Ultrazvukové měření průtoku
Loading...
Date
Authors
Mikan, Lukáš
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Práce se zabývá ultrazvukovými plynoměry, které představují velmi zajímavou alternativu ke konvenčním mechanickým měřidlům. V první části je vysvětlena problematika měření plynu obecně, jsou prezentovány hlavní typy běžně používaných plynoměrů a pozice ultrazvuku mezi konkurujícími si přístupy. Následuje úvod do ultrazvukového měření v kontextu plynoměrů. Práce se specificky věnuje metodě Transit Time, což je nejpopulárnější ultrazvuková metoda využívající měření času průletu akustického signálu pro stanovení rychlosti plynného média v potrubí. Ve druhé části je implementován jednoduchý model ultrazvukového plynoměru se třemi ultrazvukovými kanály. Tento model dokáže měřit rychlost, průtok a proteklý objem plynu. Model také emuluje pulzní výstup používaný v plynárenství pro komunikaci akumulovaného objemu. Technické řešení je založeno na čipu AS6040, což je dedikovaná SoC pro ultrazvukové plynoměry typu Transit Time. Jsou zde prezentovány funkce AS6040, algoritmické řízení celého měřicího systému a klíčové problémy, které bylo nutné během vývoje vyřešit. Model byl poté testován na dýzové zkušebně plynoměrů. Třetí část práce se věnuje analýze získaných dat.
This work deals with ultrasonic flow meters which represent a very viable alternative to conventional mechanical solutions. The first part gives an overview of the gas metering industry, different types of gas meters are presented with emphasis on how they compare to the ultrasonic approach. Then, the physics that go into ultrasonic flow measurement are explained. In particular, the Transit Time method is explored which utilizes the time of flight of an ultrasonic signal to calculate the velocity of gas in a pipe. In the second part, a simple functional model is implemented with three ultrasonic paths. This model can measure gas velocity, flow rate, and accumulated volume. It emulates the industry-standard pulse output in order to communicate the volume. The technical solution is based on AS6040 which is a dedicated SoC for ultrasonic flow meters of the Transit Time kind. Presented are the various features of AS6040, the algorithmic measurement system, and key issues faced during development. The functional model is then brought to a sonic nozzle test bench. The third part of this work analyzes the obtained data.
This work deals with ultrasonic flow meters which represent a very viable alternative to conventional mechanical solutions. The first part gives an overview of the gas metering industry, different types of gas meters are presented with emphasis on how they compare to the ultrasonic approach. Then, the physics that go into ultrasonic flow measurement are explained. In particular, the Transit Time method is explored which utilizes the time of flight of an ultrasonic signal to calculate the velocity of gas in a pipe. In the second part, a simple functional model is implemented with three ultrasonic paths. This model can measure gas velocity, flow rate, and accumulated volume. It emulates the industry-standard pulse output in order to communicate the volume. The technical solution is based on AS6040 which is a dedicated SoC for ultrasonic flow meters of the Transit Time kind. Presented are the various features of AS6040, the algorithmic measurement system, and key issues faced during development. The functional model is then brought to a sonic nozzle test bench. The third part of this work analyzes the obtained data.
Description
Citation
MIKAN, L. Ultrazvukové měření průtoku [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
bez specializace
Comittee
doc. Ing. František Urban, CSc. (předseda)
prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc. (místopředseda)
prof. Ing. Vladislav Musil, CSc. (člen)
Ing. Vojtěch Dvořák, Ph.D. (člen)
Ing. Imrich Gablech, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-07
Defence
Student seznámil státní zkušební komisi s řešením své diplomové práce a zodpověděl otázky a připomínky oponenta. Dále odpověděl na otázky komise: Z čeho je chemicky složen zemní plyn? Jako se tlak a teplota projeví v rychlosti proudění? Hledala se závislost uhlu alfa? Student odpověděl bez zaváhání.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení