ОСОБЛИВОСТІ РОБОТИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ВИТРАТИ ЗІ СКЛАДНОЮ ТРАЄКТОРІЄЮ ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПРОМЕНЮ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.63(1).2022.260645Ключові слова:
газ, перетворювач витрати, відбиття променю, ультразвуковий витратомір, характеристика перетворенняАнотація
Для вимірювання витрат паливно-енергетичних ресурсів застосовуються різні методи, що зумовлюють широку номенклатуру вимірювальних приладів. Через забезпечення високої точності вимірювання, широкого діапазону вимірюваних витрат, відсутність додаткових втрат напору и простоту конструкції, широкого застосування у вимірювальній практиці набувають прилади, що базуються на ультразвукових методах вимірювання. Такі прилади легко інтегруються до автоматизованих систем збору і передачі інформації. Суттєвою проблемою при застосуванні одноканальних ультразвукових вимірювачів є асиметричність потоку вимірюваного середовища, що успішно вирішується застосуванням багатоканальних перетворювачів витрати.
До недоліків багатоканальних ультразвукових перетворювачів витрати слід віднести значне ускладнення конструкції гідравлічного каналу, необхідність у використанні більш складних математичних алгоритмів обробки отриманого вихідного сигналу, що вимагає застосування швидкодіючих електронних елементів, насамперед – мікропроцесорів.
Альтернативою багатоканальному вимірюванню постає застосування перетворювача з багаторазовим відбиттям одного вимірювального променю від стінки вимірювального тракту.
Метою роботи є побудова математичної моделі ультразвукового перетворювача витрати зі складною траєкторією вимірювального променю. Для дослідження обрано схему із зондуванням по трьох хордах (при цьому проекції хорд на переріз вимірювальної ділянки утворюють рівносторонній трикутник), що реалізує час-імпульсний метод вимірювання, тобто передбачає визначення витрати за різницею часу проходження вимірювального променю за потоком та проти нього. Отримано аналітичний вираз характеристики перетворення для випадку декількох відбиттів променю в різних площинах.
Авторами відтворено гідравлічну частину досліджуваного перетворювача витрати, із застосуваням імітаційного моделювання, реалізованого на підґрунті методу кінцевих елементів, здійснено моделювання роботи перетворювача у діапазоні вимірюваних витрат за умов ідеального сформованого профілю швидкості потоку газу у вхідному перерізі перетворювача, що підтвердило відсутність впливу елементів вимірювальної схеми (відбивачів променю) на профіль потоку та траєкторію вимірювального променю.
Посилання
M. P. Andrijishyn, S. O. Kanjevsjkyj, O. M. Karpash, Ja. S. Marchuk, I. S. Petryshyn, A. A. Rudnik, O. Je. Seredjuk, S. A. Chekhovsjkyj, Vymirjuvannja vytraty ta kiljkosti ghazu: dovidnyk. O. M. Karpash, Red. Ivano-Frankivsjk, Ukrajina: PP «Simyk», 2004. (In Ukrainian)
E. A. Shornikov, Raskhodomery i schetchiki gaza, uzly ucheta. Spravochnik. SPb: Politekhnika, 2003. (In Russian)
J. J. Bilynsjkyj, M. O. Stasjuk, M. V. Ghladyshevsjkyj, “Analiz metodiv i zasobiv kontrolju vytrat ridkykh i ghazopodibnykh seredovyshh ta jikhnja klasyfikacija”, Avtomatyka ta informacijno-vymirjuvaljna tekhnika. Naukovi praci VNTU, no. 1, pp. 1-11, 2015. (In Ukrainian)
ISO 12242:2012(E), Measurement of fluid flow in closed conduits. – Ultrasonic transit-time meters for liquid.
ISO 17089-1:2019 Measurement of fluid flow in closed conduits. – Ultrasonic meters for gas – Part 1: Meters for custody transfer and allocation measurement.
ISO 17089-2:2012. Measurement of fluid flow in closed conduits. – Ultrasonic meters for gas – Part 2: Meters for industrial applications.
A. Pysarets and Y. Pysarets, “Automated systems for readings transmission from energy carrier measuring instruments. Part 1”, Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., is. 59(1), pp. 95–101, 2020. DOI: 10.20535/1970.59(1).2020.210037 (In Ukrainian)
A. Pysarets and Y. Pysarets, “Automated systems for readings transmission from energy carrier measuring instruments. Part 2”, Bull. Kyiv Polytech. Inst. Ser. Instrum. Mak., is. 60(2), pp. 58–65, 2020. DOI: 10.20535/1970.60(2).2020.221452 (In Ukrainian)
A. Sh. Kiyasbeili, A. M. Izmailov, V. M. Gurevich, Chastotno-vremennye ul'trazvukovye raskhodomery i schetchiki. Moskva: Mashinostroenie, 1984. (In Russian)
P. P. Kremlevskii, Raskhodomery i schetchiki kolichestva: spravochnik. Leningrad: Mashinostroenie, 1989. (In Russian)
S. N. Marushchenko, “Otsenka metrologicheskikh kharakteristik razlichnykh tipov ul'trazvukovykh raskhodomerov na osnove razrabotannoi klassifikatsii”, Otkrytye informatsionnye i komp'yuternye integrirovannye tekhnologii, no. 56, pp.107-115, 2012. (In Russian)
F. D. Matiko, V. I. Roman, “Vplyv prostorovogho roztashuvannja uljtrazvukovogho vytratomira na tochnistj vymirjuvannja vytraty spotvorenogho potoku”, Komp'juterno-integhrovani tekhnologhiji: osvita, nauka, vyrobnyctvo, Vyp. 28-29, pp. 77-82, 2017. (In Ukrainian)
I. A. Ghryshanova, I. V. Korobko, P. M. Poghrebnyj, “Vyznachennja topologhij vymirjuvaljnykh khord uljtrazvukovykh peretvorjuvachiv vytraty ridyny”, Metody ta prylady kontrolju jakosti, no. 1 (34), pp. 38-45, 2015. (In Ukrainian)
Pamela Moore, Gregor Brown, & Brian Stimpson, “Ultrasonic transit-time flowmeters modelled with theoretical velocity profiles: Methodology”, Measurement Science and Technology. 11, pp. 1802-1811, 2000. Doi: 10.1088/0957-0233/11/12/321.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
