Zwiększenie dokładności pomiaru czasu przelotu sygnału akustycznego

W artykule omówiono problemy poprawnego wykrywania impulsów, odbieranych podczas pomiaru interwałów czasu w akustycznej tomografii rozkładu pól temperaturowych, spowodowane wpływem szumu oraz ograniczoną szybkością narastania obwiedni odbieranego sygnału. W celu poprawy dokładności pomiaru tych interwałów przeprowadzono analizę możliwości wykorzystania liniowej modulacji okresu impulsów akustycznych. Zaproponowano metodę korekcji bezpośrednio zmierzonego interwału czasu. Metoda ta bazuje na pomiarze dodatkowego interwału czasu trwania zadanej liczby półokresów odebranego sygnału, gdy obwiednia sygnału ustabilizuje się na wystarczającym poziomie. Skuteczność proponowanej metody korekcji zbadano metodą symulacji.

Pełny tekst (pdf)

[1] Green S.F, Woodham A.V.: Rapid Furnace Temperature Distribution Measurement by Sonic Pyrometer. Central Electricity Generation Board. Matchwood Engineering Laboratories. Matchwood, Southampton, England, 1983.
[2] Dorozhovets M., Baran А, Kusij A., Stadnyk В.: Mathematical Aspects of Measurement of Temperature Fields in Gases and Flames. VDI/VDE-GesselschaftMess-und Automatisierungstechnik, "Temperatur '92", Dusseldorf, 1992, pp.249-252.
[3] Doster M., Hentshel G.: Die akustische Gastemperaturmestechnik ein automatisches, beruhrungsloses Mesverfahren. VDI/VDE- Gesselschaft Mess-und Automatisierungstechnik, “Temperatur ‘92”, Dusseldorf, 1992, pp.169-177.
[4] Dorozhovets M., Kouzii A., Stadnyk B.: The Measurement of Temperature Field by Ultrasonic Computer Tomography Methods. IMEKO TC-4, International Symposium On Intelligent Instrumentation For Remote And On-Site Measurements, Brussels, 1993.pp 159-163.
[5] Schwarz A.: Acoustic measurement of temperature and velocity fields in furnaces. Tomographic techniques. Proceeding ECAPT-92, Manchester, UK, 3/1992.
[6] Prospekt firmy Codel Stack Emission Monitoring. The Total Concept. Combustion Development Ltd. Bakewell, Derbyshire, UK, 1994.
[7] Dorozhovets M., Basarab Horwath I.: Measurement of the Temperature Distribution in Fluid Using Ultrasonic Tomography. Institute of Electrical andElectronic Engineers. IEEE Ultrasonic Symposium Proceedings, 1994Vol. 3, pp. 1891-1894.
[8] Barth M.: Akustische Tomographie zur zeitgleichen Erfassung von Temperaturund Strömungsfeldern, Leipzig, 2009.
[9] Mayer A.V.: On Acoustic Pyrometer. Philosophical Magazine, 1873, 45, pp.18-22.
[10] Honarvar F., Sheikhzadeh H., Moles M., Sinclair A. N.: Improving the timeresolution and signal-to-noise ratio of ultrasonic NDE signals,” Ultrasonics, vol. 41, 2004, pp. 755-763.
[11] Svilainis L., Dumbrava V., Chaziachmetovas A., Jurkstas P., Aleksandrovas A.: Technique for the Performance Evaluation of the Ultrasonic Preamplifier Input Protection Circuits. Procedings of the 2015 IEEE 8th International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS). Volume 1, 2015, pp. 102-107.
[12] Dorozhovets M.: Application of hyperbolic-frequency modulated pulses to improve the accuracy of measurement of time-of-flight intervals in the acoustic tomography system, Automation, Measurement and Control, Lviv Polytechnic National University, N 356, 1998, p. 15 -21, Lviv, (in Ukraine).
[13] Heyser R.C.: Acoustical Measurement by Time Delay Spectrometry. J. Audio Eng. Soc., vol. 15, 1967, October, p. 370.