Reducción de ruido al cambiar de proveedores de energía en mediciones de fluidos con ultrasonido Doppler
Autores: Ricci, Stefano
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Reducción de ruido al cambiar de proveedores de energía en mediciones de fluidos con ultrasonido Doppler
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Ultrasonido
Técnicas de doppler
Ruido de conmutación
Modulación de espectro ensanchado
Artefactos
Interferencia electromagnética
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Las técnicas de ultrasonido Doppler son ampliamente empleadas para detectar la velocidad de fluidos en movimiento tanto en aplicaciones médicas como industriales. Los sistemas electrónicos de eco Doppler incluyen un frontend altamente sensible adecuado para procesar los ecos de ultrasonido de muy baja potencia recibidos por el transductor. Además, el ancho de banda de entrada del frontend típicamente varía entre 100 kHz y 10 MHz, que es el mismo rango de frecuencia en el que trabajan los reguladores de conmutación modernos. Por lo tanto, el frontend es particularmente propenso al ruido producido por los proveedores que alimentan la placa en sí misma. Los filtros de interferencia electromagnética (EMI) y la modulación de espectro ensanchado de la frecuencia del regulador de conmutación ayudan, pero los resultados a menudo no son óptimos y se observan artefactos inaceptables en el espectro Doppler. En este documento se propone una modulación de espectro ensanchado que concentra el ruido de conmutación en el rango de baja frecuencia del espectro Doppler (por ejemplo, 0-100 Hz). Este rango es eliminado por el filtro de desorden de paso alto normalmente utilizado en investigaciones de Doppler de velocidad, por lo que se eliminan el ruido de conmutación y los artefactos. El método se verifica a través de simulaciones matemáticas y se prueba en mediciones realizadas con un sistema de Doppler de investigación. Se presenta un ejemplo en el que los artefactos presentes durante la investigación de un flujo de 0.4 m/s en una tubería de 25.4 mm de diámetro son eliminados efectivamente por el método propuesto.
Descripción
Las técnicas de ultrasonido Doppler son ampliamente empleadas para detectar la velocidad de fluidos en movimiento tanto en aplicaciones médicas como industriales. Los sistemas electrónicos de eco Doppler incluyen un frontend altamente sensible adecuado para procesar los ecos de ultrasonido de muy baja potencia recibidos por el transductor. Además, el ancho de banda de entrada del frontend típicamente varía entre 100 kHz y 10 MHz, que es el mismo rango de frecuencia en el que trabajan los reguladores de conmutación modernos. Por lo tanto, el frontend es particularmente propenso al ruido producido por los proveedores que alimentan la placa en sí misma. Los filtros de interferencia electromagnética (EMI) y la modulación de espectro ensanchado de la frecuencia del regulador de conmutación ayudan, pero los resultados a menudo no son óptimos y se observan artefactos inaceptables en el espectro Doppler. En este documento se propone una modulación de espectro ensanchado que concentra el ruido de conmutación en el rango de baja frecuencia del espectro Doppler (por ejemplo, 0-100 Hz). Este rango es eliminado por el filtro de desorden de paso alto normalmente utilizado en investigaciones de Doppler de velocidad, por lo que se eliminan el ruido de conmutación y los artefactos. El método se verifica a través de simulaciones matemáticas y se prueba en mediciones realizadas con un sistema de Doppler de investigación. Se presenta un ejemplo en el que los artefactos presentes durante la investigación de un flujo de 0.4 m/s en una tubería de 25.4 mm de diámetro son eliminados efectivamente por el método propuesto.