RU2008118191A

RU2008118191A - Способ контроля изменений уровней дебита твердых включений и капельной влаги в газовом потоке в трубопроводе, датчик акустический, эмиссионный резонансного типа для его реализации и способ калибровки этого датчика

Info

Publication number: RU2008118191A
Application number: RU2008118191/28A
Authority: RU
Inventors: Александр Валентинович Тябликов (RU); Александр Валентинович Тябликов; Николай Сергеевич Костин (RU); Николай Сергеевич Костин; Евгений Федорович Токарев (RU); Евгений Федорович Токарев; Владимир Николаевич Жогун (RU); Владимир Николаевич Жогун; Зайнутдин Абдулкадырович Магомедов (RU); Зайнутдин Абдулкадырович Магомедов
Original assignee: Закрытое акционерное общество фирма "СИГМА-ОПТИК ЛТД" (RU); Закрытое акционерное общество фирма "СИГМА-ОПТИК ЛТД"
Priority date: 2008-05-12
Filing date: 2008-05-12
Publication date: 2009-11-20
Also published as: RU2389002C2

Abstract

1. Способ контроля изменений уровней дебита твердых включений и капельной влаги в газовом потоке в трубопроводе, заключающийся в приеме и преобразовании акустических сигналов, пропорциональных уровням дебита твердых включений и капельной влаги в газовом потоке с помощью пьезодатчика, с последующей фильтрацией и детектированием выходных сигналов с пьезодатчика и дальнейшей их оцифровкой с помощью аналого-цифрового преобразователя, отличающийся тем, что для отдельных выборок сигнала по времени, полученных на одной или нескольких кратно-разнесенных рабочих частотах, из оцифрованных выборок сигнала строят распределения дискретизированных по времени точек этого сигнала по его величине с заданным шагом дискретизации, образующим шкалу уровней сигнала, затем определяют максимумы в построенных распределениях и от максимумов вверх по величине сигнала определяют крутизну спадов полученных распределений, и сравнивают ее с наперед заданными порогами крутизны спадов для различных компонент контролируемого потока, и по результатам сравнения диагностируют наличие твердых включений и капельной влаги в газовом потоке, при этом количественные значения уровней дебита твердых включений и капельной влаги в контролируемом потоке, а также влияние внешних воздействий на трубопровод определяют по положению максимумов построенных распределений на шкале уровней сигнала при использовании градуировочных зависимостей, предварительно полученных при метрологических испытаниях трубопроводов однотипной конфигурации в натурных условиях. ! 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пьезодатчика используют пьезодат

Claims

1. Способ контроля изменений уровней дебита твердых включений и капельной влаги в газовом потоке в трубопроводе, заключающийся в приеме и преобразовании акустических сигналов, пропорциональных уровням дебита твердых включений и капельной влаги в газовом потоке с помощью пьезодатчика, с последующей фильтрацией и детектированием выходных сигналов с пьезодатчика и дальнейшей их оцифровкой с помощью аналого-цифрового преобразователя, отличающийся тем, что для отдельных выборок сигнала по времени, полученных на одной или нескольких кратно-разнесенных рабочих частотах, из оцифрованных выборок сигнала строят распределения дискретизированных по времени точек этого сигнала по его величине с заданным шагом дискретизации, образующим шкалу уровней сигнала, затем определяют максимумы в построенных распределениях и от максимумов вверх по величине сигнала определяют крутизну спадов полученных распределений, и сравнивают ее с наперед заданными порогами крутизны спадов для различных компонент контролируемого потока, и по результатам сравнения диагностируют наличие твердых включений и капельной влаги в газовом потоке, при этом количественные значения уровней дебита твердых включений и капельной влаги в контролируемом потоке, а также влияние внешних воздействий на трубопровод определяют по положению максимумов построенных распределений на шкале уровней сигнала при использовании градуировочных зависимостей, предварительно полученных при метрологических испытаниях трубопроводов однотипной конфигурации в натурных условиях.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пьезодатчика используют пьезодатчик прижимного типа.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве пьезодатчика прижимного типа используют пьезодатчик эмиссионный резонансного типа.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в качестве пьезодатчика эмиссионного резонансного типа используют пьезодатчик с двумя или более резонансными полосами, разнесенным по частоте не менее чем на одну октаву.

5. Датчик акустический, эмиссионный резонансного типа, содержащий корпус, пьезоэлемент с электродами, приемник и крепежное устройство, при этом приемник контактирует с пьезоэлементом, отличающийся тем, что дополнительно содержит юстировочное устройство, установленное со свободной стороны пьезоэлемента, и пружину, установленную за котировочным устройством, а также акустический излучатель с электродами, а крепежное устройство выполнено в виде двух прижимных гаек, причем приемник выполнен раздельным с корпусом в виде цилиндра с плоской и выпуклой торцевыми поверхностями, а юстировочное устройство - в виде скользящей пары, включающей последовательно расположенные плосковыпуклую металлическую линзу и контактирующую с ней коническую втулку со сферической боковой поверхностью, при этом плоская поверхность металлической линзы контактирует с пьезоэлементом, а ее выпуклая поверхность, выполненная сферической, контактирует с конической поверхностью втулки, причем в плоско-выпуклой металлической линзе выполнена полость, в которой установлен акустический излучатель, при этом первая прижимная гайка установлена со стороны выпуклой торцевой поверхности цилиндрического приемника, а вторая - со стороны пружины.

6. Датчик по п.5, отличающийся тем, что дополнительно содержит две электроизолирующие прокладки, расположенные с двух сторон пьезоэлемента, причем приемник контактирует с пьезоэлементом через первую электроизолирующую прокладку, а плоская поверхность металлической линзы контактирует с пьезоэлементом через вторую электроизолирующую прокладку.

7. Датчик по п.5, отличающийся тем, что приемник выполнен акустически развязанным от корпуса выступом, распложенным на середине его цилиндрической поверхности, а первая прижимная гайка контактирует с наружной поверхностью выступа.

8. Датчик по п.5, отличающийся тем, что между плоской поверхностью цилиндрического приемника и пьезоэлементом установлена прокладка из золотой фольги.

9. Датчик по п.5, отличающийся тем, что между пружиной и второй прижимной гайкой установлена первая регулировочная прокладка.

10. Датчик по п.5, отличающийся тем, что между корпусом и второй прижимной гайкой установлена вторая регулировочная прокладка.

11. Датчик по п.5, отличающийся тем, что пьезоэлемент выполнен составным из нескольких пьезопластин.

12. Датчик по п.5, отличающийся тем, что дополнительно содержит электродную панель, установленную на торцевой поверхности второй прижимной гайки и закрепленную с помощью винтов.

13. Датчик по п.12, отличающийся тем, что дополнительно содержит акустический излучатель, установленный напротив пьезоэлемента, и четырехпроводный выводной кабель, соединяющий электроды пьезоэлемента и акустического излучателя с электродами на электродной панели.

14. Датчик по п.13, отличающийся тем, что в плоско-выпуклой металлической линзе выполнено осевое отверстие, в котором размещен акустический излучатель в виде пьезоэлемента, частота резонансов которого не менее чем в три раза превышает резонансные частоты приемного пьезоэлемента.

15. Датчик по п.13, отличающийся тем, что дополнительно содержит экранирующий колпак с выводным отверстием для кабеля, закрепленный на корпусе с помощью резьбового соединения.

16. Способ калибровки датчика акустического, эмиссионного резонансного типа, заключающийся в последовательном воздействии на калибруемый датчик гармоническими входными сигналами постоянной амплитуды, но различных частот, расположенных в пределах полосы пропускания калибруемого датчика, с помощью вспомогательного акустического излучателя и измерении величин выходных сигналов с датчика для каждого подаваемого входного сигнала с последующим определением передаточной функции калибруемого датчика, отличающийся тем, что на калибруемый датчик последовательно воздействуют гармоническими входными акустическими сигналами постоянной величины, но различных частот, следующих через десятую часть его полосы пропускания, при этом суммируют полученные в пределах полосы пропускания десять величин выходных сигналов, а полученную сумму сравнивают с интегральным значением выходных сигналов в пределах полосы пропускания, полученным ранее при градуировке датчика перед его эксплуатацией, и полученную в результате сравнения разность сравнивают с наперед заданным пороговым значением, при этом при значении полученной разности ниже порогового значения считают проведенную калибровку датчика состоявшейся, а при значении разности выше порогового значения проведенную калибровку считают несостоявшейся.