosti metroloških koeficijenata i omogućava nedvosmislenu procjenu o neovlaštenoj intervenciji u postavkama uređaja.
Funkcionalnost i praktičnost digitalne elektronike bazirane na vrtložnom meraču protoka "EMIS-VIKHR 200" za merenje protoka postignuta je kao rezultat upotrebe vlasničkog softvera "EMIS-INTEGRATOR" (Sl. 2) sa pogodnim grafičkim interfejsom na Windows platforma.
Rice. 2. Konfiguracija mjerača protoka pomoću programa"EMIS-INTEGRATOR"
za obračun proizvedene vode upumpane u bunar
(tehnološki proces održavanja rezervoarskog pritiska)
Zahvaljujući upotrebi tehnologije obrade signala metodom direktne i inverzne Fourierove transformacije, softver EMIS-INTEGRATOR pruža široke mogućnosti za analizu kvaliteta mjernog procesa:
Spektar signala sa senzora mjerača protoka, prikazan u grafičkom obliku, omogućava nedvosmislenu procjenu metrološke pouzdanosti mjerenja;
Hvala za grafički prikaz Spektar signala otkriva izvore buke i vibracija koji imaju negativan utjecaj na proces mjerenja protoka.
Program omogućava trenutno omogućavanje i konfiguraciju potrebnog digitalnog filtera i na taj način dobijanje najboljeg omjera signal-šum. Digitalno filtriranje, zasnovano na analizi spektra signala, omogućava povećanje otpornosti uređaja na vibracije, kao i proširenje opsega merenja protoka uz zadržavanje metroloških karakteristika.
Osnovna funkcionalnost programa EMIS-INTEGRATOR je sljedeća. Postoje direktni filteri za borbu protiv neželjenih stalnih uticaja (vibracije, razne buke); Elektronička verzija V.8 pruža 4 prilagodljiva propusna filtera i 1 filter za isključivanje smetnji iz mreže (50 Hz). Pojasni filteri nisu ograničeni u širini. Moguće ih je kombinovati.
Na prikazanom spektru (sl. 3 A) vidimo da se korisni signal (na frekvenciji od 200 Hz) preklapa interferencijom (na frekvenciji od 50 Hz), a uređaj pokazuje netačan protok. Priroda smetnji može biti nepoznata ili smetnje možda neće biti fizički eliminirane. Da bi se neutralizirao njegov utjecaj, potrebno je konfigurirati direktni filter (na frekvenciji od približno 44 do 65 Hz), smetnje treba smanjiti za 100 puta (Sl. 3 b).
Rice. 3. Spektralni prikaz signala senzora:
a – filter nije konfigurisan; b – direktni filter konfigurisan
Elektronika i softver uključuju srednji filter koji se koristi za uklanjanje neželjenih nasumičnih efekata. Ovaj filter je odgovoran za osiguravanje da se očitavanja vrtložnog mjerača protoka “EMIS-VIKHR 200” ne mijenjaju pod utjecajem slučajnih smetnji. Neosporna prednost ovog tipa filtera je njegova sposobnost automatskog rada.
Elektronika verzija V.8 pruža mogućnost samotestiranja, što vam omogućava da odredite status uređaja. U programu EMIS-INTEGRATOR indikatori su prikazani na desnom panelu: zeleni indikator znači da ovaj podsistem radi normalno, crveni indikator znači da je podsistem otkazao. Kada indikator aktivirate kursorom, otvara se prozor sa detaljnijim opisom i preporukama. Dakle, početna dijagnostika rada merača protoka EMIS-VIKHR 200 može se izvršiti povezivanjem na njega preko RS‑485 ili USB običan kompjuter ili laptop.
Funkcija čuvanja (učitavanja) podešavanja vam omogućava da napravite rezervnu kopiju podešavanja merača protoka EMIS-VIKHR 200. Funkcija omogućava primanje postavki za uređaj od proizvođača i konfiguriranje uređaja uzimajući u obzir specifične uvjete okoline bez demontaže mjerača protoka.
Funkcionalnost elektronike i programa EMIS-INTEGRATOR omogućava snimanje spektra i slanje u servisni centar proizvođača putem standardne e-pošte.
Funkcija snimanja (reprodukcije) vam omogućava da snimite rad uređaja u datoteku i reprodukujete prethodno snimljenu datoteku. Takođe ga možete koristiti za snimanje rada “EMIS-VORTEX 200” i slanje u servisni centar na procenu merenja. Koristeći ovaj zapis, proizvođač je u mogućnosti precizno procijeniti ispravnost postavki uređaja i dati preporuke. Osim toga, datoteka postavki se može kreirati posebno za vaš instrument i radno okruženje. Važno je napomenuti da se sve ove radnje izvode bez prekida procesa mjerenja, odnosno uređaj ne treba demontirati.
Funkcija takođe omogućava dijagnostikovanje stanja protočnog dela merača protoka EMIS-VORTEX 200 (zagađenje, itd.). Da biste to učinili, morate napisati referentnu datoteku (odmah nakon instaliranja mjerača protoka na cjevovod). Ova mogućnost, koju pružaju elektronika i softver, omogućava važna prednost: omogućava vam da uporedite rad uređaja sa referentnom datotekom i dijagnostikujete stanje putanje protoka.
U skladu sa predloženim pristupom, vrtložni merač protoka “EMIS-VIKHR 200” percipira signale sa senzora (npr. piezoelektrični, vruće žice, ultrazvučni, itd.) i vrši njihovo pojačavanje, filtriranje i obradu.
Pojednostavljeni blok dijagram obrade signala prikazan je na Sl. 4.
Rice. 4. Blok dijagram obrade signala
Tradicionalno, obrada se provodi analognim metodama korištenjem RLC filtera i operacionih pojačala. Zatim se signal normalizuje pomoću instrumentalnih pojačala ili komparatora i mikrokontrolera.
Metode koje najviše obećavaju za izvođenje mjerenja u modernom mjerenju protoka su metode digitalne obrade signala. U ovom slučaju, analogno-digitalni pretvarač se koristi za normalizaciju i naknadnu obradu primarnog fizičkog signala pretvorenog u električni. Najjednostavnija implementacija ove metode mjerenja moguća je korištenjem jednobitne konverzije pomoću komparatora. U ovom slučaju, mikrokontroler, u smislu obrade signala, broji samo broj impulsa po jedinici.
Ako je signal blizak sinusoidi, što se opaža pri srednjim i velikim brzinama kretanja medija, frekvencija prijelaza signala kroz granični nivo odgovara brzini protoka. Međutim, ako se omjer signal/šum smanji, što je neizbježno pri radu pri malim brzinama (brzina protoka) iu uvjetima pojačanih vibracija, tada signal postaje daleko od sinusoida i pojavljuju se lažni alarmi. Poređenje rezultata najjednostavnije digitalizacije pri visokim i niskim brzinama protoka prikazano je na Sl. 5.
Rice. 5. Poređenje rezultata najjednostavnije digitalizacije po raznim troškovima:
a – veliki, b – mali
Upotreba produktivne elektronske računarske snage omogućava implementaciju složenih matematičkih algoritama, što omogućava značajno proširenje dinamičkog raspona i poboljšanje metrološke komponente računovodstva. Jedna od metoda matematičke obrade signala je Fourierova transformacija.
U najjednostavnijem slučaju, ulazni signal iz primarnog pretvarača (senzora) u vremenskom domenu se pretvara u frekvencijski domen korištenjem brze Fourierove transformacije (FFT). Frekvencija komponente spektra sa najvećom amplitudom smatra se frekvencijom korisnog signala.
- Komercijalno mjerenje pare u kotlarnicama ili za kontrolu procesa
- Komercijalno mjerenje prirodnog gasa u velikim preduzećima
- Praćenje rada kompresora i bilježenje potrošnje komprimiranog zraka
- Mjerenje protoka industrijskih tehničkih plinova
- Mjerenje potrošnje plamenika
- Protok fluida za kontrolu procesa
Tehničke karakteristike merača protoka EMIS-VIKHR 200
| Srednji za mjerenje | tečni plin (uključujući APG, komprimirani zrak, kisik) zasićena i pregrijana para |
| Greška | do ±0,5% pri mjerenju protoka tekućine do ±1% pri mjerenju protoka plina i pare |
| Standardne veličine | od 15 do 300 mm |
| Povezivanje cjevovoda | prirubnički prirubnički sa ugrađenim prijelazima sendvič |
| Srednji pritisak | do 25 MPa |
| Temperatura mjerenog medija | od -60°S do +460°S * |
| Izlazni signali | analogna struja 4-20 mA + HART preklapanje (opciono) impulsni diskretni - "prekidač protoka" i "dispenzer" režimi frekvencija do 10000 Hz digitalni Modbus RTU sa RS-485 i USB interfejsom |
| Zaštita od eksplozije | 1ExibIIB(T1-T6)H** 1ExibIIC(T1-T6)H** 1ExiaIIB(T1-T6)H** 1ExiaIIC(T1-T6)H** 1ExdIIC(T1-T6)X PB ExdI X PB ExdibI X* *PO ExiaI** |
| Temperatura okoline | od -60°S do +70°S*** |
| Zaštita od prašine i vlage | IP67 |
| Interval između verifikacija | 4 godine |
| * | -40°S...+460°S - standardna verzija-60°S...+460°S - specijalni. izvršenje |
| ** | osim posebne verzije elektronskog pretvarača |
| *** | -40°S...+70°S - standardna verzija -50°S...+70°S - verzija sa termo poklopcem -60°S...+70°S - specijalna. izvršenje |
Oznaka narudžbe
| EMIS-VORTEX 200 | ExB | 050 | A | – | I | N | FR | D | 2,5 | 250 | – | A | GP | |||||||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| Kod | 0 | ime proizvoda | |
|---|---|---|---|
| EMIS-VORTEX 200 | Konverter punog prečnika | ||
| Kod | 1 | Zaštita od eksplozije | |
| – | bez zaštite od eksplozije | ||
| ExB | 1ExibIIB(T1-T5)H | ||
| ExC | 1ExibIIC(T1-T5)H | ||
| Vn | 1ExdIIC(T1-T5)H | ||
| X | specijalista. red | ||
| Kod | 2 | Veličina pretvarača (kontrola cjevovoda) | |
| 015* | 15 mm | 100 | |
| 025 | 25 mm | 125 | |
| 032 | 32 mm | 150 | |
| 040 | 40 mm | 200 | |
| 050 | 50 mm | 250 | |
| 065 | 65 mm | 300 | |
| 080 | 80 mm | ||
| Kod | 3 | Klasa tačnosti | |
| A | klasa tačnosti A | ||
| B | klasa tačnosti B | ||
| Kod | 4 | Raspon protoka | |
| – | standard | ||
| X | specijalista. red | ||
| Kod | 5 | Srednji za mjerenje | |
| I | tečnost | ||
| G | plin / zasićena para / pregrijana para | ||
| TO | Kiseonik | ||
| Kod | 6 | Materijal putanje protoka | |
| N | nehrđajući čelik | ||
| Xs | Hastelloy | ||
| X | specijalista. red | ||
| Kod | 7 | Povezivanje cjevovoda | |
| C | sendvič (Du15-100) | ||
| F | prirubnički | ||
| FR | prirubnički sa ugrađenim prelazima na drugi prečnik (DN 25-100 mm) | ||
| X | specijalista. red | ||
| Kod | 8 | Postavljanje elektronskog pretvarača | |
| – | zajedničko postavljanje senzora i elektronskog pretvarača | ||
| D | daljinska verzija elektronskog pretvarača (dužina kabla 3 m) | ||
| Dhh | navesti potrebnu dužinu kabla za daljinsko izvođenje | ||
| Kod | 9 | Maksimalni pritisak mernog medija | |
| 1,6 | do 1,6 MPa | ||
| 2,5 | do 2,5 MPa | ||
| 4,0 | do 4,0 MPa | ||
| 6,3 | do 6,3 MPa (samo za EV-200) | ||
| 20 | do 20 MPa (samo za EV-200 “sendvič” DN 50, 80 i 100 mm) | ||
| 25 | do 25 MPa (samo za EV-200 “sendvič” DN 50, 80 i 100 mm) | ||
| X | specijalista. red | ||
| Kod | 10 | Temperatura mjerenog medija | |
| 50 | od -200 do +50 ºS | ||
| 100 | od -40 do +100 ºS | ||
| 250 | od -40 do +100 ºS | ||
| 320 | od -40 do +320 ºS | ||
| 460 | od -40 do +460 ºS | ||
| X | specijalista. red | ||
| Kod | 11 | Indikator | |
| – | odsutan | ||
| SI | mjerač protoka sa osnovni set funkcije | ||
| X | specijalista. red | ||
| Kod | 12 | Izlazni signali | |
| – | frekvencija, digitalni RS-485 | ||
| A | opcioni izlazni signal analogne struje 4-20 mA | ||
| X | specijalista. red | ||
| Kod | 13 | Kalibracija, verifikacija | |
| – | Fabrička kalibracija u 5 tačaka, test pritiska | ||
| GP | državna verifikacija | ||
Bilješka:“–” (crtica) označava da je ovaj dizajn standardni; * - samo za temperaturu mjerenog medija od -40 do +100 ºS.
