Nakakaalarma ang mga istatistika: Sa Estados Unidos lamang, ang mga paglabas ng sambahayan ay nasasayang ng halos 900 bilyong mga galon ng tubig bawat taon. Upang mailagay ang bilang na iyon sa pananaw, iyon ang sapat na tubig upang makapagtustos ng halos 11 milyong mga bahay taun-taon. At iba pang mga bansa - mula Europa hanggang Asya - nahaharap sa mga katulad na hamon. Ang pagbubuo ng problemang ito ay inaasahang kakulangan sa tubig.
Ngunit ang tulong ay narito. Nagbibigay ang teknolohiyang ultrasonic ng mga metro ng tubig na naka-install sa mga matalinong gusali at matalinong lungsod na may kakayahang makita at lokalisahin ang mga paglabas na kasing liit ng isang patak bawat ilang segundo. Ang mga lungsod mula Austin hanggang Antwerp ay nag-i-install ng mga high-tech na matalinong metro ng tubig na nagbibigay sa mga customer ng impormasyong kailangan nila upang makahanap ng paglabas at makatipid ng tubig habang tinutulungan ang mga kagamitan na makilala ang mga paglabas ng imprastraktura sa pagtanda ng mga tubo at sirang mga mains ng tubig.
"Ang tubig na mayroon tayo ngayon ay ang tanging tubig na magkakaroon tayo," sabi ni Holly Holt-Torres, tagapamahala ng konserbasyon ng tubig para sa Lungsod ng Dallas Water Utilities. "Kailangan nating panatilihin ito. Papayagan tayo ng teknolohiya na gawin iyon sa isang mas mataas na antas. ”
Ngunit ang teknolohiyang ultrasonic na ito ay may mga application na umaabot sa mga metro ng tubig. Ang parehong teknolohiya ay maaaring magamit sa mga metro na sumusukat sa natural gas flow at kahit na makita ang pinaghalong gas na dumadaloy sa pamamagitan ng mga tubo. Maaari din itong makatulong sa mga medikal na propesyonal na kontrolin ang paghahatid ng oxygen sa kagamitan sa pag-opera.
Pupunta sa daloy
Ang mga ultrasonic alon, siyempre, ay hindi bago. Ang mga bat, halimbawa, ay gumagamit ng ultrasonic ranging upang maiwasan ang mga hadlang at mahuli ang mga insekto sa gabi. At sa higit pang mga application na high-tech, ginagamit ito sa materyal na pagkilala, pag-iwas sa banggaan sa mga sasakyan, at pang-industriya at medikal na imaging.
Ginagamit ito ngayon sa mga metro ng tubig at iba pang mga metro ng daloy. Tradisyonal na umaasa ang mga metro sa isang electromekanical system na may isang nagiging spindle o gear na gumagamit ng isang magnetikong elemento upang makabuo ng mga pulso. Ngunit - tulad ng kaso sa mga termostat, motor at maraming iba pang mga pang-araw-araw na aparato - ang mga electromekanikal na sistema sa mga daloy na metro ay mabilis na lumilipat sa mga elektronikong sistema.
Sa mga sistemang ito, sinusukat ng isang pares ng mga nakaka-engganyong mga ultrasonic transduser ang bilis ng mga acoustic na alon sa likido. Ang bilis ng paglaganap ng acoustic wave ay isang pagpapaandar ng lapot, rate ng daloy at direksyon ng likido na dumadaloy sa pamamagitan ng tubo. Ang mga alon ng ultrasonic ay naglalakbay sa iba't ibang mga bilis depende sa katigasan ng media na kanilang dinadaanan.
Ang kawastuhan ng pagsukat ay nakasalalay sa kalidad ng transducer, katumpakan na analog circuitry at pagproseso ng signal algorithm. Ang mga transduser ng acoustic o ultrasonic ay mga materyal na piezo na nagko-convert ng mga signal ng kuryente sa mga mechanical vibration sa medyo mataas na dalas ng daan-daang kilohertz. Karaniwan, ang isang pares ng mga ultrasonic transduser sa saklaw na 1-2 MHz ay dapat na maayos na naitugma at na-calibrate upang masukat nang wasto ang daloy. Bumubuo sila ng isang makabuluhang bahagi ng gastos ng flow meter. Ang sistema ng sensor ay dapat na gumana sa napakababang lakas upang matiyak ang 15-20 taong buhay ng baterya.
Ang advanced chip ng pagsukat ng daloy ng aming kumpanya, ang MSP430FR6043, ay may kasamang isang natatanging analog na front end at algorithm, na makabuluhang nagpapabuti sa kawastuhan habang binabawasan ang pangkalahatang pagkonsumo ng gastos at kuryente. Ang aming arkitektura ng daloy ng pagsukat ay gumagamit ng mataas na pagganap na disenyo ng analog, mga advanced na algorithm at naka-embed na pagproseso upang mapagaan ang pangangailangan para sa isang mamahaling pares ng mga ultrasonic transducer. Ang analog sa harap ng pagtatapos at pagproseso ng signal algorithm ay magbabayad para sa hindi pagtutugma ng transducer.
Ginagawa ang bilang ng bawat drop
Ang isang tipikal na metro ng daloy ng ultrasonic ay nagpapadala ng isang ultrasonikong alon at sinusukat ang pagkaantala ng pagkakaiba sa tatanggap upang tantyahin ang rate ng daloy. Ang mga pagsukat ng pagkaantala ay karaniwang pinangangasiwaan ng isang time-to-digital-converter circuit na sinusubaybayan ang zero na tawiran ng natanggap na form ng alon. Ang hamon sa tipikal na diskarte ay hindi ito sapat na sensitibo upang makita ang mga antas ng daloy na may mataas na kawastuhan.
Naghahatid ang aming arkitektura ng isang matalinong front front end na nagtatampok ng isang mahusay na pagganap na analog-to-digital converter upang mapabuti ang kalidad ng signal-to-ingay at mapagtagumpayan ang mga pagkakamali ng pagkakalibrate. Ang diskarte na ito ay may maraming mga benepisyo:
- Maaari itong makamit ang mas mataas na kawastuhan sa pamamagitan ng pagbawas ng pagkagambala at pagpapabuti ng signal-to-noise ratio.
- Maaaring sukatin ng arkitektura ang isang malawak na malawak na hanay ng daloy, mula sa isang hose ng sunog hanggang sa isang maliit na pagtulo.
- Sa pamamagitan ng paggamit ng isang mas mababang boltahe driver, makabuluhang makatipid sa lakas at gastos. Ang average na kasalukuyang para sa isang pagsukat bawat segundo ay mas mababa sa 3 microamp. Nagsasalin ito sa isang buhay ng baterya ng higit sa 15 taon.
- Maaari itong tuklasin ang kaguluhan, mga bula at iba pang mga anomalya sa daloy, na mahalaga para sa pagtatasa ng daloy at paglilingkod sa mga pipeline.
- Ang teknolohiya ay malakas sa mga pagkakaiba-iba ng amplitude sa dalawang direksyon ng daloy, na maaaring mangyari sa tubig at gas sa mas mataas na rate ng daloy.
Maraming iba pang mga teknolohiya ng TI ang kritikal para sa isang mataas na pagganap na daloy ng metro. Ang isang mababang-lakas na microcontroller na may pinagsamang ultrasonic analog front end, isang mataas na pagganap ng orasan, isang mababang-quiescent kasalukuyang pamamahala ng kuryente at ultra-tumpak na pagtutugma ng impedance ng transmisyon ng driver at makatanggap ng mga landas ng amplifier ay mga halimbawa ng karagdagang mga pagkakaiba-iba ng mga teknolohiya sa mga flow meter na ito.
Sama-sama, makakatulong ang mga teknolohiyang ito na makatipid sa isa sa aming pinakamahalagang mapagkukunan.