Ultrasonic Tomography System In Liquid – Gas Flow Monitoring

Abstract

Suatu kajian proses tomografi ultrasonik telah dijalankan untuk mengenal pasti dan mengukur pengaliran dua fasa iaitu campuran fasa cecair dan gas. Sistem ini telah dibina menggunakan lapan unit penderia ultrasonik mempunyai dua fungsi (pemancar atau penerima isyarat) pada suatu masa. Berbanding dengan penggunaan penderia ultrasonik yang lazim digunakan, penderia ultrasonik dwi – fungsi ini mampu menberi pengukuran dan imej tomogram yang sama kualitinya malah ia mempunyai lebih banyak kelebihan dan lebih tepat. Disebabkan beberapa kebatasan penggunaan penderia ultrasonik yang berfungsi secara individu, kajian ini dijalankan supaya tidak mengganggu proses pengaliran aliran dalaman paip dan sebagai satu pendekatan alternitif menggunakan penderia ultrasonik dwi – fungsi tersebut. Dengan lapan unit penderia ini, litar – litar pengukuran, sistem perolehan data dan algoritma pembentukan imej yang bersesuaian telah direalisasikan. Keputusan yang diperolehi hasil dari kajian ini menunjukkan tomografi ultrasonik menggunakan penderia dwi – fungsi berjaya memaparkan ciri – ciri dalamaan bagi pengaliran dua fasa ini iaitu cecair dan gas. Sistem sebegini sangat berguna dalam bidang campuran bahan cecair kimia atau penghantaran cecair di kawasan luar pantai. Kata kunci: Ultrasonik; tomografi; sistem pengaliran; cecair dan gas; penderia ultrasonik This research was carried out to measure two phase liquid – gas flow regime by using a dual functionality ultrasonic transducer. Comparing to the common separated transmitter – receiver ultrasonic pairs transducer, using dual functionality ultrasonic transceiver is capable to produce same measurement results hence further improvised and contributes to the hardware design improvement and system accuracy. Due to the disadvantages and the limitations of the separated ultrasonic transmitter – receiver pair, therefore this thesis presents a non–invasive of ultrasonic tomography system using ultrasonic transceiver as an alternative approach. By using 8 units of ultrasonic transceivers, the electronic measurement circuits, the data acquisition system and suitable image reconstruction algorithms, the measurement of a liquid/gas flow was realized. The system is capable of visualizing the internal characteristics of liquid and gas flow and provides the concentration profile for the corresponding liquid and gas flow. This system is useful in monitoring of liquid/gas flow in flow regime, chemical mixture transportation or fluid transportation at sub sea oil fields. Key words: Ultrasonic; tomography; flow system; liquid gas; transceiver