工业
漏水检测

Leakage detection

智能楼宇管理可以省钱:通过提高效率、节约资源和降低维护成本。早期渗漏检测可以快速做出反应,减少损失。可以缩小渗漏地点的范围,并将技术人员派往正确的地点。

测量的基本原理如下:向水流方向和相反方向各发送一次超声波脉冲,然后测量飞行时间。
在水流方向,飞行时间比相反方向短,两者之间的差值与流量成正比。
考虑到一些非线性修正和温度修正,时间差可用来计算流量。v = c² + DIFTOF/(2L) for v << c

Application diagram leakage

图 1:常见的传感器设计

设计一种能够检测漏水的超声波水表是一项相当大的挑战。您必须测量 30 至 200 µs 范围内的飞行时间,精度达到皮秒级。不仅如此,实现如此低的噪声也是一项挑战。在此范围内实现低偏移和偏移稳定性更是一个巨大的挑战。使用 R800 的 DN15 流量计的目标误差限制已经达到 12ps。Sciosense 流量转换器基于时间数字转换器技术,可完美解决时间测量任务。此外,模拟前端的设计特别注重对称性和互易性,因此偏移量很小,并且在温度变化时也很稳定。

ScioSense flow converters manage that challenges: An integrated charge pump allows to fire with up to 17V. Within the amplified received signal they measure multiple zero crossings. This improves the resolution of the total time-of-flight measurement.

图 2:接收信号

ScioSense 流量转换器可应对这一挑战:集成的电荷泵可在高达 17V 的电压下启动。在放大的接收信号中,它们可以测量多个零交叉点。这就提高了整个飞行时间测量的分辨率。选择正确的过零点-不要过早,以捕捉稳定期,也不要过晚,以避免干扰效应-测量将尽可能精确且温度稳定。
通过分离猝发选项,可以检测到作为半衰期标记的相位跃变,即使在振幅变化很大的情况下也能获得精确的绝对 ToF。

TDC-GP30 Ultrasonic Flow Converter

设计要求/挑战
产品

设计要求/挑战:

  • 测量时间间隔为 10 至 500 微秒,分辨率为皮秒级
  • 泄漏检测所需的偏移稳定性必须在 10 ps 及以下(水龙头滴水)。
  • 使用电池运行 20 年所需的电流消耗低至几微安
  • 多次反射波和较小的传感器,可在带无线通信功能的改装应用中使用电池操作

文件