Original title: Ultrazvukové měření průtoku
Translated title: Ultrasonic flow measurement
Authors: Mikan, Lukáš ; Boušek, Jaroslav (referee) ; Šteffan, Pavel (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2023
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
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.
Keywords: AS6040; měření plynu; měření průtoku; plynoměr; průtokoměr; ScioSense; time of flight; transit time; ultrazvuk; ultrazvukové měření; čas průletu; AS6040; flow meter; flow metering; gas meter; gas metering; ScioSense; time of flight; transit time; ultrasonic measurement; ultrasound

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/210139

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-526642


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses