Контроль и анализ процессов очень важен для химической и пищевой промышленности. Особое значение здесь имеет точное измерение плотности жидкостей. В зависимости от концентрации изменяется плотность жидкости и в результате и скорость звука. Отсюда уже совсем недалеко до измерения времени.
Скорость звука в воде составляет 1483 м/с (при 20° C). Многие растворы показывают изменение скорости звука в зависимости от концентрации в пределе между 1200 м/с и 1800 м/с. При расстоянии в 2 см между ультразвуковым передатчиком и приёмником это ведёт к задержке по времени между 10 мкс и 20 мкс. При малом расстоянии между трансдукторами и верхней границей скорости звука в 10 000 м/с эти задержки по времени будут составлять всего несколько микросекунд. Типовая точность разрешения существующих приборов составляет на сегодняшний день 0,1 м/с - это соответствует разрешению по времени в 500 пс - не проблема для ВЦП!
Преимущества ВЦП при этих измерениях
- Малый размер: отдельные микросхемы в компактном корпусе (QFN32 для TDC-GP2).
- Очень высокое разрешение: при усреднении - а ВЦП отлично приспособлен для этого- стандартное отклонение может быть существенно снижено на многие пикосекунды.
- Индустриальный оперативный диапазон: от -40° C до 120° C
- Использование аккумулятора: для портативных приборов очень важно низкое потребление тока. ВЦП предлагает и здесь наилучшее решение. При работе в измерительном диапазоне 2, на одно измерение в секунду включая калибрацию потребление тока составит всего 3 мкA для 5 В напряжения питания (Замечательно то, что практически весь расход тока приходится на калибрационную частоту. Если соответствующим образом подогнать здесь активное время, потребление тока будет находиться в диапазоне нA!)
- Измерение температуры: Скорость звука зависит от температуры. Поэтому необходимо постоянное наблюдение за температурой. Поскольку измерение температуры можно легко свести на измерение времени, все необходимые функции интегрированы в ВЦП. Модуль температуры позволяет разрешение до 0,002 °C.