Ultrasonik teknoloji su sayacını istihbarat çağına hızlandırır
Editörün notu: Yetkili veriler, tüm su ölçüm sistemi ve ölçüm sistemi eksik veya yanlış olduğu için boru ağının kaybolduğunu gösteriyor. Su şirketinden hanelere su kaybı% 30'a kadar çıkıyor. Temel neden Geleneksel mekanik su sayaçlarının bir sonucu olarak, mekanik su sayaçlarının daha akıllı hale getirilmesi için nasıl güncellenip yükseltileceği su şirketleri için acil bir ihtiyaç haline geldi. Texas Instruments, su sayacı istihbarat sürecini hızlandırmak umuduyla birkaç gün önce endüstrinin en gelişmiş akıllı su sayacı teknolojisi çözümlerini başlattı, Texas Instruments China MSP mikro denetleyici iş geliştirme yöneticisi Bay Diao Yong, yazarla bir röportajı kabul etti.
Diao Yong, MSP Mikroişlemci İş Geliştirme Müdürü, Texas Instruments Çin
Su sayaçları bilişimden daha akıllı hale geliyor
İstatistiklere göre, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki su hizmetlerinin% 80'i zaten yatırım yaptı veya bazı şirketler su ölçüm altyapılarını güncellemeyi planladı. Su sayaçlarına bilgi modülleri ekleyerek veya gelişmiş elektronik su sayaçlarını ve diğer altyapı güncellemelerini değiştirerek, operasyonel verimlilik iyileştirilebilir ve boru hattı ağındaki su kayıpları azaltılabilir.
Pazar analizi raporu, akıllı su sayacı pazarının tamamının büyük bir potansiyele sahip olduğuna işaret etti.Akıllı su sayaçlarının pazar büyüklüğü 2016'da 2,6 milyar ABD dolarından 2025'te 7,2 milyar ABD dolarına çıkacak.
Su sayaçlarının bilişimden daha akıllı hale gelme eğilimi Çin'de de görünmeye başladı ve bu eğilimin arkasında yeni teknolojiler ve yarı iletken ürünlere olan yeni talep yatıyor.
Altyapının akıllı dönüşümü ile ilgili olarak, su şirketleri bunları maliyet hususlarına göre uygulamak için iki yöntem benimsiyor.
İlk yöntem, geleneksel mekanik su sayacı üzerine bir bilgi iletişim modülü kurmak ve su sayacının gerçek zamanlı dinamik verilerinin sistem yönetim merkezine yüklenebilmesi için otomatik sayaç okuma veya su şebekesinin çalışma durumunun gerçek zamanlı izlenmesinin iletişim işlevini artırmaktır.
İkinci yöntem, basit bakım ve rahat iletişim sayesinde ultrasonik su sayaçlarının ilk tercihi olduğu yepyeni bir tam elektronik su sayacı kullanmaktır. Özellikle ultrasonik su sayaçları, çeşitli su kalitesini veya su bileşenlerini de algılayabilir.Su şirketlerine su bileşenlerini analiz etmek için daha etkili bir yol sağlayabilir, böylece su sayaçlarını bilgi çağından akıllı çağa itebilir. .
Ultrasonik teknoloji kullanarak akış ölçümü
Ultrasonik teknoloji sivil, tıbbi ve askeri uygulamalarda yüzlerce yıldır kullanılmaktadır ve en son ultrasonik uygulamalar endüstriyel ve otomotiv pazarlarında otomasyona dönüştürülmüştür. Ultrasonik teknolojinin temassız yapısı, onu su, tıbbi, ilaç, askeri ve fabrikalarda sıvı akış ölçümü için mükemmel bir seçim haline getirir ve çalışma ortamı, insanların anladığının çok ötesindedir.
Ultrasonik teknolojiye dayalı sıvı akış ölçerler, basit yardımcı sayaçlar (gaz sayaçları, su sayaçları, ısı sayaçları) veya tehlikeli sıvılar veya gazlar için karıştırıcılar (petrol, madencilik, atık su arıtma, vb.) Dahil olmak üzere konut ve endüstriyel ortamlarda kullanılabilir. Boya, kimyasallar);
Geleneksel mekanik akış ölçerlerle karşılaştırıldığında, ultrasonik algılama teknolojisi çok doğrudur ( < ±% 1), uzun ömürlüdür ( > 10 yıl), farklı bileşimlerdeki sıvıları veya gazları kolayca tespit edebilir ve ortam ve boru hattı korozyon kirliliğinin etkisini ayarlayabilirsiniz. Ultrasonik ölçüm cihazlarının hareketli parçaları yoktur, bu nedenle yeniden kalibre etmeye gerek yoktur.
Diao Yong'a göre, akış ölçümü için kullanılan ultrasonik frekans aralığı 100 kHz ila 4 MHz'dir. İlgili frekansın ultrasonik dalgalarını oluşturmak üzere ultrasonik sensörü uyarmak için belirli bir elektrik darbesi sinyali frekansı kullanın ve farklı zamanlarda iki zıt yönden ses dalgaları yaymak ve ses dalgası iletim süresini ölçmek için aynı ses dalgası iletim yolunu kullanın (yukarı bağlantı iletim süresi ve aşağı bağlantı iletim süresi olarak kaydedilir) , Uçuş süresi). Yukarı bağlantı ve aşağı bağlantı iletim süresi arasındaki mutlak zaman farkının hesaplanmasıyla gerçek akış hesaplanır.
Akış tüpünün içine veya dışına monte edilmiş bir veya daha fazla ultrasonik sensör çifti TOF'u ölçmek için kullanılabilir. Ultrasonik sensör seçimi ölçülecek sıvının ortam türüne bağlıdır. Genel olarak, ölçülecek sıvı bir sıvı olduğunda, frekansı 1 MHz'den büyük veya ona eşit olan bir ultrasonik sensör kullanılır ve ölçülecek sıvı bir gaz olduğunda, frekansı 500 kHz veya daha düşük olan bir ultrasonik sensör kullanılır.
Ultrasonik ölçüm prensibi ve ortak ultrasonik sensör yerleşim topolojisi
Diao Yong, ultrasonik su ölçüm yönteminin bariz avantajları olduğunu söyledi.İlk avantaj, ±% 1 hassasiyete ulaşabilen yüksek doğruluktur. Özellikle küçük akış durumunda, geleneksel mekanik saatin ölçüm yolu olmayabilir, ancak ultrasonik ölçüm yöntemi yine de çalışabilir.
İkinci avantajı ise, geleneksel mekanik saatlere göre ultrasonik tam elektronik bir su sayacı olmasıdır.Mekanik pervane ve mekanik aşınma olmadığı için çok uzun ömürlüdür. Uzun hizmet ömrü su şirketleri için bir avantajdır Göreceli olarak bakıldığında, bakım maliyetleri ve işçilik maliyetleri daha da azalacaktır. Ultrasonik su sayaçları, yalnızca maliyet açısından geleneksel mekanik su sayaçlarından daha pahalı olduğu için, ancak bakımı ve uzun ömürlülüğü göz önüne alındığında, su şirketleri için genel işletme ve bakım maliyetleri azalacak ve bu da mevcut için caziptir. Bazı su şirketleri ultrasonik ölçümde çok önemli faktörlere geçmek istemektedir.
Akıllı su sayacının tam entegre ultrasonik algılama MCU'su
Texas Instruments, akıllı su sayacı teknolojisinin gelişim yönüne ve pazar talebine yanıt olarak, yeni bir ultrasonik ölçüm çipi MSP430FR6047 çözümü ve geleneksel su sayaçlarına uygulanabilen bir kablosuz iletişim çözümü sundu.
Diao Yong'a göre, bir yandan şirket, su ölçümünün doğruluğunu endüstrideki en üst seviyeye çıkarabilen MSP430'a dayalı bir ultrasonik teknoloji çözümü başlattı. Öte yandan, mevcut su sayacı altyapısı için, otomatik sayaç okuma veya su şebekesi çalışma koşullarının gerçek zamanlı izlenmesinin iletişim işlevini artırmak için kullanılan yeni referans tasarımlar da bulunmaktadır.
Bu ultrasonik ölçüm çipi, yeni ultrasonik ölçüm teknolojisini gerçekleştirmek için benzersiz bir yüksek hızlı ADC kullanır ve doğruluğu ve doğruluğu büyük ölçüde geliştirmiştir. Güç tüketimi açısından, düşük güç tüketiminde MSP430'un DNA'sını miras alır.Saniyede bir ölçüm yapıldığında 3A güç tüketimi sağlayabilir.Ayrıca saatte bir litre çok düşük akış algılaması da sağlayabilir. Temelde su damlıyor ve damlıyor, damlama durumunda ölçülebilir ve doğruluk çok iyi olabilir.
Müşterilerin bu ürünü kullanmasını çok kolaylaştırmak için, Texas Instruments ayrıca müşterilerin gelişmesine yardımcı olacak ilgili yazılım ve donanım araçları da sağlar. Bu "ultrasonik tasarım merkezinde", müşterilerin yapılandırması ve hata ayıklaması için ihtiyaç duyduğu tüm işlevler buraya entegre edilmiştir. Bu tasarım merkezi, IDC dalga biçimini benimsemeyi uygulayabilir ve ultrasonik dalga biçimini yakalayabilir.
Texas Instruments ayrıca temel bir ultrasonik ölçüm yazılımı kütüphanesi de hazırlamıştır.Bu kütüphanenin müşteriler için sıfırdan geliştirilmesine gerek yoktur, ultrasonik frekansını ve ihtiyaç duyduğu çeşitli tipleri karşılaştırmak için sadece "Ultrasonik Tasarım Merkezi" nde olması yeterlidir. Slayt projektörü yapılandırıldığında, ultrasonik tasarım merkezi müşterilerin otomatik olarak ölçüm kodları oluşturmasına yardımcı olabilir.
Diao Yong, bu talebi karşılamak için Texas Instruments'ın FR6047'ye dayalı bir geliştirme kurulu hazırladığını açıklamaya devam etti. Bu geliştirme kartı, müşterinin tercihine göre ultrasonik arabirimin dönüştürücüsüne doğrudan bağlanabilir Bağlantı bağlandıktan sonra, su sayacı tüp ucuna bağlandıktan sonra çalışabilir. Bu kartta, sıcaklık ölçümü veya kablosuz iletişim işlevlerinin eklenmesi dahil olmak üzere birçok yeni işlev genişletilebilir. Bu kart üzerinde, bu bölümde bir dönüştürücüdür, müşterilerin tek çipli bir mikrobilgisayarın ek bir dönüştürücüsünü satın almasına gerek yoktur, aslında MSP430FR6047 bu sensör aracılığıyla programlanabilir ve yeniden geliştirilebilir.
Geleneksel su sayacına kablosuz iletişim işlevi ekleyin
Bazı sayaç üreticilerinin mevcut su sayaçlarına iletişim fonksiyonları ekleme talebine yanıt olarak Texas Instruments, iki yeni referans tasarım çözümü geliştirdi.
Diao Yong'a göre, birincisi, algılama olarak endüktansı kullanan bir LC sensörü kullanmak. Bu akım manyetik olmayan su sayacı. Çipinde kablosuz ve MCU olacak ve SCE dediğimiz CC1350 kablosuz MCU kullanıyoruz. Sensör kontrol motoru, sensör kontrolü için bir modül olarak kullanılır. Bu çip, manyetik olmayan su sayaçlarının ölçümünü gerçekleştirmek için kullanılır. Ayrıca 2,4G ve Sub-1 GHz kablosuz iletişimi de destekler.Manyetik su sayacı olmadan ölçüm yaparken sadece 4A tüketir.
İkincisi, kablosuz M-Bus'u destekleyen bir çözümdür. Avrupa'da daha çok kullanılacak bir kablosuz sayaç okuma yöntemi olan Wireless M-Bus, birçok Avrupa ülkesinde benimsenmiştir ve ayrıca Avrupa'da M-Bus için özel olarak standartlar bulunmaktadır. Çin'deki birçok saat fabrikası da bazı ihracat pazarları yapmaktadır.M-Bus, Çin'de su sayaçları için daha az kullanılmasına rağmen, Çin'deki birçok saat fabrikası da M-Bus kablosuz iletişim teknolojisini düşünmektedir. Diğer bazı su bitkileri M-Bus gerektirir.
Kablosuz M-Bus referans çözümü Texas Instruments'ın CC1310 yongasında çalışır. Korteks MCU'lu bir Sub-1 GHz SOC'dir ve M-Bus protokol istasyonlarını destekleyebilir. CC1310, 868MHz frekans bandındaki tüm M-Bus modlarını destekleyebilir ve güç tüketimi de çok iyi olabilir.
