NL9401646A - Debietmeting. - Google Patents
Debietmeting. Download PDFInfo
- Publication number
- NL9401646A NL9401646A NL9401646A NL9401646A NL9401646A NL 9401646 A NL9401646 A NL 9401646A NL 9401646 A NL9401646 A NL 9401646A NL 9401646 A NL9401646 A NL 9401646A NL 9401646 A NL9401646 A NL 9401646A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- pulse
- pulses
- time
- time interval
- detected
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/50—Systems of measurement, based on relative movement of the target
- G01S15/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
- G01P5/241—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect
- G01P5/244—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect involving pulsed waves
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
Debietmeting
Deze uitvinding heeft betrekking op een ultrageluidswerkwi j ze en -inrichting voor het meten van fluïdumstroom en op een werkwijze en een inrichting voor het meten van de snelheid van deeltjes in een fluïdum.
Diverse ultrageluids-debietmeettechnieken zijn bekend. Twee technieken zijn bekend die gebruik maken van reflecties van ultrageluid tegen verstrooiingsdeeltjes in een fluïdum, welke de Doppler-effecttechniek is en de tijddomein-kruiscorrelatietechniek. Deze technieken vereisen echter complexe elektronica om signalen te digitaliseren, respectievelijk om frequenties te meten of correlatie uit te voeren, zodat een eenvoudiger techniek van voordeel zou zijn.
Volgens de onderhavige uitvinding wordt een werkwijze voor het meten van de snelheid van deeltjes in een fluïdum verschaft, welke werkwijze geluidsbestraling van het fluïdum met een gepulseerde bundel ultrageluid omvat, het detecteren van ultrageluidspulsen die worden verstrooid door een deeltje uit opeenvolgende verzonden pulsen, het meten van de aankomsttijden van opeenvolgende gedetecteerde pulsen en het daaruit bepalen vande snelheid van het deeltje.
Het is gewenst dat pulsen worden gedetecteerd die zijn verstrooid door een deeltje uit ten minste drie, bij voorkeur ten minste vier, opeenvolgende verzonden pulsen. De verschillen in aankomsttijd tussen opeenvolgende gedetecteerde pulsen dienen alle hetzelfde te zijn voor geluid dat is verstrooid door een enkel met constante snelheid bewegend deeltje en bijgevolg minimaliseert dit de mogelijkheid van foutieve toewijzing aan het genoemde deeltje van een door een ander deeltje verstrooide puls. De aard van het deeltje is niet van belang zolang dit voldoende te detecteren ultrageluid verstrooit en het kan een vast deeltje zijn, een vloeibare druppel of een gasbel, dat zich onderscheidt van het omringende fluïdum maar klein genoeg is om met de stroom te worden meegevoerd. Voor kleine deeltjes kan worden aangenomen, dat de deeltjes-snelheid een aanwijzing is voor de fluïdum-stroomsnelheid. Van in een experimentele installatie circulerend leidingwater is gevonden dat dit voldoende verstrooiingsdeeltjes bevat, die in dit geval kleine belletjes zijn.
De uitvinding verschaft eveneens een inrichting voor het meten van de snelheid van deeltjes in een fluïdum, welke inrichting middelen omvat voor geluidsbestraling van het fluïdum met een gepulseerde bundel ultra geluid, middelen om door een deeltje verstrooide ultrageluidspulsen uit opeenvolgende verzonden pulsen te detecteren en middelen om de aankomsttijden van opeenvolgende gedetecteerde pulsen te bepalen en aldus de snelheid van het deeltje te bepalen.
Met het begrip "aankomsttijd” wordt het tijdsinterval tussen de verzending van een puls en de detectie van een verstrooide puls bedoeld. Wanneer een deeltje verder van de zendermiddelen beweegt, zal de aankomsttijd langer worden, of indien het dichter naar de zendermiddelen toe beweegt zal de aankomsttijd korter worden. De verschillen in aankomsttijd van opeenvolgende gedetecteerde pulsen uit een deeltje zijn eenvoudig gerelateerd aan de snelheid van het deeltje.
Bij voorkeur omvatten de detectiemiddelen een aantal poortmiddelen om tijdsintervallen na verzending van pulsen te definiëren, waarbinnen verstrooide pulsen kunnen worden gedetecteerd. De detectiemiddelen omvatten eveneens middelen om het verschil tussen de aankomsttijden van opeenvolgende gedetecteerde pulsen te bepalen. Het is duidelijk dat er in het algemeen geen zekerheid kan zijn, dat enig deeltje aanwezig is en een te detecteren puls zal verstrooien, zodat verzending van een puls kan moeten worden herhaald, totdat een verstrooide puls wordt gedetecteerd. Zodra een puls wordt gedetecteerd in het eerste tijdsinterval, wordt naar volgende door hetzelfde deeltje verstrooide pulsen gekeken op geschikte tijdsintervallen na verzending van opeenvolgende pulsen.
Een voorkeursuitvoeringsvorm omvat een eerste poortmiddel dat is ingericht om een eerste tijdsinterval na verzending van een eerste puls te definiëren. Deze omvat eveneens een tweede poortmiddel, dat indien een puls is gedetecteerd gedurende het eerste tijdsinterval is ingericht om een tweede tijdsinterval te definiëren (na verzending van een tweede puls), dat is gecentreerd op de aankomsttijd van de in het eerste tijdsinterval gedetecteerde puls. Indien een puls in het tweede tijdsinterval wordt gedetecteerd, dan wordt het verschil in de aankomsttijden van de twee pulsen bepaald. De inrichting omvat eveneens een derde poortmiddel, dat is ingericht om een derde tijdsinterval te definiëren (na verzending van een derde puls), dat is gecentreerd op een tijdstip net zo lang na de aankomsttijd van de tweede puls als die van de tweede puls na de aankomsttijd van de eerste puls ligt. Indien een puls in het derde tijdsinterval wordt gedetecteerd, dan is het verschil in de aankomsttijden van de tweede en derde puls bepaald. Er kunnen eveneens andere overeenkomstig ingerichte poorten zijn om volgende pulsen te detecteren op tijdstippen, waarop verwacht kan worden dat zulke pulsen aankomen.
De start en de duur van het eerste tijdsinterval bepaalt het gebied van het fluïdum vanwaaruit verstrooide signalen zullen worden ontvangen en bijgevolg het gebied waarin de snelheid zal worden gemeten. De duur van het tweede tijdsinterval stelt een bovengrens aan de snelheden van deeltjes waarvan de snelheid kan worden gemeten. De duur van het derde interval en elk volgend tijdsinterval kan aanzienlijk korter zijn, omdat deze tijdsintervallen dienen voor het voorkomen van ontvangst van door andere deeltjes in het fluïdum verstrooide signalen, die storende snel-heidswaarden zouden geven. De eerste en tweede tijdsintervallen kunnen bijvoorbeeld in het gebied van 4 tot 20 ps liggen, terwijl de derde en volgende tijdsintervallen in het gebied van 0,1 tot 5 ps kunnen liggen. De tijdsintervallen na het derde tijdsinterval kunnen progressief korter worden gemaakt, omdat de verwachte aankomsttijd met grotere nauwkeurigheid bekend is. In één uitvoeringsvorm zijn het eerste en het tweede tijdsinterval beide gelijk aan 10 ps en zijn de derde en alle volgende tijdsintervallen gelijk aan 2 ps.
Bij voorkeur wordt een enkele ultrasone transducent gebruikt zowel om te zenden als om ultrasone pulsen te ontvangen. Indien een reeks opeenvolgende pulsen wordt gedetecteerd uit een deeltje, dan kan de snelheid van het deeltje in de richting van of weg van de transducent worden bepaald. Elke beweging van het deeltje in een richting loodrecht op de richting van de ultrasone bundel beïnvloedt de aankomsttijden echter niet; en elke bundelspreiding of -divergentie kan daarom leiden tot onnauwkeurigheden in de berekende snelheid. Het is daarom gewenst om de bundelspreiding te minimaliseren. Een voorkeurstransducent voor gebruik in water is een ongefocusseerde transducent van 4 MHz met een diameter van 15 mm. De golflengte in water is 0,36 mm (voor een snelheid van 1,43 mm/ps) en de bundelspreiding is 1,7“ uit de as. Omdat de maximale onnauwkeurigheid evenredig is met cos (divergentiehoek), is de divergentie bij voorkeur minder dan 5°. met nog meer voorkeur minder dan 2° aan elke kant van de as van de bundel. De werkfrequentie is bij voorkeur in het gebied van 1 MHz tot 16 MHz en zodanig dat een golflengte wordt verschaft die minder is dan viermaal de afmeting van de verwachte deeltjes.
De uitvinding zal nu slechts bij wijze van voorbeeld verder worden beschreven onder verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin: fig. 1 een schematisch, gedeeltelijk doorgesneden aanzicht van een inrichting volgens de uitvinding toont; fig. 2 in grafische vorm, afgezet tegen de tijd, een reeks gedetecteerde signalen toont en de werking van de signaalpoorten van de inrich- ting van fig. 1 en fig. 3 grafisch experimenteel bepaalde metingen van stroomsnelheid toont onder gebruikmaking van de inrichting van fig. 1 en vergelijkings-metingen die zijn verricht onder gebruikmaking van twee andere technieken.
Onder verwijzing naar fig. 1 is een inrichting 10 getoond voor het meten van de stroomsnelheid van water dat in de met de pijl aangegeven richting stroomt in een buis 12 met een diameter van 50 mm. De inrichting 10 omvat een ongefocusseerde ultrasone transducent l4 van 4 MHz met een diameter van 15 mm, die is gemonteerd in een af getakte buis 16, zodanig dat de as van de transducent 14 een hoek maakt van 40° ten opzichte van de stroomrichting. Een elektrische kabel 18 verbindt de transducent 14 met een signaalverwerkingseenheid 20, die met een computer 22 is verbonden. Tijdens bedrijf krijgt de transducent 14 de opdracht om korte ultra-geluidspulsen te verzenden, bijvoorbeeld met intervallen van 4 ms, en tussen deze verzendingen kunnen alle terugkerende ultrasone pulsen worden gedetecteerd.
Indien een deeltje, dat ultrageluid reflecteert met het water met een snelheid v beweegt, waarbij de bewegingsrichting daarvan een hoek Θ met de as van de ultrasone bundel (in dit voorbeeld is Θ = 40°) maakt, zal het deeltje in het interval T tussen één verzonden puls en de volgende verder van de transducent zijn bewogen. De aankomsttijden van de overeenkomstige gereflecteerde pulsen zijn tx en t2 (deze tijden zijn uit de overeenkomstige verzonden pulsen gemeten tijden). Indien de ultrageluids-snelheid gelijk is aan c en de door het deeltje afgelegde afstand tussen het reflecteren van één puls en het reflecteren van de volgende gelijk is aan L, dan geldt: en zodat:
Het is gebruikelijk zo, dat v veel kleiner is dan c, zodat (t2-t1) veel kleiner is dan T. In dat geval kan deze vergelijking worden vereenvoudigd tot:
Het zal dus worden ingezien, dat meting van de aankomsttijden van opeenvolgende door een enkel deeltje gereflecteerde pulsen het mogelijk maakt dat de snelheid daarvan wordt bepaald en dat de snelheid van het medium, langs een lijn parallel aan de transducentas, direkt evenredig is met de verhouding van de tijdverschillen tussen de ontvangen signalen en de pulsherhalingstijd. Indien de stroomsnelheidswaarde klein is, worden de aankomsttijden van de pulsen meer gelijksoortig waardoor meting van t2-t1 moeilijk wordt gemaakt. Maar indien de pulsherhalingstijd T vervolgens wordt vergroot, wordt het verschil in de aankomsttijden van de gereflecteerde pulsen vergroot en kan de gevoeligheid van de techniek bij lage snelheden worden behouden. De richting van de snelheid langs de bundelas is aangegeven met het wiskundige teken van het tijdverschil- De absolute richting en snelheid van de fluïdumstroom kan bijgevolg worden afgeleid, indien twee onderzoeksbundels onder verschillende hoeken worden gericht. Bovendien kan de positie van de verstrooier worden bepaald uit de aankomsttijd daarvan, zodat het snelheidsprofiel langs de bundelas kan worden gemeten.
De verwerkingseenheid 20 omvat een interface-eenheid, die een ultrasone signaalgenerator triggert, teneinde de duur en frequentie van de verzonden ultrasone pulsen te besturen. De eenheid 20 omvat eveneens een versterker voor ontvangen signalen en een signaaldiscriminatie-eenheid, zodat alleen op de ontvangen signalen boven een vooraf bepaald niveau wordt gereageerd, hetgeen het mogelijk maakt om gereflecteerde signalen te onderscheiden van ruis. Deze eenheid omvat eveneens een signaaltijdge-ver gebaseerd op een klok van 50 MHz, waardoor een resolutie voor tijdmetingen van 20 ns wordt verschaft. Andere tijdinstellingen worden door binaire deling uit deze basisklokfrequentie gegenereerd. Op gedetecteerde pulsen wordt slechts gereageerd indien een geschikte poort open staat. De positie en de breedte van de poorten worden ingesteld met een resolutie van 80 ns en de herhalingsfrequentie wordt ingesteld met een resolutie van 44θ ns.
De werking van de inrichting 10 wordt bestuurd door de computer 22, die het mogelijk maakt, dat de signaalversterking en het drempelniveau wordt ingesteld, die de opsporingsprocedure zoals hieronder beschreven bestuurt, de snelheid berekent en de resultaten weergeeft. Het computerprogramma vereist allereerst de volgende ingangsparameters (kenmerkende waarden zijn eveneens gegeven): 1. pulsherhalingstijd: 4 ms 2. eerste poortbreedte: 10 ps 3· tweede poortbreedte: 2 ps 4. poortbegin: 70 ps 5· aantal metingen: 100 6. versterking: 155
De eerste poort is de onderzoekspoort en is breed genoeg om de signalen uit een bewegende verstrooier op twee opeenvolgende pulsen op te pikken. De tweede poort is een smalle opsporingspoort en wordt zodanig bewogen, dat deze de voorspelde positie omgeeft waarbinnen het volgende signaal dient te arriveren. Indien dit succesvol plaatsvindt, wordt de smalle poort op de volgende voorspelde aankomsttijd gepositioneerd enz. Met voldoende successen op een rij kan worden afgeleid dat de signaal-reeks hoogstwaarschijnlijk afkomstig is van een enkel verstrooiingsdeel-tje dat met het fluïdum beweegt en dan wordt een snelheidsmeting verricht .
Fig. 2 toont grafisch de ontvangst van verstrooide pulsen tegen een deeltje als gevolg van de verzending van vijf opeenvolgende ultrasone pulsen. De perioden waarin de poorten geopend zijn, zijn eveneens aangegeven. In elke situatie begint de tijdinstelling wanneer de puls wordt verzonden. Voor de eerste puls wordt de eerste poort A ingesteld om geopend te zijn op een tijd van 70 ps na de verzending, hetgeen correspondeert met, van nabij het midden van de pijp 12 ontvangen reflecties. Zoals aangeduid wordt een verstrooiingspuls gedurende het tijdsinterval gedetecteerd waarin de poort A geopend is en wordt de aankomsttijd daarvan genoteerd. Voor de tweede puls wordt de eerste poort A zodanig ingesteld dat deze is gecentreerd rondom de aankomsttijd van de eerste ontvangen puls. Indien, zoals aangeduid in de figuur, een verstrooide puls wordt gedetecteerd in het door de poort A ingestelde interval, dan wordt de aankomsttijd daarvan genoteerd en wordt het eerste tijdverschil Atx bepaald.
Voor de derde puls is de tweede poort B gecentreerd op de verwachte aankomsttijd, dat wil zeggen op een tijd Atx na de aankomsttijd van de tweede ontvangen puls. Indien, zoals aangeduid, een puls wordt gedetec teerd, dan wordt de aankomsttijd daarvan genoteerd en wordt het tweede tijdverschil At2 bepaald. Voor de vierde puls is de tweede poort B gecentreerd op de verwachte aankomsttijd, dat wil zeggen op een tijd At2 na de aankomsttijd van de derde ontvangen puls. Indien, zoals aangeduid, een puls wordt gedetecteerd, dan wordt de aankomsttijd daarvan genoteerd en wordt het derde tijdverschil At3 bepaald. Voor de vijfde puls wordt poort B op dezelfde wijze gebruikt om het mogelijk te maken dat een vierde tijdverschil At/, wordt bepaald. Deze procedure zou kunnen worden voortgezet totdat geen puls meer wordt ontvangen, of, zoals meer gebruikelijk is, de procedure wordt beëindigd, wanneer een voldoende aantal tijdverschillen (bijvoorbeeld vier) is verkregen.
De beste schatting van het tijdverschil (t2—tx) wordt verkregen uit het gemiddelde van de waarden Atlf At2, At3, At/, als hierboven werd gevonden voor een bepaald deeltje. Dit maakt het mogelijk dat één snelheidsme-ting wordt verricht onder gebruikmaking van de eerder besproken vergelijking. Bovendien geeft de standaarddeviatie van deze waarden van het tijdverschil een indicatie van de nauwkeurigheid van de meting. Het proces wordt dan herhaald om andere deeltjes te vinden en op te sporen en om hun snelheden te bepalen, totdat het gewenste aantal metingen is verkregen. De resulterende snelheidsmetingen kunnen worden gebruikt om een snelheidsverdeling te genereren, waarbij de standaarddeviatie van de snelheidsmetingen in elke band van de snelheidsverdeling eveneens wordt bepaald .
De startpositie en de breedte van de onderzoekspoort A bepaalt het gebied binnen de buis 12 waarin de snelheidsmetingen zullen plaatsvinden. Dit gebied kan een spreiding van snelheden bevatten. De resultaten van de snelheidsmetingen en hun verdeling zal dit aangeven en het maximum in de verdeling dient bij de dominante snelheid in het gebied op te treden. Het snelheidsprofiel over de buis 12 kan worden bestudeerd door gebruikmaking van een smallere onderzoekspoort A, bijvoorbeeld 5 ps, en het aanpassen van de starttijd van de eerste (onderzoeks-)poort A teneinde snelheden op verschillende posities over de buis 12 te meten.
De inrichting 10 kan zijn ingericht om ofwel het eerste signaal dat is ontvangen (boven een ruisdrempel) te detecteren of het grootste ontvangen signaal, terwijl een poort geopend is. Indien een signaalpuls die wordt verstrooid door een ander deeltje wordt ontvangen kan dit een onnauwkeurige snelheidsmeting geven. Het is echter waarschijnlijk dat dit inconsistente tijdverschillen geeft, en aldus zouden opvolgende gereflecteerde pulsen worden geweigerd door de smalle opsporingspoort B. Incon sistente tijdverschillen die voortkomen uit andere oorzaken (bijvoorbeeld uit het gebruik van een te lage ruisdrempel) kunnen worden geweigerd op basis daarvan dat de standaarddeviatie van de tijdverschil-metingen te groot is.
Het zal worden ingezien dat de inrichting 10 op diverse wijzen kan worden aangepast. De gebruikte poort voor de eerste puls kan bijvoorbeeld een andere poort zijn dan diegene die voor de tweede puls wordt gebruikt en kan van een andere duur zijn. De duur van de voor de eerste puls gebruikte poort bepaalt de ruimtelijke resolutie over een snelheidsprofiel, terwijl de duur van de voor de tweede puls gebruikte poort de maximum snelheid die het apparaat kan meten bepaalt. De inrichting 10 is succesvol bedreven met de poort A met werkingsduren over het gebied van 4 ys tot op 15 ys. De duur van de opsporingspoort B bepaalt de waarschijnlijk dat op storende pulsen wordt gereageerd en beïnvloedt aldus de betrouwbaarheid van de metingen. De inrichting 10 is succesvol bedreven met de poort B met werkduren in het gebied van 0,1 tot 5 ys.
De pulsherhalingsfrequentie kan eveneens worden gevarieerd. Indien deze te langzaam is zal de opgespoorde verstrooier uit de ultrasone bundel bewegen voordat de volgende puls aankomt, maar indien deze te snel is zal het verschil tussen de aankomsttijden van opeenvolgende reflecties tegen dezelfde verstrooier te gering worden en ten gevolge van de limiet in de tijdresolutie van de metingen zal de nauwkeurigheid van het resultaat afnemen. Een snelle pulsherhalingsfrequentie verschaft echter het voordeel dat metingen sneller kunnen worden verricht. Met de inrichting 10 zijn waarden van de pulsherhalingstijd tussen 1 ms en 8 ms succesvol gebruikt.
In de inrichting 10 wordt veel van de signaalverwerking en de besturing van het bedrijf uitgevoerd onder gebruikmaking van software via de computer 22. Het zal worden begrepen dat dit als alternatief kan worden bereikt onder gebruikmaking van speciaal voor dit doel gebouwde, toegesneden hardware. Dit kan een sneller meetvermogen verschaffen.
Onder verwijzing nu naar fig. 3 zijn metingen van waterstroomsnel-heid v in de buis 12 getoond, terwijl de voeding naar de pomp die de stroom veroorzaakte werd gevarieerd. Drie verschillende metingen zijn getoond. Deze werden verkregen: a) door het meten van de snelheid waarbij een gecalibreerde beker werd gevuld; dit geeft een gemiddelde snelheid over de buis en is aangegeven als Vav; b) door het meten van de stroomsnelheid in het centrum van de buis 12 door laser-Doppler-anemometrie; dit is aangegeven als LDA; en c) onder gebruikmaking van de inrichting 10 zoals hierboven beschreven; dit is aangegeven als FPT.
(De waarden voor de pomptoevoer zijn slechts gekoppeld aan de schaal van een instelbare transformator.) De stroomsnelheden waren zodanig, dat bij alle vermogensinstellingen de stroom turbulent was, zodat verwacht werd dat het snelheidsprofiel over het midden van de buis vlakker was dan bij laminaire stroom.
Zoals verwacht vallen de gemiddelde snelheidswaarden beneden de snelheidsmetingen voor zowel LDA- als FPT-metingen behalve bij hogere snelheden, waar de LDA-metingen beneden de gemiddelde waarden vallen. De LDA werd ingesteld voor een bepaald snelheidsgebied en de nauwkeurigheid kan zijn verminderd bij deze hogere snelheden. De FPT-metingen liggen zeer dicht bij de LDA-waarden en volgen de gemiddelde snelheidswaarden bij pompsnelheid; gemiddeld liggen de FPT-waarden binnen 1,7% van de LDA-resultaten.
Het zal worden ingezien dat het gebruik van de onderhavige werkwijze kennis van de geluidssnelheid in het fluïdum vereist. Bij het verkrijgen van de boven besproken resultaten werd de geluidssnelheid in het water in de pijp 12 gemeten. De techniek is toepasbaar in andere vloeistoffen en zelfs in twee-fasemengsels zoals in een olie/water-mengsel. In dit geval is de geluidssnelheid in olie echter kenmerkend ongeveer 1350 m s"1, hetgeen 10% minder is dan in water, waardoor het de voorkeur verdient om de geluidssnelheid eerder in situ te meten dan te vertrouwen op een aangenomen waarde.
Claims (10)
1. Werkwijze voor het meten van de snelheid van deeltjes in een fluïdum, welke werkwijze geluidsbestraling van het fluïdum met een gepulseerde bundel ultrageluid omvat en is gekenmerkt door het detecteren van de ultrageluidspulsen die worden verstrooid door een deeltje uit opeenvolgende verzonden pulsen, het meten van de aankomsttijden van opeenvolgende gedetecteerde pulsen en het daaruit bepalen van de snelheid van het deeltje.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de aankomsttijden van ten minste drie opeenvolgende gedetecteerde, door een deeltje verstrooide pulsen worden gemeten.
3. Inrichting (10) voor het meten van de snelheid van deeltjes in een fluïdum, welke inrichting (10) middelen (l4) omvat voor geluidsbestraling van het fluïdum met een gepulseerde bundel ultrageluid en wordt gekenmerkt door middelen (14, 20) om door een deeltje verstrooide ultrageluidspulsen uit opeenvolgende verzonden pulsen te detecteren en middelen (22) om de aankomsttijden (tlf t2) van opeenvolgende gedetecteerde pulsen te bepalen en aldus de snelheid van het deeltje te bepalen.
4. Inrichting volgens conclusie 3t met het kenmerk, dat de de-tectiemiddelen een aantal poortmiddelen (A, B) omvatten om tijdsintervallen te definiëren na verzending van pulsen waarbinnen verstrooide pulsen kunnen worden gedetecteerd.
5- Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de de-tectiemiddelen een eerste poortmiddel (A) omvatten dat is ingericht om een eerste tijdsinterval na verzending van een eerste puls te definiëren, en een tweede poortmiddel (A) dat, indien een puls wordt gedetecteerd gedurende het eerste tijdsinterval, is ingericht om een tweede tijdsinterval te definiëren na verzending van een tweede puls, dat is gecentreerd op de aankomsttijd van de in het eerste tijdsinterval gedetecteerde puls.
6. Inrichting volgens conclusie 5. met het kenmerk, dat de de-tectiemiddelen eveneens een derde poortmiddel (B) omvatten, dat, indien een puls in het tweede tijdsinterval is gedetecteerd, is ingericht om een derde tijdsinterval te definiëren na verzending van een derde puls, dat is gecentreerd op een tijd die zolang na de aankomsttijd van de tweede puls ligt als die van de tweede puls na de aankomsttijd van de eerste puls ligt.
7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het derde tijdsinterval (B) korter is dan het tweede tijdsinterval (A).
8. Inrichting volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat het eerste en tweede tijdsinterval (A) elk een waarde hebben in het gebied van 4 tot 20 ps.
9. Inrichting volgens conclusie 6 of 8, met het kenmerk, dat het derde tijdsinterval (B) een waarde heeft in het gebied van 0,1 tot 5 ps.
10. Inrichting volgens één van de conclusies 3 tot en met 9» Pet het kenmerk, dat een enkele ultrasone transducent (14) wordt gebruikt voor zowel het verzenden van de gepulseerde bundel ultrageluid als voor het ontvangen van de verstrooide ultrasone pulsen, waarbij de transducent (14) op een frequentie in het gebied van 1 MHz tot en met 16 MHz wordt bedreven en een zodanige diameter heeft, dat de bundel minder dan 5° divergeert aan elke kant van de longitudinale as van de bundel.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB9321379 | 1993-10-15 | ||
GB939321379A GB9321379D0 (en) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | Flow measuement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL9401646A true NL9401646A (nl) | 1995-05-01 |
Family
ID=10743666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL9401646A NL9401646A (nl) | 1993-10-15 | 1994-10-06 | Debietmeting. |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5473948A (nl) |
FR (1) | FR2711244B1 (nl) |
GB (2) | GB9321379D0 (nl) |
NL (1) | NL9401646A (nl) |
NO (1) | NO943842L (nl) |
SG (1) | SG49302A1 (nl) |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9518876D0 (en) * | 1995-09-15 | 1995-11-15 | Aea Technology Plc | Liquid flow monitor |
US5808200A (en) * | 1997-08-25 | 1998-09-15 | Cosense, Inc. | Ultrasonic sensor with continous and demand self-test for liquid and dry product level measurement |
US6067861A (en) * | 1998-06-18 | 2000-05-30 | Battelle Memorial Institute | Method and apparatus for ultrasonic doppler velocimetry using speed of sound and reflection mode pulsed wideband doppler |
JP4064925B2 (ja) * | 2002-02-28 | 2008-03-19 | ピー・デイ・エフ ソリユーシヨンズ インコーポレイテツド | Beolクローン・テスト・ビヒクル |
US7044922B1 (en) | 2004-12-29 | 2006-05-16 | Leon Michael Dondysh | Non-invasive diagnostic apparatus and method comprising a cerebral stethoscope for detecting cerebrovascular disease |
US7672797B2 (en) * | 2006-07-20 | 2010-03-02 | Ads Llc | Flow measurement in partially filled pipes using pulsed peak velocity doppler |
US9026370B2 (en) | 2007-12-18 | 2015-05-05 | Hospira, Inc. | User interface improvements for medical devices |
US8215183B2 (en) * | 2009-07-03 | 2012-07-10 | Ads Llc | Augmented surface sensor for measuring flow velocity |
US8857269B2 (en) | 2010-08-05 | 2014-10-14 | Hospira, Inc. | Method of varying the flow rate of fluid from a medical pump and hybrid sensor system performing the same |
CA2844807C (en) | 2011-08-19 | 2022-07-26 | Hospira, Inc. | Systems and methods for a graphical interface including a graphical representation of medical data |
US20130139575A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-06 | University Of Southern California | Acoustic particle sorting in microfluidic channels |
US10022498B2 (en) | 2011-12-16 | 2018-07-17 | Icu Medical, Inc. | System for monitoring and delivering medication to a patient and method of using the same to minimize the risks associated with automated therapy |
ES2741725T3 (es) | 2012-03-30 | 2020-02-12 | Icu Medical Inc | Sistema de detección de aire y método para detectar aire en una bomba de un sistema de infusión |
EP2879733B1 (en) | 2012-07-31 | 2019-06-05 | ICU Medical, Inc. | Patient care system for critical medications |
CA2913421C (en) | 2013-05-24 | 2022-02-15 | Hospira, Inc. | Multi-sensor infusion system for detecting air or an occlusion in the infusion system |
AU2014274122A1 (en) | 2013-05-29 | 2016-01-21 | Icu Medical, Inc. | Infusion system and method of use which prevents over-saturation of an analog-to-digital converter |
CA2913915C (en) | 2013-05-29 | 2022-03-29 | Hospira, Inc. | Infusion system which utilizes one or more sensors and additional information to make an air determination regarding the infusion system |
US9572538B2 (en) * | 2014-02-25 | 2017-02-21 | General Electric Company | System and method for perfusion-based arrhythmia alarm evaluation |
CA2939302C (en) | 2014-02-28 | 2021-12-28 | Hospira, Inc. | Infusion system and method which utilizes dual wavelength optical air-in-line detection |
AU2015266706B2 (en) | 2014-05-29 | 2020-01-30 | Icu Medical, Inc. | Infusion system and pump with configurable closed loop delivery rate catch-up |
US11344668B2 (en) | 2014-12-19 | 2022-05-31 | Icu Medical, Inc. | Infusion system with concurrent TPN/insulin infusion |
US10850024B2 (en) | 2015-03-02 | 2020-12-01 | Icu Medical, Inc. | Infusion system, device, and method having advanced infusion features |
CA3023658C (en) | 2016-05-13 | 2023-03-07 | Icu Medical, Inc. | Infusion pump system and method with common line auto flush |
WO2017214441A1 (en) | 2016-06-10 | 2017-12-14 | Icu Medical, Inc. | Acoustic flow sensor for continuous medication flow measurements and feedback control of infusion |
US10648847B2 (en) | 2016-09-25 | 2020-05-12 | Ads Llc | Level sensor with parabolic reflector |
US10089055B1 (en) | 2017-12-27 | 2018-10-02 | Icu Medical, Inc. | Synchronized display of screen content on networked devices |
NL2021236B1 (en) | 2018-07-04 | 2020-01-15 | Rbp Tech Holding B V | Methods and systems for characterising a fluid flowing in a conduit |
US11278671B2 (en) | 2019-12-04 | 2022-03-22 | Icu Medical, Inc. | Infusion pump with safety sequence keypad |
AU2021311443A1 (en) | 2020-07-21 | 2023-03-09 | Icu Medical, Inc. | Fluid transfer devices and methods of use |
US11135360B1 (en) | 2020-12-07 | 2021-10-05 | Icu Medical, Inc. | Concurrent infusion with common line auto flush |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3914999A (en) * | 1973-02-16 | 1975-10-28 | Hoffmann La Roche | Method and apparatus for the ultrasonic measurement of flow velocity |
US4947683A (en) * | 1989-08-03 | 1990-08-14 | Halliburton Logging Services, Inc. | Pulsed ultrasonic doppler borehole fluid measuring apparatus |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5020374A (en) * | 1989-11-17 | 1991-06-04 | Ads Environmental Services, Inc. | Velocity measurement system |
US4803990A (en) * | 1985-12-03 | 1989-02-14 | U.S. Philips Corporation | Examining moving objects by ultrasound echograpy |
FR2604081A1 (fr) * | 1986-09-19 | 1988-03-25 | Labo Electronique Physique | Dispositif d'exploration par echographie ultrasonore d'organes en mouvement et d'ecoulements sanguins |
FR2646918B1 (fr) * | 1989-05-12 | 1991-10-11 | Labo Electronique Physique | Dispositif de mesure de la vitesse d'ecoulements sanguins par echographie ultrasonore a cadence de mesure amelioree |
US5311781A (en) * | 1990-10-09 | 1994-05-17 | Advanced Instrumentation Inc. | Flowmeter for object-bearing liquids |
EP0546623B1 (fr) * | 1991-12-11 | 1997-09-24 | Laboratoires D'electronique Philips S.A.S. | Echographe ultrasonore pour la mesure de vitesses élevées d'écoulements sanguins |
-
1993
- 1993-10-15 GB GB939321379A patent/GB9321379D0/en active Pending
-
1994
- 1994-09-28 SG SG1996008918A patent/SG49302A1/en unknown
- 1994-09-28 GB GB9419509A patent/GB2282886B/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-03 US US08/316,481 patent/US5473948A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-06 NL NL9401646A patent/NL9401646A/nl not_active Application Discontinuation
- 1994-10-12 NO NO943842A patent/NO943842L/no not_active Application Discontinuation
- 1994-10-14 FR FR9412297A patent/FR2711244B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3914999A (en) * | 1973-02-16 | 1975-10-28 | Hoffmann La Roche | Method and apparatus for the ultrasonic measurement of flow velocity |
US4947683A (en) * | 1989-08-03 | 1990-08-14 | Halliburton Logging Services, Inc. | Pulsed ultrasonic doppler borehole fluid measuring apparatus |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
HEIN I A: "IN VIVO MEASUREMENT OF BLOOD FLOW USING ULTRASOUND TIME-DOMAIN CORRELATION", ACOUSTICAL IMAGING, BOCHUM, APR. 3 - 5, 1991, vol. 19, 3 April 1991 (1991-04-03), ERMERT H;HARJES H-P, pages 311 - 315, XP000333591 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO943842D0 (no) | 1994-10-12 |
GB9419509D0 (en) | 1994-11-16 |
GB2282886B (en) | 1996-08-14 |
FR2711244A1 (fr) | 1995-04-21 |
GB9321379D0 (en) | 1993-12-08 |
NO943842L (no) | 1995-04-18 |
SG49302A1 (en) | 1998-05-18 |
FR2711244B1 (fr) | 1997-04-18 |
GB2282886A (en) | 1995-04-19 |
US5473948A (en) | 1995-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL9401646A (nl) | Debietmeting. | |
JPH05503366A (ja) | 流れる流体中の気泡を検出するためのシステム及び方法 | |
EP0321717B1 (en) | Ultrasonic speckle velocity measurement method and apparatus | |
JP2007513341A (ja) | 流体運動及び流体成分の分析装置及び分析方法 | |
US4821569A (en) | Parasitic echo pulse rejector for ultrasonic liquid level meter | |
Murakawa et al. | Application of ultrasonic multi-wave method for two-phase bubbly and slug flows | |
US4125835A (en) | Range or time-delay determining subsystem for use in certain radar-like systems | |
JPH0830734B2 (ja) | 視界を決定する方法 | |
JP3016511B1 (ja) | 超音波流速測定方法と装置 | |
US5379270A (en) | Acoustic-optic sound velocity profiler | |
Murakawa et al. | Effects of the number of pulse repetitions and noise on the velocity data from the ultrasonic pulsed Doppler method with different algorithms | |
US5311781A (en) | Flowmeter for object-bearing liquids | |
US3795893A (en) | Doppler speed log | |
US6262942B1 (en) | Turbulence-resolving coherent acoustic sediment flux probe device and method for using | |
AU2013282701A1 (en) | An improved suspended sediment meter | |
US3283292A (en) | Ultrasonic position sensing equipment | |
JPS63103962A (ja) | 液/液分散系における分散相の体積保有率の超音波による測定方法及び装置 | |
Admiraal et al. | Laboratory measurement of suspended sediment concentration using an Acoustic Concentration Profiler (ACP) | |
CN105467395B (zh) | 一种超远距离超声波测量仪 | |
GB2167185A (en) | Acoustically detecting and/or identifying a liquid | |
Lang et al. | Characterizing and modelling a sonar ring | |
JP3547888B2 (ja) | 超音波センサ及びこれを用いた分注装置 | |
GB2100429A (en) | Apparatus for discrimination against spurious elastic wave (e.g. ultrasonic) pulses in the detection of disturbed liquid interfaces or surfaces | |
GB2284053A (en) | Detecting presence or absence of liquid in a vessel | |
JPH03254738A (ja) | 血管位置測定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BA | A request for search or an international-type search has been filed | ||
BB | A search report has been drawn up | ||
BC | A request for examination has been filed | ||
CNR | Transfer of rights (patent application after its laying open for public inspection) |
Free format text: AEA TECHNOLOGY PLC |
|
BV | The patent application has lapsed |