नई पैमाइश तकनीक हर ड्रॉप काउंट बनाती है

आंकड़े खतरनाक हैं: अकेले संयुक्त राज्य अमेरिका में, घरेलू रिसाव से हर साल लगभग 900 बिलियन गैलन पानी बर्बाद होता है। उस संख्या को परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, सालाना लगभग 11 मिलियन घरों को आपूर्ति करने के लिए पर्याप्त पानी है। और अन्य देश - यूरोप से एशिया तक - समान चुनौतियों का सामना करते हैं। इस समस्या को हल करने के लिए पानी की कमी की आशंका है।

लेकिन मदद यहाँ है। अल्ट्रासोनिक प्रौद्योगिकी स्मार्ट इमारतों और स्मार्ट शहरों में स्थापित पानी के मीटर का पता लगाने और हर कुछ सेकंड में एक बूंद के रूप में लीक को स्थानीय बनाने की क्षमता देता है। ऑस्टिन से लेकर एंटवर्प तक के शहर हाई-टेक स्मार्ट वॉटर मीटर लगा रहे हैं जो ग्राहकों को जानकारी देते हैं कि उन्हें लीक की खोज करने और पानी को संरक्षित करने की आवश्यकता होती है, जबकि उपयोगिताओं की मदद से उम्र बढ़ने के पाइप और टूटे हुए जल स्तर में बुनियादी ढांचे के रिसाव की पहचान होती है।

डलास वॉटर यूटिलिटीज के शहर के जल संरक्षण प्रबंधक होली होल्ट-टोरेस कहते हैं, "आज हमारे पास जो पानी है, वह एकमात्र पानी है जो हमारे पास कभी भी होगा।" “हमें इसे संरक्षित करना होगा। प्रौद्योगिकी हमें उच्च स्तर पर ऐसा करने की अनुमति देगी। ”

लेकिन इस अल्ट्रासोनिक तकनीक में ऐसे अनुप्रयोग हैं जो पानी के मीटर से आगे बढ़ते हैं। उसी तकनीक का उपयोग मीटरों में किया जा सकता है जो प्राकृतिक गैस प्रवाह को मापते हैं और यहां तक ​​कि पाइप के माध्यम से बहने वाले गैस के मिश्रण का भी पता लगाते हैं। यहां तक ​​कि यह चिकित्सा पेशेवरों को सर्जिकल उपकरणों में ऑक्सीजन वितरण को विनियमित करने में भी मदद कर सकता है।

परिस्थितियों को स्वीकार कर लेना

अल्ट्रासोनिक तरंगें, निश्चित रूप से, नई नहीं हैं। उदाहरण के लिए, चमगादड़ बाधाओं से बचने और रात में कीड़े को पकड़ने के लिए अल्ट्रासोनिक का उपयोग करते हैं। और अधिक उच्च-तकनीकी अनुप्रयोगों में, इसका उपयोग भौतिक विवेकाधिकार, ऑटोमोबाइल में टकराव से बचाव, और औद्योगिक और चिकित्सा इमेजिंग में किया जाता है।

अब इसका उपयोग पानी के मीटर और अन्य प्रवाह मीटर में किया जा रहा है। मीटर पारंपरिक रूप से एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल प्रणाली पर निर्भर होते हैं, जिसमें एक स्पिंडल या गियर होता है जो दालों को उत्पन्न करने के लिए एक चुंबकीय तत्व का उपयोग करता है। लेकिन - जैसा कि थर्मोस्टैट्स, मोटर्स और बहुत सारे अन्य रोजमर्रा के उपकरणों के साथ होता है - फ्लो मीटर में इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में तेजी से संक्रमण कर रहे हैं।

इन प्रणालियों में, एक अल्ट्रासोनिक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर की जोड़ी द्रव में ध्वनिक तरंगों के वेग को मापती है। ध्वनिक लहर प्रसार का वेग पाइप के माध्यम से बहने वाले तरल पदार्थ की चिपचिपाहट, प्रवाह दर और दिशा का एक कार्य है। अल्ट्रासोनिक तरंगें मीडिया की कठोरता के आधार पर अलग-अलग गति से यात्रा करती हैं।

माप की सटीकता ट्रांसड्यूसर की गुणवत्ता, सटीक एनालॉग सर्किटरी और सिग्नल प्रोसेसिंग एल्गोरिदम पर निर्भर करती है। ध्वनिक या अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर पीजो सामग्री हैं जो सैकड़ों किलोहॉट्ज़ की अपेक्षाकृत उच्च आवृत्ति पर विद्युत कंपन को यांत्रिक संकेतों में परिवर्तित करते हैं। आमतौर पर, 1-2 मेगाहर्ट्ज की सीमा में अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर्स की एक जोड़ी को अच्छी तरह से मेल खाना चाहिए और प्रवाह को सही ढंग से मापने के लिए कैलिब्रेट किया जाना चाहिए। वे फ्लो मीटर की लागत का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बनाते हैं। 15-20 वर्ष की बैटरी जीवन सुनिश्चित करने के लिए सेंसर सिस्टम को बहुत कम शक्ति पर काम करना चाहिए।

हमारी कंपनी की उन्नत प्रवाह मीटरिंग चिप, MSP430FR6043, में एक अद्वितीय एनालॉग फ्रंट एंड एंड एल्गोरिदम शामिल है, जो समग्र लागत और बिजली की खपत को कम करते हुए सटीकता में सुधार करता है। हमारे प्रवाह की पैमाइश आर्किटेक्चर अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर की एक महंगी जोड़ी की आवश्यकता को कम करने के लिए उच्च-प्रदर्शन एनालॉग डिजाइन, उन्नत एल्गोरिदम और एम्बेडेड प्रसंस्करण का लाभ उठाते हैं। एनालॉग फ्रंट एंड और सिग्नल प्रोसेसिंग एल्गोरिदम ट्रांसड्यूसर बेमेल के लिए क्षतिपूर्ति करते हैं।

हर बूंद की गिनती करना

एक विशिष्ट अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर एक अल्ट्रासोनिक तरंग को प्रसारित करता है और प्रवाह की दर का अनुमान लगाने के लिए रिसीवर में अंतर देरी को मापता है। विलंब माप आमतौर पर एक टाइम-टू-डिजिटल-कनवर्टर सर्किट द्वारा नियंत्रित किया जाता है जो प्राप्त तरंग के शून्य क्रॉसिंग पर नज़र रखता है। विशिष्ट दृष्टिकोण के साथ चुनौती यह है कि यह उच्च सटीकता के साथ प्रवाह के स्तर का पता लगाने के लिए पर्याप्त संवेदनशील नहीं है।

हमारा आर्किटेक्चर सिग्नल-से-शोर की गुणवत्ता में सुधार और अंशांकन अशुद्धियों को दूर करने के लिए एक उच्च-प्रदर्शन एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर की विशेषता वाले स्मार्ट एनालॉग फ्रंट एंड को प्रदर्शित करता है। इस दृष्टिकोण के कई लाभ हैं:

• यह हस्तक्षेप को कम करके और सिग्नल-टू-शोर अनुपात में सुधार करके उच्च सटीकता प्राप्त कर सकता है।
• वास्तुकला एक आग की नली से एक छोटे रिसाव तक प्रवाह की एक विस्तृत गतिशील सीमा को माप सकता है।
• कम वोल्टेज ड्राइवर का उपयोग करके, यह बिजली और लागत पर काफी बचत करता है। प्रति सेकंड एक माप के लिए औसत वर्तमान 3 माइक्रोएम्प से कम है। यह 15 से अधिक वर्षों के बैटरी जीवन का अनुवाद करता है।
• यह अशांति, बुलबुले और अन्य प्रवाह विसंगतियों का पता लगा सकता है, जो प्रवाह विश्लेषण और पाइपलाइनों की सेवा के लिए महत्वपूर्ण है।
• प्रौद्योगिकी प्रवाह की दो दिशाओं में आयाम विविधताओं के लिए मजबूत है, जो उच्च प्रवाह दर पर पानी और गैस में हो सकती है।

उच्च प्रदर्शन प्रवाह मीटर के लिए कई अन्य TI प्रौद्योगिकियां महत्वपूर्ण हैं। एकीकृत अल्ट्रासोनिक एनालॉग फ्रंट एंड के साथ एक कम-पावर माइक्रोकंट्रोलर, एक उच्च-प्रदर्शन घड़ी का संदर्भ, एक कम-विद्यमान वर्तमान पावर प्रबंधन और ट्रांसमिट ड्राइवर के अति-सटीक प्रतिबाधा मिलान और एम्पलीफायर पथ इन प्रवाह मीटरों में अतिरिक्त विभेदक प्रौद्योगिकियों के उदाहरण हैं।

साथ में, ये प्रौद्योगिकियां हमारे सबसे कीमती संसाधनों में से एक को संरक्षित करने में मदद कर सकती हैं।