ម៉ែត្រកំដៅអ៊ុលត្រាសោនដែលភ្ជាប់ជាមួយសម្រេចបាននូវការវាស់វែងកំដៅដែលបានផ្ទេរយ៉ាងច្បាស់លាស់នៅក្នុងបំពង់បង្ហូរសារធាតុរាវតាមរយៈការរួមបញ្ចូលគ្នានៃការវាស់វែងលំហូរអ៊ុលត្រាសោន និងការត្រួតពិនិត្យភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាព។ ប្រតិបត្តិការរបស់ពួកវាគឺផ្អែកលើគោលការណ៍សូរស័ព្ទ និងទែរម៉ូឌីណាមិក ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងដំណើរការស្នូលចំនួនបី៖ ការវាស់វែងលំហូរ ការរកឃើញភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាព និងការគណនា និងការប្រមូលផ្តុំកំដៅ។ ខាងក្រោមនេះជាការវិភាគលម្អិតនៃយន្តការធ្វើការរបស់ពួកវា៖
I. សមាសធាតុស្នូល និងតួនាទីរបស់វា
ម៉ែត្រកំដៅអ៊ុលត្រាសោនដែលមានក្ដាប់ភ្ជាប់ មានសមាសធាតុសំខាន់ៗចំនួនបីដែលធ្វើការរួមគ្នា ដែលសមាសធាតុនីមួយៗមានមុខងារខុសៗគ្នា៖
- ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាលំហូរអ៊ុលត្រាសោនដែលតោងជាប់៖ ទទួលខុសត្រូវក្នុងការវាស់អត្រាលំហូរភ្លាមៗនៃសារធាតុរាវនៅក្នុងបំពង់បង្ហូរ។ ពួកវាត្រូវបានម៉ោននៅខាងក្រៅនៅលើជញ្ជាំងខាងក្រៅនៃបំពង់ផ្គត់ផ្គង់ (ឬបំពង់ត្រឡប់មកវិញ) ដោយមិនប៉ះនឹងសារធាតុរាវ។
- ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសីតុណ្ហភាព៖ ជាធម្មតា ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាធន់ទ្រាំផ្លាទីនដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់មួយគូ (ឧទាហរណ៍ PT1000 ជាមួយនឹងភាពត្រឹមត្រូវ ±0.1℃) ដែលត្រូវបានដំឡើងនៅលើបំពង់ផ្គត់ផ្គង់ និងបំពង់ត្រឡប់មកវិញ ដើម្បីត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពទឹកផ្គត់ផ្គង់ (T1) និងសីតុណ្ហភាពទឹកត្រឡប់មកវិញ (T2) ក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង។
- ម៉ាស៊ីន (ម៉ាស៊ីនគិតលេខ): ទទួលសញ្ញាលំហូរ និងសីតុណ្ហភាព គណនាកំដៅដោយប្រើក្បួនដោះស្រាយដែលភ្ជាប់មកជាមួយ និងដោះស្រាយការបង្ហាញទិន្នន័យ ការផ្ទុក ឬការបញ្ជូន។
II. ជំហានការងារលម្អិត
១. ការវាស់វែងលំហូរ៖ ការចាប់យកល្បឿនលំហូរតាមរយៈវិធីសាស្ត្រភាពខុសគ្នានៃពេលវេលាអ៊ុលត្រាសោន
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាលំហូរអ៊ុលត្រាសោនដែលគៀបភ្ជាប់គឺជាស្នូលនៃការវាស់ស្ទង់លំហូរ ដែលដំណើរការលើគោលការណ៍ដូចគ្នានឹងឧបករណ៍វាស់លំហូរអ៊ុលត្រាសោនដែលគៀបភ្ជាប់៖
- ការដំឡើងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា៖ ឧបករណ៍បញ្ជូនអ៊ុលត្រាសោនពីរ (ឧបករណ៍បញ្ជូន និងឧបករណ៍ទទួល) ត្រូវបានជួសជុលស៊ីមេទ្រីទៅនឹងជញ្ជាំងបំពង់ខាងក្រៅដោយប្រើដង្កៀប ដែលបង្កើតផ្លូវសាយភាយសូរស័ព្ទពីរ—មួយតាមបណ្តោយទិសដៅលំហូរសារធាតុរាវ (ចុះក្រោម) និងមួយទៀតទល់នឹងវា (ខាងលើ)។
- ការបញ្ជូន និងទទួលសញ្ញា៖ ឧបករណ៍បញ្ជូនបញ្ចេញសញ្ញាអ៊ុលត្រាសោនឆ្លាស់គ្នាក្នុងទិសដៅខាងក្រោម និងខាងលើ។ នៅពេលដែលរលកសំឡេងសាយភាយឆ្លងកាត់សារធាតុរាវ ពេលវេលាធ្វើដំណើររបស់វាត្រូវបានប៉ះពាល់ដោយល្បឿននៃសារធាតុរាវ៖ សញ្ញាខាងក្រោមត្រូវបាន "ដឹក" ដោយលំហូរ ដែលបណ្តាលឱ្យមានពេលវេលាធ្វើដំណើរខ្លីជាង។ សញ្ញាខាងលើត្រូវបាន "ទប់ទល់" ដែលនាំឱ្យមានពេលវេលាធ្វើដំណើរយូរជាង។
- ការគណនាល្បឿន និងលំហូរ៖ ម៉ាស៊ីនវាស់ភាពខុសគ្នានៃពេលវេលា (Δt) ហើយគណនាល្បឿនលំហូរភ្លាមៗ (v) ដោយប្រើប៉ារ៉ាម៉ែត្រដូចជាអង្កត់ផ្ចិតបំពង់ និងសម្ភារៈ។ បន្ទាប់មកល្បឿននេះត្រូវបានបំប្លែងទៅជាអត្រាលំហូរបរិមាណភ្លាមៗ (qv) ហើយចុងក្រោយ ទៅជាអត្រាលំហូរម៉ាស់ (qm) ដោយប្រើដង់ស៊ីតេសារធាតុរាវ។
២. ការវាស់វែងភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាព៖ ការចាប់យកភាពខុសគ្នានៃថាមពលរវាងទឹកផ្គត់ផ្គង់ និងទឹកត្រឡប់មកវិញ
ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសីតុណ្ហភាពត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងជញ្ជាំងខាងក្រៅនៃបំពង់ផ្គត់ផ្គង់ និងបំពង់ត្រឡប់មកវិញ (ឬបញ្ចូលដោយមិនរំខានដល់វាលលំហូរស្នូល) ដើម្បីប្រមូលសីតុណ្ហភាពទឹកក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែង៖
- សីតុណ្ហភាពទឹកផ្គត់ផ្គង់ (T1): តំណាងឱ្យសីតុណ្ហភាពដំបូងនៃសារធាតុរាវដែលចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្លាស់ប្តូរកំដៅ (ដែលផ្ទុកថាមពលខ្ពស់ជាង)។
- សីតុណ្ហភាពទឹកត្រឡប់មកវិញ (T2): តំណាងឱ្យសីតុណ្ហភាពនៃសារធាតុរាវដែលចេញពីប្រព័ន្ធបន្ទាប់ពីការផ្លាស់ប្ដូរកំដៅ (ជាមួយនឹងថាមពលថយចុះ ដូច្នេះសីតុណ្ហភាពទាប)។
- ការគណនាភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាព៖ ម៉ាស៊ីនគណនាភាពខុសគ្នាជាបន្តបន្ទាប់ (ΔT=T1−T2)។ ភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពធំជាងបង្ហាញពីកំដៅកាន់តែច្រើនដែលត្រូវបានផ្ទេរក្នុងមួយឯកតាពេលវេលា។
៣. ការគណនាកំដៅ៖ ការប្រមូលផ្តុំកំដៅសរុបដោយផ្អែកលើរូបមន្តទែរម៉ូឌីណាមិក
ដោយប្រើប្រាស់ទិន្នន័យលំហូរ និងភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាព ម៉ាស៊ីនគណនា និងប្រមូលផ្តុំកំដៅសរុបក្នុងពេលវេលាជាក់ស្តែងដោយប្រើរូបមន្តវាស់កំដៅស្នូល៖ Q=∫t1t2qm⋅cp⋅ΔTdt
កន្លែងណា៖
កន្លែងណា៖
- Q គឺជាកំដៅប្រមូលផ្តុំ (ឯកតា៖ kWh ឬ GJ);
- qm គឺជាអត្រាលំហូរម៉ាស់ភ្លាមៗ (គីឡូក្រាម/ម៉ោង);
- cp គឺជាសមត្ថភាពកំដៅជាក់លាក់នៃសារធាតុរាវនៅសម្ពាធថេរ (សម្រាប់ទឹក ជាធម្មតា);
- ΔT គឺជាភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពរវាងទឹកផ្គត់ផ្គង់ និងទឹកត្រឡប់មកវិញ (℃);
- សញ្ញាអាំងតេក្រាលតំណាងឱ្យការប្រមូលផ្តុំតាមពេលវេលា (t) ពោលគឺកំដៅសរុបដែលប្រើប្រាស់ចាប់ពីការចាប់ផ្តើមនៃការវាស់វែងរហូតដល់ពេលបច្ចុប្បន្ន។
និយាយឱ្យសាមញ្ញ កំដៅ = អត្រាលំហូរម៉ាស × សមត្ថភាពកំដៅជាក់លាក់ × ភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាព × ពេលវេលា។ ម៉ាស៊ីនមេតាមដានជាបន្តបន្ទាប់ និងប្រមូលផ្តុំតម្លៃនេះ ដើម្បីទទួលបានកំដៅសរុបដែលអ្នកប្រើប្រាស់ប្រើប្រាស់។
III. លទ្ធផលទិន្នន័យ និងកម្មវិធី
ម៉ាស៊ីនបង្ហាញទិន្នន័យជាក់ស្តែងដូចជាអត្រាលំហូរភ្លាមៗ កំដៅភ្លាមៗ កំដៅកកកុញ និងភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពនៅលើអេក្រង់របស់វា។ វាក៏បញ្ជូនទិន្នន័យទៅប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងតាមរយៈចំណុចប្រទាក់ដូចជា RS485 ឬ NB-IoT ដែលគាំទ្រកម្មវិធីដូចជាវិក្កយបត្រកំដៅ និងការគ្រប់គ្រងថាមពល។
សេចក្តីសង្ខេប
តក្កវិជ្ជាស្នូលនៃឧបករណ៍វាស់កំដៅអ៊ុលត្រាសោនដែលអាចគៀបបានអាចសង្ខេបបានថា៖ "វាស់លំហូរដោយប្រើអ៊ុលត្រាសោន រកឃើញភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពជាមួយឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងគណនាកំដៅដោយប្រើក្បួនដោះស្រាយ"។ ការរចនាមិនជ្រៀតជ្រែករបស់ពួកវាលុបបំបាត់ការខូចខាតបំពង់បង្ហូរ និងការជ្រៀតជ្រែកសារធាតុរាវ ខណៈពេលដែលការរួមបញ្ចូលគ្នានៃបច្ចេកវិទ្យាអ៊ុលត្រាសោន និងការត្រួតពិនិត្យសីតុណ្ហភាពធានានូវការវាស់ស្ទង់ត្រឹមត្រូវនៅទូទាំងជួរលំហូរដ៏ធំទូលាយ និងលក្ខខណ្ឌការងារស្មុគស្មាញ ដែលធ្វើឱ្យពួកវាត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងសេណារីយ៉ូវិក្កយបត្រកំដៅ និងការគ្រប់គ្រងថាមពល។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២២ ខែកក្កដា ឆ្នាំ ២០២៥