RU2550758C1 - Гидроакустический способ контроля скорости потока жидких сред в трубопроводах - Google Patents
Гидроакустический способ контроля скорости потока жидких сред в трубопроводах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2550758C1 RU2550758C1 RU2014104466/28A RU2014104466A RU2550758C1 RU 2550758 C1 RU2550758 C1 RU 2550758C1 RU 2014104466/28 A RU2014104466/28 A RU 2014104466/28A RU 2014104466 A RU2014104466 A RU 2014104466A RU 2550758 C1 RU2550758 C1 RU 2550758C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipelines
- flow rate
- ratio
- medium
- liquid media
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гидроакустической метрологии. Сущность: при использовании известного свойства электроакустических излучателей изменять соотношение величин активной и реактивной составляющих своего сопротивления излучения в соответствии с флюктуациями характеристик среды - ее плотности, температуры и давления. Таким образом, контролируя соотношение названных величин, можно получать информацию о характеристиках среды и их динамике, сопровождающей, в частности, прокачивание жидкости в трубопроводах. Это соотношение при работе генератора на комплексную нагрузку однозначно характеризуется фазовым сдвигом между подводимым к излучателю напряжением и потребляемым им током, поэтому последний (фазовый сдвиг) и выбирают в качестве контролируемого параметра в предлагаемом способе контроля скорости потока и объемов прокачиваемых жидких сред в трубопроводах. Технический результат: существенное упрощение реализуемых по этому способу устройств со значительным снижением затрат на их производство, установку и эксплуатацию, что повлечет за собой повышение надежности последних и возможность реализации мобильного варианта устройства в целом.
Description
Изобретение относится к области гидроакустической метрологии, а именно измерению параметров гидроакустического поля с помощью приемоизлучающих электроакустических преобразователей (ЭАП) в жидкой, прокачиваемой в трубах среде и может быть использовано в целях контроля скорости потока и объемов прокачиваемых сред.
Предмет предлагаемого изобретения (способ измерения скорости потока жидких сред) нашел свою реализацию как в виде результатов теоретических исследований, так и на практике - в виде специальных устройств, в частности, широко известны такие устройства с реализованными аналогами данного изобретения, как, например, бытовые и промышленные счетчики объемов прокачиваемых по трубопроводам газа, воды или горючего, использующие встроенные в эти среды механические и акустические датчики скорости потока жидких сред, причем последние могут быть и внешними, но имеющими акустико-механический контакт с трубопроводом. В литературных источниках отмечается использование и других полей, характеристики которых могут изменяться в зависимости от динамического состояния среды, например измерение скорости потока электропроводящих сред в магнитном поле по контролю индуцируемой при этом эдс [1-3].
Гидроакустические аналоги [4-9] имеют в своей основе различные виды контроля характеристик гидроакустического поля, создаваемого излучающими ЭАП в прокачиваемой среде, с помощью расположенных на определенном расстоянии от излучателей приемных ЭАП, а также электронных устройств, которые генерируют ультразвуковой сигнал, подаваемый на излучатель, и проводят анализ принятого приемником сигнала по его частотно-фазовым и корреляционно-временным параметрам. Главной характеристикой таких аналогов, реализуемой в конструкциях контролирующих устройств, является использование доплеровского эффекта - свойства изменения величины суммарного вектора скорости звука в прокачиваемой среде, воздействующего на приемный ЭАП, в зависимости от взаимного расположения векторов скорости звука в неподвижной среде и скорости потока среды, а именно, увеличение его при их совпадении и уменьшение - при противоположных направлениях последних, что приводит к флюктуациям указанных выше параметров принимаемого сигнала, используемых в целях контроля, в конечном итоге, скорости потока и объемов прокачиваемых сред.
В качестве прототипа изобретения выбран наиболее близкий к последнему из перечисленных аналогов способ контроля частотно-фазового сдвига, вызванного доплеровским эффектом между излученным и принятым сигналами, или коэффициента взаимной корреляции между ними [9], реализованный в портативном одноканальном ультразвуковом расходомере. Определение «одноканальный» принят в этом источнике для устройства, в состав которого кроме электроакустических излучателя и приемника а также электронных устройства излучения, обработки и отображения принятого сигнала, включен участок контролируемой среды, в то время как названное определение может быть отнесено к гидроакустическому каналу в целом, фактически включающем электрические каналы излучения, приема и объединяющую их в одну цепь водную среду.
Как нетрудно видеть, аппаратурная реализация приведенных аналогов, также как и выбранного прототипа, характеризуется необходимостью применения двухканальной схемы - наличием каналов излучения и приема, включающих электроакустические излучатели и приемники и соответствующие им электронные устройства излучения, обработки и отображения принятого сигнала. Преобладающее большинство реализации способов, принятых в качестве аналогов, имеют в своей основе использование встраиваемых гидроакустических датчиков внутри трубопроводов с соблюдением жестких требований по их взаимному расположению, что уменьшает их надежность и ремонтопригодность, а также полностью исключает такое необходимое в некоторых случаях свойство, как мобильность. Исключение составляет цитированный выше источник [9], в котором представлено описание реализации способа с «времяпролетным корреляционным измерением» в автономном устройстве. Однако, как правило, конструкция подобных устройств представляет собой встраиваемые в трубопровод блоки, обеспечивающие получение и передачу потребителям информацию по контролируемому параметру.
Техническим результатом изобретения является существенное упрощение реализуемых по заявляемому способу устройств со значительным снижением затрат на проектирование, разработку, а также установку и эксплуатацию, что повлечет за собой повышение их надежности, в общем смысле, и ремонтопригодности, в частном. Что касается такого параметра, как точность измерений, то реальные требования потребителей могут быть удовлетворены выбором конструкции электроакустических излучателей и соответствующим электронным обеспечением.
Указанный результат достигается использованием известного свойства электроакустических излучателей изменять свое сопротивление излучения, имеющее, как правило, комплексный характер, в соответствии с изменением характеристик среды - плотности, температуры и давления. Следовательно, контролируя соотношение величин активной и реактивной частей составляющих сопротивления излучения, можно получать информацию о характеристиках среды и их динамике, т.е. в нашем случае скорости потока при прокачивании жидких сред в трубопроводах. Наиболее полно указанное соотношение при работе генератора на комплексную нагрузку характеризует фазовый сдвиг между подводимым к излучателю электрическим напряжением и потребляемым им током, что и определяет выбор его (фазового сдвига) в качестве контролируемого параметра, в предлагаемом способе контроля потока жидких сред в трубопроводе.
Сопоставительный анализ предлагаемого способа с рассмотренными аналогами показывает, что заявляемый способ содержит, во-первых, результат решения известной задачи - оперативного контроля скорости потока жидких сред в трубопроводах - с новым объектом контроля, а именно электронной частью канала излучения гидроакустических сигналов, во-вторых, обоснование выбора нового контролируемого параметра - фазового сдвига между подводимым к излучателю напряжением и потребляемым им током и наконец, в-третьих, новую форму реализации этого способа - установку излучателя с акустико-механической связью с звукопроводящим трубопроводом на внешней его поверхности.
Практическая реализация данного изобретения может быть достигнута достаточно просто - исключением канала приема и введением устройства контроля обозначенного выше существенного отличительного признака (фазового сдвига) в канал излучения одного из аналогов.
Источники информации
1. Паршин В.М. Приборы и методы комплексных поточных измерений вязкости, плотности и скорости движения жидкости. М., Мет. 1990.
2. Гост 001.017.120.010 Измерение параметров потока жидкости в закрытых каналах.
3. Расходомеры. Физический энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия, 1966, т.4, с.375.
4. Патент US №4032259, МПК7 G01F 1/66, 28.06.1977.
5. Патент РФ №2018089, МПК7 G01F 1/66, 15.08. 1994.
6. Патент РФ №2209401, МПК7, G01F 1/66, 06.07.2001.
7. Патент РФ №2180432, МПК7 G01F 1/66, 10.02.2002.
8. Патент РФ №2210062, МПК7 G01F 1/66, 11.06.2003.
9. Портативный одноканальный ультразвуковой расходомер с графическим дисплеем KATFlow 200. Каталог фирмы Inno-Tech (http://www. inno-tech.ru/catalog/1/19).
Claims (1)
- Гидроакустический способ контроля скорости потока жидких сред в трубопроводах, включающий создание в них гидроакустического поля и последующий контроль его параметров с помощью электроакустических преобразователей (ЭАП) и питающих их электронных устройств формирования и усиления сигналов, отличающийся тем, что используют свойство ЭАП в режиме излучения изменять соотношение величин активной и реактивной составляющих своего сопротивления излучения при изменении характеристик среды, в частности скорости ее потока, а в качестве контролируемого параметра выбирают фазовый сдвиг между подводимым к ЭАП электрическим напряжением и потребляемым ими током.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014104466/28A RU2550758C1 (ru) | 2014-02-07 | 2014-02-07 | Гидроакустический способ контроля скорости потока жидких сред в трубопроводах |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014104466/28A RU2550758C1 (ru) | 2014-02-07 | 2014-02-07 | Гидроакустический способ контроля скорости потока жидких сред в трубопроводах |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2550758C1 true RU2550758C1 (ru) | 2015-05-10 |
Family
ID=53294105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014104466/28A RU2550758C1 (ru) | 2014-02-07 | 2014-02-07 | Гидроакустический способ контроля скорости потока жидких сред в трубопроводах |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2550758C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU148254A1 (ru) * | 1961-05-15 | 1961-11-30 | М.Е. Перельштейн | Акустический способ дл измерени расхода потоков жидкости или газа и устройство дл его осуществлени |
SU1030656A1 (ru) * | 1982-04-05 | 1983-07-23 | Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт | Ультразвуковой расходомер |
SU1545083A2 (ru) * | 1986-11-26 | 1990-02-23 | Предприятие П/Я А-3513 | Акустический способ обнаружени протечек жидкости или газа в напорных трубопроводах |
SU1638803A1 (ru) * | 1987-09-16 | 1991-03-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Геологических, Геофизических И Геохимических Информационных Систем | Акустический преобразователь |
DE10062875A1 (de) * | 2000-12-16 | 2002-07-04 | Hydrometer Gmbh | Durchflussmesser |
RU2352905C2 (ru) * | 2007-03-27 | 2009-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Измеритель массы жидкости, транспортируемой по нефтепроводу |
RU2390732C2 (ru) * | 2008-07-07 | 2010-05-27 | Александр Алексеевич Васильев | Способ контроля наличия остаточного газа в потоке жидкости и устройство для его осуществления |
RU2406977C2 (ru) * | 2004-03-03 | 2010-12-20 | Инвенсис Системз, Инк. | Многофазный расходомер кориолиса |
-
2014
- 2014-02-07 RU RU2014104466/28A patent/RU2550758C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU148254A1 (ru) * | 1961-05-15 | 1961-11-30 | М.Е. Перельштейн | Акустический способ дл измерени расхода потоков жидкости или газа и устройство дл его осуществлени |
SU1030656A1 (ru) * | 1982-04-05 | 1983-07-23 | Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт | Ультразвуковой расходомер |
SU1545083A2 (ru) * | 1986-11-26 | 1990-02-23 | Предприятие П/Я А-3513 | Акустический способ обнаружени протечек жидкости или газа в напорных трубопроводах |
SU1638803A1 (ru) * | 1987-09-16 | 1991-03-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Технологический Институт Геологических, Геофизических И Геохимических Информационных Систем | Акустический преобразователь |
DE10062875A1 (de) * | 2000-12-16 | 2002-07-04 | Hydrometer Gmbh | Durchflussmesser |
RU2406977C2 (ru) * | 2004-03-03 | 2010-12-20 | Инвенсис Системз, Инк. | Многофазный расходомер кориолиса |
RU2352905C2 (ru) * | 2007-03-27 | 2009-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Измеритель массы жидкости, транспортируемой по нефтепроводу |
RU2390732C2 (ru) * | 2008-07-07 | 2010-05-27 | Александр Алексеевич Васильев | Способ контроля наличия остаточного газа в потоке жидкости и устройство для его осуществления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11243105B2 (en) | Flow meter configuration and calibration | |
CN107144313B (zh) | 流量测量装置和流量测量方法 | |
GB2507269A (en) | Determining the spatial relationship between two surfaces | |
CN108194841B (zh) | 一种有源校准式供水管道泄漏相关检测方法及装置 | |
US9778082B2 (en) | Method and device for determining the velocity of a medium | |
CN105181997A (zh) | 非接触式超声波水流流速计及非接触式流速检测方法 | |
JP2010181326A (ja) | 超音波計測器 | |
GB2530565A (en) | Acoustic thermometry | |
JP2019521350A (ja) | プロセス侵入が低減された渦流量計 | |
RU2550758C1 (ru) | Гидроакустический способ контроля скорости потока жидких сред в трубопроводах | |
WO2005083371A1 (ja) | ドップラー式超音波流量計 | |
CN108051036A (zh) | 非满管的超声波流量计及超声波流量测量系统 | |
CN107436190B (zh) | 一种电声互易装置的非互易补偿方法 | |
US11249216B2 (en) | System and methodology of cross casing resistivity tool | |
CN110506198B (zh) | 超声波流量测量装置 | |
JP2017187310A (ja) | 超音波流量計 | |
Tu et al. | Phase and frequency matching-based signal processing method for Coriolis mass flowmeters | |
RU2351900C2 (ru) | Расходомер жидких сред в трубопроводах | |
EP4042181A1 (en) | Ultrasonic detector | |
RU2672815C1 (ru) | Измерение потока ультразвуком | |
Huang et al. | Accurate indoor localization using acoustic direction finding via smart phones | |
KR101865801B1 (ko) | 인라인 방식의 상수관로 압력 및 유량 원격 계측장치 | |
AU2020410906B2 (en) | Device and system for determining property of object | |
JP2008164329A (ja) | 超音波流量計 | |
RU2563603C1 (ru) | Способ определения чувствительности по полю гидроакустического приемника |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170208 |