RU2380660C2 - Method of increasing accuracy of testing flow metre - Google Patents
Method of increasing accuracy of testing flow metre Download PDFInfo
- Publication number
- RU2380660C2 RU2380660C2 RU2007129984/28A RU2007129984A RU2380660C2 RU 2380660 C2 RU2380660 C2 RU 2380660C2 RU 2007129984/28 A RU2007129984/28 A RU 2007129984/28A RU 2007129984 A RU2007129984 A RU 2007129984A RU 2380660 C2 RU2380660 C2 RU 2380660C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- flowmeter
- flowmeters
- pipeline
- substance
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройству проверки расходомера и к способу проверки расходомера на месте в реальных условиях его эксплуатации.The invention relates to a device for checking a flow meter and to a method for checking a flow meter in place under actual operating conditions.
Устройство предназначено, главным образом, для использования при проверке массовых расходомеров, в частности массовых расходомеров, основанных на эффекте Кориолиса, но может быть использовано для проверки точности любого расходомера, способного измерять внутренние или внешние свойства жидкостей при его размещении в обслуживаемом месте протекания обычного потока жидкости. Такими измерительными устройствами являются, в том числе, денситометры, вискозиметры и объемные расходомеры, а также массовые расходомеры.The device is intended mainly for use in checking mass flowmeters, in particular Coriolis effect mass flowmeters, but can be used to verify the accuracy of any flowmeter that can measure the internal or external properties of liquids when it is placed in a serviced location of a normal liquid flow . Such measuring devices are, among others, densitometers, viscometers and volumetric flow meters, as well as mass flow meters.
Массовые расходомеры, принцип действия которых основан на эффекте Кориолиса, являются известными и были описаны в многочисленных патентах, например в патентах США №4444059, №4491025 и №4422338, России RU 2262670, во всех из которых описаны массовые расходомеры с использованием вибрационных труб, создающих поддающиеся измерению эффекты Кориолиса, относящиеся к массовому расходу. В патенте США №4491009 описан вибрационный трубный денситометр, выполненный на основе конструкции массового расходомера, основанного на эффекте Кориолиса. Способность массовых расходомеров на основе эффекта Кориолиса измерять плотность позволяет определять объемный расход просто путем деления значения плотности на величину массового расхода. Также хорошо известно, что расходомеры на основе эффекта Кориолиса могут функционировать в качестве вискозиметров.Mass flow meters, the principle of which is based on the Coriolis effect, are well-known and have been described in numerous patents, for example, in US patents Nos. 4444059, No. 4491025 and No. 4422338, Russia RU 2262670, all of which describe mass flowmeters using vibrating tubes that create measurable Coriolis effects related to mass flow. US Pat. No. 4,491,009 describes a vibrating tube densitometer based on a Coriolis-based mass flowmeter design. The ability of mass flow meters based on the Coriolis effect to measure density allows volume flow to be determined simply by dividing the density value by the mass flow rate. It is also well known that flow meters based on the Coriolis effect can function as viscometers.
В настоящее время массовые расходомеры Кориолиса часто используют для контроля транспортировки и взыскания налоговых пошлин по результатам измерений для многих жидкостей различных типов, в частности сжиженного нефтяного газа (LPG) и других углеводородов. Для этих областей применения обычно установлено, что измерительное устройство должно иметь погрешность 0,5% или даже 0,1%, и необходимо выполнять периодическую проверку расходомера для подтверждения того, что измерительное устройство обеспечивает получение результатов измерения расхода жидкости в пределах точности измерительного устройства, указанной в техническом описании, а в противном случае требуется повторная установка калибровочного коэффициента измерительного устройства. Калибровочный коэффициент представляет собой коэффициент, используемый в измерительном устройстве для преобразования электронных сигналов, генерация которых осуществлена измерительным устройством, в непосредственные результаты измерения массы, объема или иного требуемого параметра.Nowadays, Coriolis mass flow meters are often used to control the transportation and collection of tax duties according to the measurement results for many liquids of various types, in particular liquefied petroleum gas (LPG) and other hydrocarbons. For these applications, it is usually established that the measuring device should have an error of 0.5% or even 0.1%, and it is necessary to periodically check the flow meter to confirm that the measuring device provides the results of measuring fluid flow within the accuracy of the measuring device indicated in the technical description, otherwise it is necessary to reinstall the calibration coefficient of the measuring device. The calibration factor is the coefficient used in the measuring device to convert electronic signals generated by the measuring device into the direct results of measuring mass, volume or other required parameter.
Процесс проверки обычно влечет за собой выведение расходомера из эксплуатации для отправки его на испытательный стенд, на котором это измерительное устройство очищают, ремонтируют по мере необходимости и подвергают поверочным измерениям. Обычно при выполнении этих операций используют систему на основе гравиметрического дивертора, обеспечивающую протекание эталонной жидкости, внутренние или внешние свойства (например, температура, плотность, скорость и объем) которой являются точно известными, через поверяемое измерительное устройство. Поверяемое измерительное устройство выполняет измерения расхода жидкости, а результаты этих измерений подвергают перекрестной проверке с учетом известных свойств жидкости.The verification process usually entails the decommissioning of the flowmeter to send it to a test bench, on which this measuring device is cleaned, repaired as necessary, and subjected to calibration measurements. Typically, when performing these operations, a gravimetric divertor system is used that allows the flow of a reference fluid, the internal or external properties (e.g. temperature, density, speed and volume) of which are precisely known through a calibrated measuring device. The verifiable measuring device performs fluid flow measurements, and the results of these measurements are cross-checked against known fluid properties.
Однако использование систем на основе гравиметрического дивертора для поверки расходомеров представляет собой относительно трудоемкий и дорогостоящий способ, а сами системы занимают относительно большое пространство. Потери времени, пространства и денежных средств могут быть уменьшены за счет калибровки высокоточных измерительных устройств, то есть эталонных измерительных устройств, на соответствие гравиметрическим стандартам для последующего их использования при калибровке других поверяемых измерительных устройств. Для поверки эталонное измерительное устройство соединяют последовательно с поверяемым измерительным устройством и одновременно выполняют измерения расхода. Для получения или подтверждения калибровочного коэффициента расхода для испытываемого измерительного устройства результаты измерений, полученные посредством поверяемого измерительного устройства, используют при вычислениях совместно с данными измерений того же самого объема жидкости, полученными посредством эталонного измерительного устройства. В промышленности средств измерений обычно требуется, чтобы погрешность, получаемая на выходе эталонного измерительного устройства, была, по меньшей мере, в три раза меньшей, чем погрешность поверяемого измерительного устройства, указанная в техническом описании предприятия-изготовителя. Следовательно, для проверки и калибровки поверяемого измерительного устройства, имеющего согласно техническому описанию точность измерения расхода, равную 0,1%, необходимо эталонное измерительное устройство, имеющее точность, равную, по меньшей мере, 0,033%.However, the use of systems based on a gravimetric divertor for calibrating flow meters is a relatively time-consuming and expensive method, and the systems themselves occupy a relatively large space. The loss of time, space and money can be reduced by calibrating high-precision measuring devices, that is, reference measuring devices, for compliance with gravimetric standards for their subsequent use in calibrating other calibrated measuring devices. For verification, the reference measuring device is connected in series with the calibrated measuring device and at the same time perform flow measurements. To obtain or confirm a calibration flow coefficient for the test measuring device, the measurement results obtained by the calibrated measuring device are used in the calculations together with the measurement data of the same liquid volume obtained by the reference measuring device. In the industry of measuring instruments, it is usually required that the error obtained at the output of the reference measuring device is at least three times smaller than the error of the calibrated measuring device indicated in the technical description of the manufacturer. Therefore, for checking and calibrating a verifiable measuring device having, according to the technical description, a flow measurement accuracy of 0.1%, a reference measuring device having an accuracy of at least 0.033% is necessary.
Как упомянуто выше, большинство используемых в настоящее время способов проверки содержит операцию извлечения поверяемого расходомера из трубопровода, в котором он работает. Однако существуют явные преимущества в том, чтобы проверку расходомера можно было производить на месте, поскольку этот способ автоматически обеспечивает компенсацию влияния рабочих условий, способных оказывать воздействие на точность и воспроизводимость результатов при эксплуатации расходомера, например механической нагрузки на измерительное устройство, конфигурации трубопровода, изменений расхода, изменений давления жидкости и температуры окружающей среды, а также состава жидкости. В одном из известных способов проверки на месте используют устройство, известное как "компактное проверочное устройство", но оно представляет собой устройство измерения объема, и для подтверждения результатов измерения массового расхода оно требует наличия дополнительного устройства, измеряющего плотность жидкости. К тому же это устройство является относительно большим и дорогостоящим.As mentioned above, most of the verification methods currently in use comprise the operation of extracting a verifiable flow meter from the pipeline in which it operates. However, there are clear advantages that the flowmeter can be checked on site, since this method automatically compensates for the influence of operating conditions that can affect the accuracy and reproducibility of the results during operation of the flowmeter, for example, mechanical load on the measuring device, piping configuration, flow rate changes , changes in fluid pressure and ambient temperature, as well as fluid composition. One well-known on-site verification method uses a device known as a "compact verification device", but it is a volume measurement device, and it requires an additional device that measures the density of the liquid to confirm the mass flow measurement results. In addition, this device is relatively large and expensive.
Для проверки расходомера на месте в рабочих условиях предложено устройство, описанное в патенте RU 2262670.To verify the flow meter in place under operating conditions, the device described in the patent RU 2262670.
В соответствии с данным патентом созданы изобретения, предназначенные для проверки любых расходомеров на месте в рабочих условиях эксплуатации. Поверочное устройство содержит два идентичных эталонных массовых расходомера на основе эффекта Кориолиса, последовательно соединенных друг с другом трубопроводом, средство управления и снабженные клапанами подводящий и возвратный трубопроводы, обеспечивающие соединение устройства с трубопроводом для жидкости, в котором размещен проверяемый расходомер. Средство управления в виде центрального процессора осуществляет прием и обработку сигналов, поступающих одновременно из трех указанных расходомеров, и выполнено с возможностью использования одного из эталонных расходомеров в качестве контрольного измерительного устройства для другого эталонного расходомера.In accordance with this patent, inventions have been created that are designed to verify any flow meters in place under operating conditions. The verification device contains two identical reference mass flow meters based on the Coriolis effect, connected in series with each other by a pipeline, control means and supply and return pipelines with valves providing connection of the device with a liquid pipeline in which the tested flow meter is located. The control means in the form of a central processor receives and processes signals arriving simultaneously from the three indicated flowmeters, and is configured to use one of the reference flowmeters as a control measuring device for another reference flowmeter.
Данное изобретение является наиболее близким (прототипом), поэтому рассмотрим его более подробно. (Вся нумерация приведена в соответствии с Фиг.2.)This invention is the closest (prototype), so consider it in more detail. (All numbering is in accordance with Figure 2.)
Если поверяемый рабочий расходомер имеет такую конфигурацию, которая обеспечивает измерение массового расхода, то в результате измерения с использованием эталонного измерительного устройства определяют коэффициент измерения массового расхода для рабочего расходомера 40 с использованием следующего уравнения:If the calibrated working flowmeter has such a configuration that provides a measurement of mass flow rate, then as a result of the measurement using the reference measuring device, the coefficient of measurement of mass flow rate for the
MF=MF эталон М эталон/М расходомер,MF = MF reference M reference / M flow meter,
где М эталон = масса, измеренная эталонными измерительными устройствами 3 и 5; а М расходомер = масса, измеренная поверяемым рабочим расходомером 65.where M reference = mass measured by reference measuring devices 3 and 5; and M flowmeter = mass measured by the verified working flowmeter 65.
Массу, измеренную как эталонными измерительными устройствами 3 и 5, так и рабочим расходомером 65, определяют путем считывания импульсов, поступающих из передатчика измерительного устройства, и деления количества импульсов на коэффициент К измерительного устройства. Поскольку расходомеры на основе эффекта Кориолиса представляют собой устройства измерения расхода, обладающие очень высокой линейностью, то коэффициент измерительного устройства для эталонного измерительного устройства обычно не используют. Вместо этого калибровка эталонного измерительного устройства выполнена таким образом, чтобы обеспечить выходной сигнал с чрезвычайно высокой линейностью, обеспечивая как можно большую близость коэффициента измерительного устройства к величине, равной 1,0000, насколько это возможно.The mass, measured as a reference measuring devices 3 and 5, and a working flowmeter 65, is determined by reading the pulses coming from the transmitter of the measuring device, and dividing the number of pulses by the coefficient K of the measuring device. Since Coriolis effect flowmeters are very high linearity flow meters, the coefficient of a measuring device for a standard measuring device is usually not used. Instead, the calibration of the reference measuring device is performed in such a way as to provide an output signal with extremely high linearity, ensuring as close as possible the coefficient of the measuring device to a value of 1.0000 as much as possible.
Операцию проверки необходимо выполнять достаточно долго, во-первых, чтобы обеспечить накопление достаточно большого количества импульсов для минимизации погрешности при подсчете импульсов (обычно необходимо обеспечить накопление, как минимум, 10000 импульсов, поступающих из каждого измерительного устройства), а во-вторых, чтобы обеспечить воспроизводимость результатов, получаемых на выходе измерительных устройств. Продолжительность выполнения операции не должна быть меньшей, чем одна минута, но обычно достаточно, чтобы продолжительность выполнения операции составляла от одной до двух минут. В предпочтительном варианте необходимо выполнить, по меньшей мере, три отдельные операции проверки.The verification operation must be performed long enough, firstly, to ensure the accumulation of a sufficiently large number of pulses to minimize the error in the calculation of pulses (usually it is necessary to ensure the accumulation of at least 10,000 pulses coming from each measuring device), and secondly, to ensure reproducibility of the results obtained at the output of the measuring devices. The duration of the operation should not be less than one minute, but it is usually sufficient for the duration of the operation to be from one to two minutes. In a preferred embodiment, it is necessary to perform at least three separate verification operations.
При операции поверки проверяемого рабочего расходомера его показания сравнивают с показаниями контрольного измерительного устройства, в результате чего получают значение MF1=MFповеряемый/МFконтрольный, а показания эталонного измерительного устройства сравнивают с показаниями контрольного измерительного устройства, в результате чего получают значение MF2=MFэталонный/МFконтрольный. Затем может быть вычислено сравнительное отношение показаний поверяемого измерительного устройства с эталонным измерительным устройством, в результате чего получают значениеDuring the verification operation of the tested working flowmeter, its readings are compared with the readings of the control measuring device, as a result of which the value MF 1 = MF is verified / MF control, and the readings of the reference measuring device are compared with the readings of the control measuring device, resulting in the value MF 2 = MF reference / MF control . Then, a comparative relationship between the readings of the calibrated measuring device and the reference measuring device can be calculated, resulting in a value
MF3=MF1/MF2=МFповеряемый/МFконтрольный.MF 3 = MF 1 / MF 2 = MF verifiable / MF control.
В том случае, если произошло изменение коэффициента только одного из измерительных устройств, коэффициенты двух других измерительных устройств остаются неизменными (например, равными 1,0000). Следовательно, одно из значений MF-i, MF2 и MF3 также будет равным 1,0000.In the event that a change in the coefficient of only one of the measuring devices has occurred, the coefficients of the other two measuring devices remain unchanged (for example, equal to 1.0000). Therefore, one of the values of MF-i, MF 2 and MF 3 will also be equal to 1.0000.
Если MF1=1,0000, то оба значения МFповеряемый и МFконтрольный равны 1,0000, и произошло изменение коэффициента эталонного измерительного устройства. Если MF2=1,0000, то оба значения МFэталонный и МFконтрольный равны 1,0000, и произошло изменение коэффициента поверяемого измерительного устройства. Если MF3=1,0000, то оба значения МFповеряемый и МFэталонный равны 1,0000, и произошло изменение коэффициента контрольного измерительного устройства.If MF 1 = 1.0000, then both the values of MF verified and MF control are equal to 1.0000, and the coefficient of the reference measuring device has changed. If MF 2 = 1.0000, then both the MF-reference and MF-control values are 1.0000, and the coefficient of the calibrated measuring device has changed. If MF 3 = 1.0000, then both the MF-verified and MF-reference values are 1.0000, and the coefficient of the control measuring device has changed.
Эти результаты сведены в приведенную ниже таблицу 1, в которой MFA - коэффициент измерительного устройства для поверяемого рабочего расходомера, MFB - коэффициент измерительного устройства для контрольного измерительного устройства и MFC - коэффициент измерительного устройства для эталонного измерительного устройства.These results are summarized in Table 1 below, in which MF A is the coefficient of the measuring device for the calibrated working flowmeter, MF B is the coefficient of the measuring device for the control measuring device, and MF C is the coefficient of the measuring device for the reference measuring device.
Рассмотренное устройство и способ проверки расходомера имеет ряд существенных недостатков.The considered device and method for checking the flow meter has a number of significant disadvantages.
Важно отметить, что проверка расходомера осуществляется на месте в рабочих условиях эксплуатации. Следовательно, заранее не известны ни качественные, а тем более количественные характеристики случайных воздействий на расходомер в данном конкретном месте, причем как механические воздействия (вибрация трубопровода), так и электрические помехи (качество электроэнергии). Отсутствует информация о наличии импульсных помех и их характеристиках и т.д. Это требует рассматривать процесс, в котором работает устройство проверки расходомера, как нестационарный. В этом случае обработку каждого результата измерения необходимо рассматривать как представленного единственной реализацией случайного нестационарного процесса при ограниченном объеме априорной информации. С этой точки зрения будем проводить анализ способа-прототипа.It is important to note that the flowmeter is checked on site under operating conditions. Therefore, neither qualitative, nor even quantitative characteristics of random influences on the flowmeter in this particular place are known in advance, moreover, both mechanical effects (vibration of the pipeline) and electrical noise (quality of electricity). There is no information on the presence of impulse noise and their characteristics, etc. This requires considering the process in which the flowmeter verification device operates as non-stationary. In this case, the processing of each measurement result must be considered as represented by a single implementation of a random non-stationary process with a limited amount of a priori information. From this point of view, we will analyze the prototype method.
1. С целью минимизации погрешности при подсчете импульсов и обеспечении воспроизводимости результатов, получаемых на выходе измерительных устройств, длительность каждой из нескольких проверок предлагается осуществлять длительностью от одной до двух минут. Достижение указанной цели, как минимум, предполагает, что стабильность параметров измеряемого потока вещества в течение указанных временных интервалов должна быть соответствующей. Понятно, что требовать от промышленной насосной установки такой стабильности по давлению и расходу (отсутствию пульсации указанных величин) невозможно, мы обязаны рассматривать поток вещества как нестационарный процесс. Поэтому воспроизводимость результатов измерений в данной ситуации обеспечить на данном уровне невозможно.1. In order to minimize the error in the calculation of pulses and ensure reproducibility of the results obtained at the output of the measuring devices, it is proposed to carry out the duration of each of several checks with a duration of one to two minutes. Achieving this goal, at a minimum, suggests that the stability of the parameters of the measured substance flow over the specified time intervals should be appropriate. It is clear that it is impossible to require such stability in pressure and flow rate (lack of pulsation of the indicated values) from an industrial pumping unit, we are obliged to consider the flow of matter as an unsteady process. Therefore, reproducibility of the measurement results in this situation cannot be ensured at this level.
2. В операции поверки участвуют два, по существу, идентичных расходомера - эталонный и контрольный. Эти расходомеры откалиброваны на специальной установке с погрешностью в три раза меньшей, чем поверяемый расходомер. Поскольку это достаточно длительный и дорогостоящий процесс, цена таких расходомеров существенно выше, чем у поверяемого (примерно на десятичный порядок). Однако в процессе проверки участвуют только показания эталонного расходомера, а показания контрольного принимают участие только в операции определения достоверности показаний эталонного расходомера. Т.е. с помощью показаний контрольного расходомера принимается решение: можно или нет верить показаниям эталонного расходомера. Таким образом, два, по существу, идентичных расходомера работают, по существу, в идентичных условиях, и результат работы одного определяет достоверность работы другого. Такой подход противоречит не только общим положениям теории измерений, но и рассматриваемому патенту (см. соотношение погрешностей поверяемого и эталонного расходомеров). Аналогично, достоверность (точность) показаний контрольного расходомера должна быть существенно выше, чем у эталонного. Обеспечить заранее выполнение этого требования в условиях априорной неопределенности невозможно. Кроме того, если показания эталонного расходомера определены как недостоверные, то операция поверки повторяется. В этом случае проблемы, указанные в предыдущем пункте, усиливаются и, в принципе, может возникнуть не устанавливающийся процесс.2. In the verification operation, two essentially identical flowmeters are involved - the reference and control. These flowmeters are calibrated on a special installation with an error three times smaller than the calibrated flowmeter. Since this is a rather lengthy and costly process, the price of such flowmeters is significantly higher than that of the attorney (about a decimal order). However, only the readings of the reference flowmeter are involved in the verification process, and the readings of the control take part only in the operation of determining the reliability of the readings of the reference flowmeter. Those. using the readings of the control flowmeter, a decision is made: whether or not to believe the readings of the reference flowmeter. Thus, two essentially identical flowmeters work essentially in identical conditions, and the result of one of them determines the reliability of the other. This approach contradicts not only the general provisions of the theory of measurements, but also the patent under consideration (see the ratio of errors of the calibrated and the reference flow meters). Similarly, the reliability (accuracy) of the readings of the control flow meter should be significantly higher than that of the reference. It is impossible to ensure that this requirement is met in advance under conditions of a priori uncertainty. In addition, if the readings of the reference flowmeter are determined to be unreliable, the verification operation is repeated. In this case, the problems mentioned in the previous paragraph are amplified and, in principle, an unsteady process may arise.
Рассмотрим процесс проверки более подробно. Предполагается при операции проверки сравнивать показания трех расходомеров - поверяемого, эталонного и контрольного. Далее по найденным отношениям соответствующих показаний судят о достоверности результатов данной операции. При этом предполагается, что в результате воздействия каких-либо неблагоприятных факторов произойдет изменение показаний только одного из трех расходомеров. Еще раз подчеркнем, что в соответствии с рассматриваемым патентом, контрольный и эталонный расходомеры, по существу, идентичны и работают в идентичных условиях, поскольку установлены на общем основании. В этих условиях любая помеха, например импульсная, приведет к идентичному изменению показаний расходомеров и определение достоверности результатов поверки станет невозможным. Эти результаты сведены в приведенную ниже таблицу, из которой видна справедливость вышесказанного утверждения.Consider the verification process in more detail. It is assumed during the verification operation to compare the readings of three flow meters - the verified, reference and control. Further, according to the found relationships of the relevant evidence, they are judged on the reliability of the results of this operation. At the same time, it is assumed that as a result of the influence of any adverse factors, only one of the three flow meters will change readings. We emphasize once again that, in accordance with the patent in question, the control and reference flowmeters are essentially identical and work under identical conditions, since they are installed on a common basis. Under these conditions, any interference, for example, impulse, will lead to an identical change in the flow meter readings and determining the reliability of the verification results will become impossible. These results are summarized in the table below, which shows the validity of the above statement.
Особое внимание необходимо обратить именно на импульсные помехи, под которыми понимается, например, ударное механическое воздействие на трубопровод или импульсная помеха, проходящая по электропитанию и связанная с включением (выключением) силового оборудования данного предприятия. Воздействие таких помех приводит к появлению сильно искаженных результатов измерений. По различным оценкам результаты рабочих измерений в промышленных условиях могут содержать до 5-10% сильно искаженных (аномальных) данных. Следует ожидать, что при проведении проверочной операции с погрешностью в три раза меньшей, чем у поверяемого расходомера, количество аномальных результатов измерений возрастет. Даже если этого и не произойдет, опасность представляет каждый отдельный результат, поскольку его влияние может привести к ложным оценкам и, как следствие, к неоправданным экономическим потерям владельцев проверяемого расходомера.Particular attention should be paid specifically to impulse noise, which is understood, for example, as a shock mechanical impact on a pipeline or impulse noise passing through a power supply and connected with turning on / off the power equipment of a given enterprise. Exposure to such interference leads to the appearance of highly distorted measurement results. According to various estimates, the results of operational measurements in an industrial environment may contain up to 5-10% of highly distorted (abnormal) data. It should be expected that during the verification operation with an error three times smaller than that of the calibrated flowmeter, the number of anomalous measurement results will increase. Even if this does not happen, each individual result is a danger, since its influence can lead to false estimates and, as a result, to unjustified economic losses of the owners of the tested flowmeter.
Для защиты от аномальных результатов измерений применяют различные методы, например, с использованием критерия «три сигма» или ряд устойчивых алгоритмов робастных оценок, описанных в классических трудах Хубера, Граббса и т.д.Various methods are used to protect against abnormal measurement results, for example, using the “three sigma” criterion or a series of robust robust estimation algorithms described in the classical works of Huber, Grubbs, etc.
Однако решить задачу обнаружения аномалий заранее (аналитически) при априорной неопределенности и нестационарности анализируемого процесса просто невозможно. Для исключения априорной неопределенности требуется колоссальный объем соответствующе обработанных экспериментальных данных, для формирования которых порядок временных и экономических затрат во много раз превысит эффект от применения операции проверки расходомеров в рабочих условиях эксплуатации.However, it is simply impossible to solve the problem of detecting anomalies in advance (analytically) with a priori uncertainty and non-stationarity of the analyzed process. To eliminate a priori uncertainty, a tremendous amount of appropriately processed experimental data is required, for the formation of which the order of time and economic costs will many times exceed the effect of the operation of checking flowmeters under operating conditions.
3. В соответствии с формой изобретения эталонный и контрольный расходомеры, смонтированные на общем основании, подсоединяют к трубопроводу в месте, расположенном выше или ниже по течению потока относительно расходомера, подвергаемого поверке. Собственно трубопровод подвергается вибрационному механическому воздействию со стороны определенного количества работающих установок данного предприятия. Это воздействие приводит к увеличению погрешности измерений. Подсоединение контрольного и эталонного расходомеров только с одной стороны равносильно определенному демпфированию вибраций именно с этой стороны. Следовательно, условия эксплуатации проверяемого расходомера и условия его проверки отличаются. В терминах метрологии такое отличие приведет к смещению оценок калибровочного коэффициента измерения массового расхода проверяемого расходомера, т.е. к снижению точности операции проверки.3. In accordance with the form of the invention, the reference and control flow meters mounted on a common base are connected to the pipeline in a place located upstream or downstream of the flow relative to the flow meter being calibrated. The pipeline itself is subjected to vibrational mechanical stress from a certain number of operating installations of the enterprise. This effect leads to an increase in measurement error. The connection of the control and reference flow meters from one side only is equivalent to a certain vibration damping from this side. Therefore, the operating conditions of the tested flowmeter and the conditions for its verification are different. In terms of metrology, such a difference will lead to a bias in the estimates of the calibration coefficient for measuring the mass flow of the flow meter under test, i.e. to reduce the accuracy of the verification operation.
4. В любом расходомере на основе эффекта Кориолиса осуществляют колебание расходомерной трубки на резонансной частоте. В силу различных причин, описанных во множестве патентов, узлы этого колебания перемещаются по конструкции расходомера. Таким образом, контрольный и эталонный расходомер, по существу, сами являются источником дополнительного вибрационного воздействия. Поскольку указанные расходомеры, по существу, идентичны, то их резонансные частоты также, по существу, равны. Следовательно, возникает взаимовлияние двух (или трех) устройств, работающих на одной резонансной частоте. С теоретической точки зрения такой режим приводит к дополнительной погрешности измерения. Результаты количественного анализа такого режима в данной предметной области нам не известны.4. In any flow meter based on the Coriolis effect, the flow tube oscillates at a resonant frequency. For various reasons described in many patents, the nodes of this oscillation move along the design of the flow meter. Thus, the control and reference flowmeter, in essence, are themselves a source of additional vibration exposure. Since these flowmeters are essentially identical, their resonant frequencies are also essentially equal. Therefore, there is a mutual influence of two (or three) devices operating at the same resonant frequency. From a theoretical point of view, such a regime leads to an additional measurement error. The results of a quantitative analysis of such a regime in this subject area are not known to us.
В свете вышесказанного целью настоящего изобретения является повышение точности проверки любых расходомеров на месте в рабочих условиях эксплуатации.In light of the foregoing, the aim of the present invention is to increase the accuracy of checking any flow meters in place under operating conditions.
Указанная цель достигается тем, что в способе проверки расходомера на месте в трубопроводе в рабочих условиях с использованием массовых расходомеров на основе эффекта Кориолиса, откалиброванных до заранее заданной точности согласно техническим условиям, содержащем следующие операции, при которых обеспечивают последовательное протекание вещества, текущего по трубопроводу, через расходомер, подвергаемый проверке, и через массовые расходомеры с помощью подводящего и возвратного трубопроводов, подсоединенных к трубопроводу с противоположных сторон запорного клапана, закрывают запорный клапан, обеспечивая указанное последовательное протекание вещества, получают результаты измерений расхода вещества из каждого расходомера, используют N массовых расходомеров на основе эффекта Кориолиса, причем N не менее двух, предварительно совместно калибруют все N расходомеров на трубопроводе, обеспечивающем последовательное протекание вещества через все расходомеры, выполняют следующие операции, при которых подводящий и возвратный трубопроводы совместно с запорным клапаном присоединяют к трубопроводу в двух местах, расположенных выше и ниже по течению потока вещества относительно расходомера, подвергаемого проверке, делят N массовых расходомеров на две части, первую из которых располагают ниже, а вторую выше по течению относительно проверяемого расходомера, сравнивают расход, измеренный проверяемым расходомером с расходом, получаемым путем обработки результатов измерений всех N массовых расходомеров.This goal is achieved by the fact that in the method of checking the flow meter in place in the pipeline under operating conditions using mass flow meters based on the Coriolis effect, calibrated to a predetermined accuracy according to the technical conditions, containing the following operations, which ensure the sequential flow of the substance flowing through the pipeline, through the flow meter to be checked, and through the mass flow meters using the supply and return pipelines connected to the pipeline with false sides of the shut-off valve, close the shut-off valve, providing the indicated sequential flow of the substance, obtain the results of measurements of the flow rate of the substance from each flow meter, use N mass flowmeters based on the Coriolis effect, with N at least two, pre-calibrate all N flow meters on the pipeline, providing sequential the flow of material through all flow meters, perform the following operations, in which the supply and return pipelines together with the shut-off valve they are connected to the pipeline in two places located upstream and downstream of the flow of the substance relative to the flowmeter being tested, N mass flowmeters are divided into two parts, the first of which is located lower and the second upstream relative to the flowmeter being tested, the flow rate measured by the flowmeter being checked is compared with the flow rate obtained by processing the measurement results of all N mass flowmeters.
Ниже в качестве примера приведено описание одного из вариантов осуществления устройства проверки расходомера согласно изобретению со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых изображено следующее:The following is an example of a description of one embodiment of a flowmeter verification device according to the invention with reference to the accompanying drawings, in which the following is shown:
на Фиг.1 показан вид устройства в перспективе; аfigure 1 shows a perspective view of the device; but
на Фиг.2 показана схема устройства, подключенного к трубопроводу для проверки расходомера, работающего в трубопроводе.figure 2 shows a diagram of a device connected to a pipeline for checking a flow meter operating in the pipeline.
Далее настоящее изобретение будет более подробно описано со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых показаны варианты осуществления изобретения. Специалистам в области техники, к которой относится изобретение, должно быть понятно, что изобретение может быть реализовано во многих различных формах и не должно толковаться как ограниченное вариантами осуществления, изложенными в данном описании. Точнее, эти варианты осуществления представлены так, что это раскрытие является глубоким и завершенным и полностью определяет объем изобретения для специалистов в области техники, к которой относится изобретение. На всех чертежах одинаковые номера относятся к аналогичным элементам. Кроме того, специалистам в области техники, к которой относится изобретение, должно быть понятно, что различные признаки, описанные ниже, могут сочетаться для образования многочисленных вариантов изобретения.The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which embodiments of the invention are shown. Those skilled in the art to which the invention relates should understand that the invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited by the embodiments set forth herein. More specifically, these embodiments are presented so that this disclosure is deep and complete and fully defines the scope of the invention for those skilled in the art to which the invention relates. In all the drawings, like numbers refer to like elements. In addition, it should be understood by those skilled in the art that the various features described below can be combined to form numerous variations of the invention.
Вариант осуществления устройства проверки расходомера, показанного на Фиг.1, содержит опорное основание 1, на котором рядом друг с другом установлены два проверочных комплекса, состоящие из двух и более одинаковых эталонных массовых расходомеров 2, 3 (4, 5) на основе эффекта Кориолиса. Категория (номинальный диапазон измерений расхода) используемых расходомеров зависит от категории обслуживаемых расходомеров, проверку которых должно выполнять это устройство. В варианте осуществления, показанном на чертеже, каждый из расходомеров 2, 3 (4, 5) содержит датчик 33, 43 (38, 28) типа "ELITE (TM)" (например, модели CMF200, имеющий номинальный диапазон измерений расхода от 0 до 725 кг в минуту), производителем которого является фирма "Micro Motion Inc.", и передатчик 51, 49 (50, 48) (на Фиг.1 не показан), который в ответ на выходные сигналы, поступающие из датчика, передает результаты точного измерения массового расхода жидкости, протекающей через датчик. Передатчик, который может представлять собой передатчик типа "ELITE" модели RFT9739, производителем которого также является фирма "Micro Motion Inc.", может быть установлен непосредственно на кожухе датчика или может быть расположен отдельно для установки на расстоянии и соединен с датчиком надлежащими соединительными кабелями.An embodiment of the flowmeter verification device shown in FIG. 1 comprises a support base 1 on which two verification complexes are installed next to each other, consisting of two or more identical
Устройство проверки на основе эффекта Кориолиса, содержащее два проверочных комплекса, состоящих из двух эталонных массовых расходомеров 4, 5 (2, 3), состоит из датчиков 31, 38 (33, 43) расходомера, имеющих входные отверстия 34, 44 (29, 39) для жидкости, расположенные на противоположных концах установочной штанги 36, 46 (31, 41) и две параллельные U-образные расходомерные трубки (на чертеже не показаны), которые расположены внутри защитного U-образного кожуха 37, 47 (32, 42) и через которые жидкость, поступающая во впускное отверстие 28, 39 и 34, 44, протекает к выпускному отверстию 35, 45 (30, 40). Внутри кожуха 37, 47 (32, 42) датчика каждого из расходомеров также расположены приводное устройство (на чертеже не показано), служащее для обеспечения вибрации расходомерных трубок на резонансной частоте в ответ на сигналы, полученные из передатчика, и датчики (на чертеже не показаны), которые, реагируя на вибрацию расходомерных трубок, подают выходные сигналы в передатчик.The Coriolis effect verification device, containing two verification complexes consisting of two reference mass flow meters 4, 5 (2, 3), consists of
На Фиг.1 также показано, что впускное отверстие 34 (29) для жидкости, имеющееся в первом датчике 33 (28) первого расходомера проверочного комплекса, соединено посредством фланцев, скрепляемых болтами, с трубопроводом 17 (6) для подачи жидкости, снабженным отсечным клапаном 18 (7) с ручным управлением и соединительным фланцем 19 (8), расположенным со стороны его впускного отверстия. Выпускное отверстие 35 (30) для жидкости, имеющееся в первом датчике расходомера первого проверочного комплекса 33 (28), соединено посредством фланцев, скрепляемых болтами, с одним из концов 8-образного промежуточного трубопровода 20 (9), другой конец которого соединен с впускным отверстием 44 (39) для жидкости, имеющимся во втором датчике 43 (38) расходомера, также посредством фланцев, скрепляемых болтами. Выпускное отверстие 45 (40) для жидкости, имеющееся во втором датчике 43 (38) расходомера первого проверочного комплекса, соединено посредством фланцев, скрепляемых болтами, с возвратным трубопроводом 21 (10), снабженным отсечным клапаном 22 (11) с ручным управлением и фланцевым соединением 23 (12) со стороны его выходного отверстия, расположенным на одном уровне с входным отверстием подводящего трубопровода 17 (6), находящимся немного выше опорного основания 1.Figure 1 also shows that the fluid inlet 34 (29) in the first sensor 33 (28) of the first flowmeter of the test complex is connected by bolt flanges to a fluid supply pipe 17 (6) provided with a shut-off valve 18 (7) with manual control and a connecting flange 19 (8) located on the side of its inlet. A fluid outlet 35 (30) in the first sensor of the flowmeter of the first test complex 33 (28) is connected via bolt-on flanges to one end of an 8-shaped intermediate pipe 20 (9), the other end of which is connected to the inlet 44 (39) for the liquid present in the second sensor 43 (38) of the flow meter, also by means of flanges bolted together. A liquid outlet 45 (40), which is present in the second sensor 43 (38) of the flowmeter of the first test complex, is connected via bolt-on flanges to a return pipe 21 (10) equipped with a manual shut-off valve 22 (11) and a flange connection 23 (12) from the side of its outlet, located at the same level with the inlet of the supply pipe 17 (6), located slightly above the support base 1.
Эти два расходомера 4, 5 (2,3) установлены на опорном основании 1 посредством монтажных кронштейнов 24, 25 (13, 14), которые прикреплены посредством болтов или иным способом к основанию 1, причем кронштейн 24 (13) прикреплен к подводящему трубопроводу 17 (6), а кронштейн 25 (14) прикреплен как к промежуточному трубопроводу 20 (9), так и к возвратному трубопроводу 21 (10).These two flowmeters 4, 5 (2,3) are mounted on the support base 1 by means of mounting brackets 24, 25 (13, 14), which are fastened by bolts or otherwise to the base 1, and the bracket 24 (13) is attached to the supply pipe 17 (6), and the bracket 25 (14) is attached to both the intermediate pipe 20 (9) and the return pipe 21 (10).
Устройство также содержит обычные датчики 26, 27 (15, 16) давления и температуры, установленные на промежуточном трубопроводе 20 (9), которые обеспечивают поступление информации о давлении к температуре жидкости, протекающей через устройство передатчики 49, 51 (50, 48) двух расходомеров 4, 5 (2, 3). В альтернативном варианте датчики 26, 27 (15, 16) давления и температуры могут быть установлены на возвратном трубопроводе 21 (10).The device also contains conventional pressure and temperature sensors 26, 27 (15, 16) installed on the intermediate pipe 20 (9), which provide information about the pressure to the temperature of the liquid flowing through the device; transmitters 49, 51 (50, 48) of two flowmeters 4, 5 (2, 3). Alternatively, pressure and temperature sensors 26, 27 (15, 16) can be installed on the return pipe 21 (10).
Устройство проверки из этого варианта осуществления изобретения может быть использовано для проверки находящихся в эксплуатации расходомеров, имеющих номинальный диапазон измерений расхода, по существу, совпадающий с диапазоном измерений (или находящийся в пределах диапазона измерений) каждого из расходомеров 4, 5 (2, 3) устройства (в данном варианте - от 0 до 725 кг в минуту). Поскольку рабочие расходомеры типа ELITE CFM 200 могут иметь точность плюс-минус 0,1%, то расходомеры 4 и 5 (2 и 3) устройства проверки должны представлять собой такие эталонные расходомеры, которые в предпочтительном варианте имеют точность, равную 0,03%, что определено согласно международному стандарту ISO 5168. Калибровка эталонных расходомеров может быть выполнена по системе гравиметрического дивертора, а уровень погрешности, равный 0,03%, означает, что показания эталонного расходомера соответствуют показаниям устройства калибровки с доверительной вероятностью, равной 95%.The verification device from this embodiment of the invention can be used to verify flow meters in operation having a nominal flow measurement range that substantially matches the measurement range (or falls within the measurement range) of each of the flow meters 4, 5 (2, 3) of the device (in this embodiment, from 0 to 725 kg per minute). Since the working flowmeters of the ELITE CFM 200 type can have an accuracy of plus or minus 0.1%, the flowmeters 4 and 5 (2 and 3) of the test device should be such reference flow meters that in the preferred embodiment have an accuracy of 0.03%, which is determined according to the international standard ISO 5168. Calibration of the reference flowmeters can be performed using the gravimetric divertor system, and an error level of 0.03% means that the readings of the reference flowmeter correspond to the readings of the calibration device with confidence The probability of 95%.
Устройство проверки также содержит отдельное средство управления, представляющее собой центральный процессор или компьютер 63 (на Фиг.1 не показан), поддерживающий связь с передатчиками двух расходомеров этого устройства и с передатчиком рабочего расходомера, подвергаемого проверке.The verification device also contains a separate control means, which is a central processor or computer 63 (not shown in FIG. 1), which communicates with the transmitters of two flowmeters of this device and with the transmitter of the working flowmeter being tested.
На Фиг.2 изображена принципиальная схема, на которой показано то, каким образом осуществляют использование устройства проверки на месте для проверки расходомера 65 во время его работы в трубопроводе 52 для жидкости. Как показано на чертеже, впускные отверстия 19 и 8 и выпускные отверстия 12 и 23 устройства проверки соединены с ответвлениями 53, 54, 56, 58 трубопровода 52, расположенными ниже по течению потока, чем рабочий расходомер 65, и с противоположных сторон запорных и сливных клапанов 55, 57, расположенных в трубопроводе 52. Трубопровод также снабжен датчиками 59, 60 давления и температуры, расположенными рядом с рабочим расходомером 65 обслуживания и обеспечивающими поступление информации о температуре и давлении жидкости в передатчик 61 рабочего расходомера 65, и клапан 62 регулирования расхода, служащий для регулирования расхода жидкости, протекающей через трубопровод. Управляющий компьютер 63 устройства проверки соединен с передатчиком 61 рабочего расходомера 65, а также с передатчиками 49, 51 и 48, 50 двух проверочных эталонных комплексов расходомеров 2, 3 и 4, 5. Кроме того, управляющий компьютер 63 соединен с запорными и сливными клапанами 55, 57, с клапаном 62 регулирования расхода и с принтером или с иным устройством 64 вывода данных.FIG. 2 is a circuit diagram showing how the on-site verification device is used to verify the flowmeter 65 during operation in the fluid pipe 52. As shown in the drawing, the
Для выполнения операции проверки рабочего расходомера 65 управляющий компьютер 63 осуществляет регулировку клапанов 62 регулирования расхода таким образом, чтобы расход жидкости, протекающей через рабочий расходомер 65, находился в пределах оптимального диапазона точности эталонных расходомеров 2, 3 и 4, 5 устройств проверки, а запорные и сливные клапаны 55, 57 закрывают. Одновременно с этим соединительные запорные клапаны 18, 22 и 7, 11 проверочного устройства открывают, что обеспечивает последовательное протекание жидкости, текущей по трубопроводу 52, через расходомеры 4, 5 первого устройства проверки до того, как она протечет через рабочий расходомер 65 и расходомеры 2, 3 второго устройства проверки после того, как она протекла через рабочий расходомер 65. Управляющий компьютер 63 осуществляет управление передатчиками 49, 51 и 48, 50, и 61 расходомеров 4, 5 первого устройства проверки и расходомеров 2, 3 второго устройства проверки, и рабочего расходомера 65 таким образом, что каждый из них осуществляет измерение расхода жидкости в один и тот же момент времени, и эту информацию о расходе подают в управляющий компьютер 63 для обработки.To perform the verification operation of the working flowmeter 65, the control computer 63 adjusts the flow control valves 62 so that the flow rate of the fluid flowing through the working flowmeter 65 is within the optimal accuracy range of the
Последовательность операций, на основе которых достигается поставленная цель, представлена ниже.The sequence of operations on the basis of which the goal is achieved is presented below.
Аналогично способу-прототипу будем считать, что имеются массовые расходомеры на основе эффекта Кориолиса, откалиброванные до заранее заданной точности, в соответствии с метрологическими характеристиками проверяемого расходомера.Similarly to the prototype method, we assume that there are mass flow meters based on the Coriolis effect, calibrated to a predetermined accuracy, in accordance with the metrological characteristics of the tested flow meter.
В общем виде поток у(t) измерительной информации с каждого расходомера можно представить в виде суммы следующих составляющих: M(t) - функция полезного сигнала, массовый расход; Мш(t) - шумовая составляющая результатов измерений; Mг(t) - грубо искаженные результаты измерений. При проведении проверки расходомера на месте его эксплуатации, т.е. в условиях априорного отсутствия информации о характере измеряемого процесса и различного вида помех, необходимо считать, что Y(t)=M(t)+Mш(t)+Mг(t) представляет собой реализацию нестационарного случайного процесса. Естественно, что повышение точности проверки однозначно связано с минимизацией влияния на результат двух составляющих Мш(1) и Mг(t), причем на основе обработки результатов измерений, представленных единственной реализацией нестационарного процесса.In general, the flow y (t) of measurement information from each flowmeter can be represented as the sum of the following components: M (t) - function of the useful signal, mass flow rate; M W (t) is the noise component of the measurement results; M g (t) - roughly distorted measurement results. When checking the flow meter at the place of its operation, i.e. in the conditions of a priori lack of information about the nature of the measured process and various types of interference, it must be assumed that Y (t) = M (t) + M w (t) + M g (t) is an implementation of a non-stationary random process. Naturally, increasing the accuracy of verification is unambiguously associated with minimizing the effect on the result of the two components M w (1) and M g (t), moreover, based on the processing of measurement results presented by a single implementation of a non-stationary process.
Начнем с рассмотрения шумовой составляющей Mш(t). Для минимизации влияния этой составляющей используем наилучший в данных условиях способ сглаживания - усреднение по ансамблю реализаций yj(ti). С этой целью применяется N массовых расходомеров, т.е. 
Это достигается только в том случае, когда результат измерений по отношению к Mш(t) является независимым. Другими словами, одновременно работающие N массовых расходомеров не влияют друг на друга в пределах заданной точности. С этой целью вводится операция предварительной совместной калибровки N расходомеров на специально созданном трубопроводе, обеспечивающем последовательное протекание вещества через все расходомеры, для этого впускные отверстия 19 и 8 и выпускные отверстия 12 и 23 устройства проверки соединены с ответвлениями 53, 54, 56, 58 трубопровода 52, расположенными ниже по течению потока, чем рабочий расходомер 65, и с противоположных сторон запорных и сливных клапанов 55, 57, расположенных в трубопроводе 52.This is achieved only when the measurement result with respect to M W (t) is independent. In other words, simultaneously operating N mass flowmeters do not affect each other within the specified accuracy. To this end, the operation of preliminary joint calibration of N flowmeters is introduced on a specially created pipeline that ensures the consistent flow of matter through all flowmeters; for this purpose,
В процессе калибровки регулируют фазовые соотношения между колебаниями используемых режимов работы расходомеров до достижения минимальной погрешности. Например, расходомерные трубки всех расходомеров работают в первом внефазовом изгибающем режиме с определенной резонансной частотой, различные значения которой для каждого расходомера определяются производственными допусками, т.е. очень близки. Одновременно с этим режимом в кориолисовом расходомере возникают десятки других режимов. Даже в пределах относительно узкого диапазона частот вблизи первого внефазового изгибающего режима имеется, по меньшей мере, несколько дополнительных режимов колебаний, например, из-за наличия указанных производственных допусков. Более подробно можно посмотреть в патенте RU 2210745. В результате расходомеры будут влиять друг на друга. Для минимизации этого влияния осуществляется фазовой сдвиг между резонансными частотами, для того чтобы помехи, создаваемые расходомерами, были скомпенсированы.During the calibration process, the phase relationships between the fluctuations of the flowmeter modes used are adjusted to a minimum error. For example, the flow tubes of all flow meters operate in the first out-of-phase bending mode with a certain resonant frequency, the various values of which for each flow meter are determined by production tolerances, i.e. very close. At the same time, dozens of other modes appear in the Coriolis flowmeter. Even within a relatively narrow frequency range near the first out-of-phase bending mode, there are at least several additional vibration modes, for example, due to the presence of the indicated manufacturing tolerances. More details can be found in patent RU 2210745. As a result, flow meters will affect each other. To minimize this effect, a phase shift between the resonant frequencies is carried out so that the interference caused by the flow meters is compensated.
Помехи, которые создает каждый расходомер во время работы, характеризуются тремя параметрами: частотой, амплитудой и фазой. Поскольку расходомеры идентичны и режим их работы также идентичен, то параметры помех также практически одинаковы. При этом фаза помех определяется фазой резонансной частоты. Следовательно, формируя различные фазы работы каждого расходомера можно минимизировать их взаимное влияние. Таким образом устранен указанный недостаток возникновения взаимовлияния двух (или трех) устройств, работающих на одной резонансной частоте.The interference that each flowmeter creates during operation is characterized by three parameters: frequency, amplitude and phase. Since the flowmeters are identical and their operation mode is also identical, the interference parameters are also almost the same. In this case, the phase of interference is determined by the phase of the resonant frequency. Therefore, by forming different phases of the operation of each flow meter, their mutual influence can be minimized. Thus, the indicated drawback of the occurrence of the mutual influence of two (or three) devices operating at the same resonant frequency is eliminated.
В дополнение к множеству указанных режимов, возбуждаемых производным возбуждением расходомерных трубок, при осуществлении проверки расходомера в трубопроводе в рабочих условиях, могут быть режимы, возбуждаемые благодаря вибрации, внешней относительно расходомеров. Априорная информация о характеристиках внешних вибраций отсутствует. Для того чтобы уменьшить их влияние на результат проверки, применяемые N расходомеров делят на две части (предпочтительно равные) и располагают симметрично относительно проверяемого расходомера. Таким образом устранен указанный недостаток смещения оценок калибровочного коэффициента измерения массового расхода проверяемого расходомера.In addition to the many of these modes, excited by the derivative excitation of the flow tubes, when checking the flow meter in the pipeline under operating conditions, there may be modes excited due to vibration external to the flow meters. There is no a priori information on the characteristics of external vibrations. In order to reduce their influence on the test result, the N flowmeters used are divided into two parts (preferably equal) and are arranged symmetrically with respect to the flowmeter being tested. Thus, the indicated disadvantage of biasing the estimates of the calibration coefficient of the mass flow measurement of the flow meter under test was eliminated.
При проверке, осуществляемой в рабочих условиях, в результатах измерений присутствует дополнительная составляющая Mг(t). Поэтому прежде чем осуществлять операцию усреднения по ансамблю, необходимо устранить грубо искаженные результаты измерений. Более подробно теоретическое обоснование нижеизложенной последовательности операций можно посмотреть в следующей литературе: Фомин А.Ф., Новоселов О.Н., Плющев А.В. «Отбраковка аномальных результатов измерений». - М.: Энергоатомиздат, 1985; Переверкин С.М. и др. «Бортовая телеметрическая аппаратура космических летательных аппаратов.» - М.: Машиностроение, 1977; Мрчук В.И. // Новые технологии управления движением технических объектов: Тез. докл. 3-й Международной научно-технической конференции - Ростов Н/д: Издательство СКНЦ ВШ 2000 - С/129.When checking carried out under operating conditions, an additional component M g (t) is present in the measurement results. Therefore, before performing the ensemble averaging operation, it is necessary to eliminate grossly distorted measurement results. A more detailed theoretical justification of the following sequence of operations can be found in the following literature: Fomin AF, Novoselov ON, Plyushchev AV “Screening Abnormal Measurement Results.” - M .: Energoatomizdat, 1985; Pereverkin S.M. et al. “On-board telemetry equipment for spacecraft.” - M.: Mechanical Engineering, 1977; Mrchuk V.I. // New technologies for controlling the movement of technical objects: Abstract. doc. 3rd International Scientific and Technical Conference - Rostov N / A: Publishing House SKNTs VSh 2000 - S / 129.
Поток измерительной информации с каждого расходомера представляет собой дискретную последовательность отсчетов yj(ti), где 
Можно предложить много вариантов ранжирования, отличающихся по критерию эффективность - объем вычислений. В качестве примера рассмотрим два варианта - наиболее простой и более эффективный. В первом варианте значения разностного процесса выстраивают по мере возрастания и устраняют из дальнейшей обработки крайние (несколько крайних) значения в соответствии с заданным уровнем значимости.You can offer many ranking options that differ by the criterion of efficiency - the amount of calculations. As an example, consider two options - the simplest and most effective. In the first embodiment, the values of the difference process are built up with increasing values and the extreme (several extreme) values are removed from further processing in accordance with a given significance level.
Во втором варианте на каждом интервале случайной длины для разностного процесса Δj(ti) определяется максимальное значение ymax и устанавливается некоторый порог αутах в соответствии с заданным уровнем значимости α, где 0<α≤1. Каждому значению разностного процесса Δj(ti), превысившему пороговое значение, присваивается определенный вес, например 1. Данная процедура повторяется для всех L разностных процессов. При этом происходит накопление значений весов и строится их плотность распределения. Для заданного уровня значимости по плотности распределения весов определяют, какие из измерений необходимо устранить из дальнейшей обработки. Эффективность данного варианта более, чем на порядок выше, чем у первого.In the second embodiment, on each interval of random length for the difference process Δ j (t i ), the maximum value y max is determined and a certain threshold αout is set in accordance with the given significance level α, where 0 <α≤1. Each value of the difference process Δ j (t i ) that exceeds the threshold value is assigned a specific weight, for example 1. This procedure is repeated for all L difference processes. In this case, the values of the weights are accumulated and their distribution density is built. For a given level of significance by the density of the distribution of weights, it is determined which of the measurements must be eliminated from further processing. The effectiveness of this option is more than an order of magnitude higher than that of the first.
Далее полученные L оценок исходной реализации yj(ti), в каждой из которых отсутствуют грубо искаженные результаты измерений, усредняются. В результате у каждого расходомера, в том числе и проверяемого, на каждом отрезке [t1, tn] значение средней квадратической погрешности будет в 
Конкретные значения используемых величин в условиях отсутствия опорных данных о характере измеряемого процесса не могут быть точно определены.The specific values of the quantities used in the absence of reference data on the nature of the measured process cannot be precisely determined.
Можно только привести результаты имитационного моделирования. Для десяти реализаций (n=10), в каждой из которых n=100 отсчетам гауссова шума, содержащих 10 грубо искаженных результатов, при L=3…5 и k=7…10 интервалов случайной длины, вероятность правильного обнаружения грубо искаженных результатов составила не менее 0,95.You can only give the results of simulation. For ten implementations (n = 10), in each of which n = 100 samples of Gaussian noise containing 10 roughly distorted results, with L = 3 ... 5 and k = 7 ... 10 intervals of random length, the probability of correct detection of roughly distorted results was not less than 0.95.
Таким образом, устранен указанный недостаток воздействия импульсных помех, приводящих к появлению сильно искаженных результатов измерений.Thus, the indicated drawback of the influence of pulsed noise, leading to the appearance of highly distorted measurement results, has been eliminated.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007129984/28A RU2380660C2 (en) | 2007-08-06 | 2007-08-06 | Method of increasing accuracy of testing flow metre |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007129984/28A RU2380660C2 (en) | 2007-08-06 | 2007-08-06 | Method of increasing accuracy of testing flow metre |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007129984A RU2007129984A (en) | 2009-02-20 |
| RU2380660C2 true RU2380660C2 (en) | 2010-01-27 |
Family
ID=40531166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007129984/28A RU2380660C2 (en) | 2007-08-06 | 2007-08-06 | Method of increasing accuracy of testing flow metre |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2380660C2 (en) |
-
2007
- 2007-08-06 RU RU2007129984/28A patent/RU2380660C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007129984A (en) | 2009-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4086777B2 (en) | Flow meter test apparatus and test method | |
| KR100418131B1 (en) | Flowmeter calibration system with statistical optimization technique | |
| US7984637B2 (en) | System and method for field calibration of flow meters | |
| RU2216714C2 (en) | Electron measuring instrument for coriolis flowmeter and method verifying validity of calibration coefficient of flow rate used in this measuring instrument | |
| EP2607864B1 (en) | Method of in line verification of a flow meter | |
| KR101827459B1 (en) | Field service device and method for facilitating a processing system replacement in a vibratory flowmeter | |
| EP3035028B1 (en) | Verification of a meter sensor for a vibratory meter | |
| CA3109276C (en) | Detecting a change in a vibratory meter based on two baseline meter verifications | |
| US11668597B2 (en) | Detecting and identifying a change in a vibratory meter condition based on stiffness change determination at two locations on the conduit | |
| JP2024023472A (en) | Validating Vapor Pressure Using Fluid Density Measurements | |
| US5548990A (en) | Methods and systems for calibrating flow meters | |
| RU2380660C2 (en) | Method of increasing accuracy of testing flow metre | |
| US20200182675A1 (en) | Flowmeter false totalizing elimination devices and methods | |
| RU2776976C1 (en) | Using fluid density for checking vapor pressure | |
| WO2023107093A1 (en) | Using parameters of sensor signals provided by a sensor assembly to verify the sensor assembly | |
| RU2217705C2 (en) | Method for metrological certification of flowrate metering systems | |
| Zajc | An overview of natural gas metering with ultrasonic technology including “On-line”(or “Live”) meter validation | |
| Floyd et al. | Evaluation of the SONAR Meter in Wet Gas Flow for an Offshore Field Development | |
| Maurer et al. | Paper 3.2 A New Ultrasonic Gas Flow Meter As A Base For A Natural Gas Energy System | |
| Basics | EFFECTS AND CONTROL OF PULSATION IN GAS MEASUREMENT |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091020 |