RU2568943C1 - Meter of fluid medium quantity and method to determine quantity of fluid medium - Google Patents
Meter of fluid medium quantity and method to determine quantity of fluid medium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2568943C1 RU2568943C1 RU2014126001/28A RU2014126001A RU2568943C1 RU 2568943 C1 RU2568943 C1 RU 2568943C1 RU 2014126001/28 A RU2014126001/28 A RU 2014126001/28A RU 2014126001 A RU2014126001 A RU 2014126001A RU 2568943 C1 RU2568943 C1 RU 2568943C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulses
- fluid
- controller
- meter
- clock
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерителям количества текучей среды, а также к способу определения количества текучей среды. Изобретение может быть использовано для уменьшения погрешности тахометрических преобразователей при измерении количества текучих сред, прошедших через них.The invention relates to the field of measuring technology, namely to measuring the amount of fluid, as well as to a method for determining the amount of fluid. The invention can be used to reduce the error of tachometric transducers when measuring the number of fluids passing through them.
Тахометрический способ определения расхода текучей среды, которая проходит через измеритель, в целом основан на принципе измерения скорости вращения подвижного элемента, который вращается под действием текучей среды. Использование подвижного элемента как чувствительного позволяет значительно упростить конструкцию измерителя, снизить расходы на техническое обслуживание, а также упростить требования по установке таких измерителей в системы подачи текучих сред. Однако при всех вышеперечисленных преимуществах остается ряд существенный недостатков, таких как: чувствительность подвижного элемента к качеству и вязкости протекающей среды, изменение чувствительности подвижного элемента при потоке с малым расходом, а также относительно высокий уровень погрешности для таких измерений.The tachometric method for determining the flow rate of a fluid that passes through the meter is generally based on the principle of measuring the rotation speed of a movable element that rotates under the influence of a fluid. The use of a movable element as a sensitive one can significantly simplify the design of the meter, reduce maintenance costs, and also simplify the requirements for installing such meters in fluid supply systems. However, with all of the above advantages, there are a number of significant drawbacks, such as: the sensitivity of the moving element to the quality and viscosity of the flowing medium, the change in the sensitivity of the moving element in the flow with a low flow rate, as well as a relatively high level of error for such measurements.
Например, в соответствии с нормативными документами, в верхнем диапазоне расходов допустимая погрешность измерения составляет 2% для счетчиков холодной воды и 3% для счетчиков горячей воды. В нижнем диапазоне расходов допустимая погрешность измерения составляет 5%. В диапазоне расходов от порога чувствительности до минимального расхода допустимая погрешность не нормируется.For example, in accordance with regulatory documents, in the upper flow range the permissible measurement error is 2% for cold water meters and 3% for hot water meters. In the lower flow range, the permissible measurement error is 5%. In the flow range from the sensitivity threshold to the minimum flow, the permissible error is not standardized.
Описанные выше особенности тахометрических способов определения объемов текучих сред обусловили необходимость разработки новых более точных устройств и способов определения количества текучих сред.The above described features of tachometric methods for determining the volume of fluids necessitated the development of new, more accurate devices and methods for determining the amount of fluids.
Известен способ определения расхода и количества текучей среды, который реализуется тахометрическими средствами измерений [П.П.Кремлевский. Расходомеры и счетчики количества. Справочник. 4-е издание, перераб. и доп. -Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1989. - 701 с.]. Способ основан на тахометрическом принципе, при котором протекающая текучая среда воздействует на скорость вращения подвижного элемента типа турбины или крыльчатки. Скорость движения подвижного элемента пропорциональна объемному расходу текучей среды.A known method of determining the flow rate and amount of fluid, which is implemented by tachometric measuring instruments [P.P. Kremlevsky. Flow meters and quantity counters. Directory. 4th edition, revised. and add. -L.: Engineering. Leningra. Department, 1989. - 701 p.]. The method is based on a tachometric principle in which a flowing fluid affects the rotation speed of a movable element such as a turbine or impeller. The speed of the moving element is proportional to the volumetric flow rate of the fluid.
При этом средства измерения оснащены тахометрическим преобразователем, вырабатывающим измерительный сигнал (импульс), частота которого пропорциональна скорости движения подвижного элемента. Таким образом, подсчитывая количество импульсов, определяют количество прошедшей через измеритель текучей среды.In this case, the measuring instruments are equipped with a tachometric transducer that generates a measuring signal (pulse), the frequency of which is proportional to the speed of movement of the moving element. Thus, by counting the number of pulses, the amount of fluid passed through the meter is determined.
Особенностью таких средств измерений является то, что на малых расходах текучей среды цена одного импульса тахометрического преобразователя больше, чем в некотором установившемся режиме, когда цена одного импульса уже не зависит от расхода текучей среды.A feature of such measuring instruments is that at low flow rates of the fluid, the price of one pulse of a tachometric transducer is greater than in some steady state, when the price of one pulse is no longer dependent on the flow of fluid.
Под ценой следует понимать протекшее количество текучей среды, соответствующее одному импульсу тахометрического преобразователя. Изменение цены в зависимости от расхода текучей среды носит нелинейный характер. Цена постепенно уменьшается от некоторого значения при расходе, соответствующем порогу чувствительности (когда подвижный элемент начинает устойчиво вращаться) до переходного расхода (когда цена одного оборота уже не зависит от расхода текучей среды).Under the price should be understood the flowing amount of fluid corresponding to one pulse of the tachometric transducer. The change in price depending on the flow rate of the fluid is non-linear. The price gradually decreases from a certain value at a flow rate corresponding to the sensitivity threshold (when the moving element starts to rotate stably) to a transitional flow rate (when the price of one revolution no longer depends on the flow rate of the fluid).
Однако использование данного способа подразумевает, что при расчете протекшего через тахометрическое средство измерения объема текучей среды будет учитываться только цена импульса, соответствующая интервалу от переходного до максимального расхода. Это приводит к значительной погрешности измерений при малых расходах текучей среды.However, the use of this method implies that when calculating the volume of fluid flowing through a tachometric means, only the pulse price corresponding to the interval from the transition to the maximum flow rate will be taken into account. This leads to a significant measurement error at low flow rates.
Ближайшим аналогом, выбранным в качестве прототипа, является решение, описанное в патенте РФ №2458196, в котором заявлено устройство - турбинный расходомер, и способ определения количества жидкости. Способ направлен на определение количества текучей среды, проходящей через турбинный измеритель, содержащий ротор с лопатками и контроллер для непрерывной регистрации импульса в момент времени Ti, генерируемого за каждый полный оборот ротора. Способ включает стадии, на которых:The closest analogue, selected as a prototype, is the solution described in the patent of the Russian Federation No. 2458196, in which the claimed device is a turbine flow meter, and a method for determining the amount of liquid. The method is aimed at determining the amount of fluid passing through a turbine meter containing a rotor with blades and a controller for continuously recording a pulse at time T i generated for each full revolution of the rotor. The method includes the stages in which:
(а) измеряют интервалы времени ΔTi=(Ti-Ti-1), проходящие между последовательными импульсами;(a) measuring time intervals ΔT i = (T i -T i-1 ) passing between successive pulses;
(б) определяют величину расхода FRi, соответствующую каждому из указанных интервалов ΔTi=(Ti-Ti-1), на основе экспериментальной калибровочной нелинейной аналитической функции, которая корректирует изменение расхода предварительно выбранной текучей среды с изменением интервала времени между последовательными импульсами турбинного измерителя;(b) determine the flow rate FR i corresponding to each of the indicated intervals ΔT i = (T i -T i-1 ), based on the experimental calibration non-linear analytical function, which corrects the change in the flow rate of a pre-selected fluid with a change in the time interval between successive pulses turbine meter;
(в) вычисляют дискретное количество текучей среды Vi=Ti·FRi, которое протекает в течение каждого из указанных интервалов времени ΔTi=(Ti-Ti-1) между последовательными импульсами;(c) calculating a discrete amount of fluid V i = T i · FR i that flows during each of the indicated time intervals ΔT i = (T i -T i-1 ) between successive pulses;
(г) вычисляют общее количество текучей среды Vt=ΣiVi, протекающей через измеритель.(d) calculate the total amount of fluid V t = Σ i V i flowing through the meter.
При этом на этапе (б) создают калибровочный массив, образованный из равностоящих периодов времени Δpi и соответствующих величин расходов vi, вычисленных путем ввода указанных равностоящих периодов времени в экспериментальную калибровочную нелинейную аналитическую функцию. После чего сравнивают каждый интервал времени ΔTi, измеренный между последовательными импульсами Ti, с равноотстоящими периодами времени Δpi калибровочного массива для определения, между какими из периодов расположен измеренный интервал времени. Следующим этапом осуществляют линейную интерполяцию между величинами расходов vi, соответствующими равноотстоящими периодами времени Δpi калибровочного массива данных, между которыми расположены равноотстоящие периоды времени ΔTi, с учетом определения фактического расхода FRi, соответствующего измеренному интервалу времени ΔTi.At the same time, at step (b), a calibration array is created, formed from equidistant time periods Δp i and the corresponding flow rates v i calculated by entering the indicated equidistant time periods into the experimental calibration nonlinear analytical function. After that, each time interval ΔT i measured between successive pulses T i is compared with equally spaced time periods Δp i of the calibration array to determine between which periods the measured time interval is located. The next step is linear interpolation between the flow rates v i corresponding to equally spaced time periods Δp i of the calibration data array, between which equally spaced time periods ΔT i are located , taking into account the determination of the actual flow rate FR i corresponding to the measured time interval ΔT i .
К недостаткам описанного способа следует отнести необходимость проведения вычислений на каждом интервале времени, что значительно увеличивает обрабатываемый массив обрабатываемых данных и, соответственно, нагрузку на контроллер. При этом использование для определения количества протекшей текучей среды интервалов времени, величина которых может быть значительно малой, приводит к необходимости математического учета ряда малых величин, которые при достижении определенного знака после запятой перестают учитываться для уменьшения нагрузки на вычислительный процессор/контроллер, что приводит к накоплению систематической ошибки и, соответственно, погрешности расчетов.The disadvantages of the described method include the need for calculations at each time interval, which significantly increases the processed array of the processed data and, accordingly, the load on the controller. At the same time, the use of time intervals for determining the amount of leaking fluid medium, the value of which can be significantly small, leads to the need for mathematical accounting of a number of small quantities, which, when a certain decimal point is reached, cease to be taken into account to reduce the load on the computing processor / controller, which leads to accumulation systematic error and, accordingly, calculation errors.
Описанное в патенте устройство - измеритель расхода, представляет собой турбинный расходомер, содержащий ротор с лопатками и контроллер для непрерывной регистрации импульсных сигналов, генерируемых в моменты времени Ti за каждый полный оборот ротора, и определения количества текущей среды, протекающей через измеритель. При этом контроллер выполнен с возможностью измерения интервалов времени ΔTi=(Ti-Ti-1), проходящих между последовательными импульсами для определения величины расхода FRi, соответствующей каждому из указанных интервалов ΔTi=(Ti-Ti-1), на основе экспериментальной калибровочной нелинейной аналитической функции. Функция корректирует изменение расхода предварительно выбранной текучей среды с изменением интервала времени между последовательными импульсами измерителя. Также контроллер выполнен с возможностью вычисления дискретного количества текучей среды Vi=Ti·FRi, которая протекает в течение каждого из указанных интервалов времени ΔTi=(Ti-Ti-1) между последовательными импульсами.The device described in the patent, the flow meter, is a turbine flow meter containing a rotor with blades and a controller for continuously recording the pulse signals generated at times T i for each complete revolution of the rotor and determining the amount of current medium flowing through the meter. Moreover, the controller is configured to measure time intervals ΔT i = (T i -T i-1 ) passing between successive pulses to determine the flow rate FR i corresponding to each of the indicated intervals ΔT i = (T i -T i-1 ) based on an experimental gauge non-linear analytic function. The function corrects a change in the flow rate of a pre-selected fluid with a change in the time interval between successive pulses of the meter. Also, the controller is configured to calculate a discrete amount of fluid V i = T i · FR i , which flows during each of the indicated time intervals ΔT i = (T i -T i-1 ) between successive pulses.
К недостаткам описанного решения следует отнести использование для определения количества протекшей текучей среды интервалов времени, величина которых может быть значительно малой, что приводит к необходимости математического учета ряда малых величин, которые при достижении определенного знака после запятой перестают учитываться для уменьшения нагрузки на вычислительный процессор. Поскольку прекращается учет ряда значений, то при подсчете расхода/количества текучей среды накапливается систематическая погрешность. Также при подобных вычислениях идет высокая нагрузка на контроллер, что может приводить к повышению времени обработки данных. Следует отметить, что наличие таймера также приводит к усложнению конструкции контроллера и к повышению стоимости производства такого контроллера.The disadvantages of the described solution include the use of time intervals for determining the amount of fluid that has flowed, the value of which can be significantly small, which leads to the need for mathematical accounting of a number of small values that, when a certain decimal place is reached, are no longer taken into account to reduce the load on the computing processor. Since a number of values are no longer taken into account, a systematic error is accumulated in the calculation of the flow rate / quantity of the fluid. Also, in such calculations, there is a high load on the controller, which can lead to an increase in data processing time. It should be noted that the presence of a timer also complicates the design of the controller and increases the cost of production of such a controller.
В основу изобретения поставлена задача разработать измеритель количества протекшей текучей среды, конструкция которого позволит обеспечить повышение точности измерения, а также повышение точности измерения количества текучей среды при переходных процессах, таких как начало прохода текучей среды и завершение прохода. Повышение точности измерителя будет достигнуто за счет учета корректировочных величин, которые будут определены для каждого вида текучей среды. При этом конструкция измерителя не будет содержать таймера, что позволить исключить измерение малых отрезков времени и последующий расчет, основанный на малых величинах, что в свою очередь позволит повысить скорость расчетов и, соответственно, скорость работы измерителя.The basis of the invention is the task of developing a meter of the amount of leaking fluid, the design of which will provide improved measurement accuracy, as well as improving the accuracy of measuring the amount of fluid during transients, such as the beginning of the passage of the fluid and the completion of the passage. Improving the accuracy of the meter will be achieved by taking into account the correction values that will be determined for each type of fluid. In this case, the design of the meter will not contain a timer, which allows to exclude the measurement of small segments of time and subsequent calculation based on small values, which in turn will increase the speed of calculations and, accordingly, the speed of the meter.
Также в основу изобретения поставлена задача разработать способ определения количества текучей среды с использованием измерителя, который позволит повысить точность измерения количества протекшей текучей среды за счет обеспечения использования корректировочных коэффициентов, определяемых для каждого типа текучей среды. Также точность измерения по способу будет обеспечена за счет исключения из расчета интервалов времени, значение которых может быть малым. При этом также разработанный способ позволит уменьшить количество расчетных операций от момента снятия показаний до момента вывода результатов измерений, что позволить уменьшить расчетную погрешность на каждом этапе, за счет чего снизить расчетные погрешности в целом.The invention is also based on the task of developing a method for determining the amount of fluid using a meter, which will improve the accuracy of measuring the amount of leaked fluid by ensuring the use of correction factors determined for each type of fluid. Also, the accuracy of the measurement by the method will be ensured by excluding from the calculation time intervals, the value of which may be small. At the same time, the developed method will also allow to reduce the number of settlement operations from the moment of taking readings to the moment of displaying the measurement results, which allows to reduce the calculated error at each stage, thereby reducing the calculated errors in general.
Поставленная задача решается тем, что разработан измеритель количества текучей среды, содержащий контроллер, тахометрический преобразователь, соединенный с контроллером, регистрирующим и подсчитывающим импульсы тахометрического преобразователя, а также определяющим количество протекшей текучей среды через измеритель, при этом содержит тактовый генератор, соединенный с контроллером, где контроллер выполнен с возможностью определения количества импульсов тактового генератора Nt между последовательными импульсами тахометрического преобразователя, определения весового коэффициента W(Nt), соответствующего текущему значению количества импульсов тактового генератора Nt, и корректирования количества импульсов тахометрического преобразователя на весовой коэффициент W(Nt). Благодаря такому исполнению изобретения достигается следующий технический результат: повышение точности измерения количества текучей среды за счет учета корректировочной величины - весового коэффициента W(Nt), а исключение из конструкции измерителя таймера времени исключает необходимость подсчета малых величин, что обеспечивает повышение скорости и точности работы измерителя.The problem is solved in that a fluid quantity meter is developed, comprising a controller, a tachometric transducer connected to a controller that records and counts the pulses of the tachometric transducer, as well as determining the amount of fluid flowing through the meter, while it contains a clock generator connected to the controller, where the controller is configured to determine the number of pulses of the clock generator N t between successive tachometric pulses the transducer, determining the weight coefficient W (N t ) corresponding to the current value of the number of pulses of the clock generator N t , and adjusting the number of pulses of the tachometric converter by the weight coefficient W (N t ). Thanks to this embodiment of the invention, the following technical result is achieved: improving the accuracy of measuring the amount of fluid by taking into account the correction value - the weight coefficient W (N t ), and the exclusion of the timer from the design of the meter eliminates the need for counting small quantities, which improves the speed and accuracy of the meter .
Корректирование количества импульсов тахометрического преобразователя на весовой коэффициент W(Nt) заключается в суммировании весового коэффициента W(Nt) к количеству импульсов тахометрического преобразователю. При этом значение весового коэффициента W(Nt) представляет собой целое число с положительным значением, то есть значение весового коэффициента не может быть отрицательным.Correction of the number of pulses of the tachometric transducer by the weight coefficient W (N t ) consists in summing the weight coefficient W (N t ) to the number of pulses of the tachometric transducer. Moreover, the value of the weight coefficient W (N t ) is an integer with a positive value, that is, the value of the weight coefficient cannot be negative.
Тактовый генератор генерирует импульсы заданной частоты. Частоту тактового генератора выбирают такой, чтобы она была больше частоты импульсов тахометрического преобразователя при максимальном расходе текучей среды, на котором требуется корректировка, например, переходный расход.The clock generator generates pulses of a given frequency. The frequency of the clock generator is chosen so that it is greater than the pulse frequency of the tachometric Converter at the maximum flow rate of the fluid, which requires adjustment, for example, transitional flow rate.
Контроллер выполнен с возможностью сравнения количества импульсов тактового генератора Nt с заданным максимальным значением Nt max. Таким образом, контроллер обеспечивает работу логического цикла, направленного на отслеживание момента остановки потока текучей среды. При каждом появлении импульса тактового генератора, контроллер производит сравнение, когда значение Nt<Nt max количество импульсов тактового генератора Nt увеличивают на 1, когда значение Nt max ≤ Nt контроллер может отключить тактовый генератор и включить его при возникновении следующего импульса тахометрического преобразователя. Контроллер также может установить значение, соответствующее количеству импульсов тактового генератора Nt, равным заданному начальному значению. Преимущественно заданное начальное значение равно нулю, а значение Nt max выбирают таким, чтобы оно было не меньше количества импульсов тактового генератора между последовательными импульсами тахометрического преобразователя при минимальном расходе текучей среды, на котором требуется корректировка, например, порог чувствительности.The controller is configured to compare the number of pulses of the clock generator N t with a given maximum value N t max . Thus, the controller provides a logical cycle aimed at monitoring the moment of stopping the fluid flow. With each occurrence of a clock pulse, the controller compares when the value of N t <N t max increases the number of pulses of the clock generator N t by 1, when the value N t max ≤ N t, the controller can turn off the clock and turn it on when the next tachometer pulse occurs transducer. The controller can also set a value corresponding to the number of pulses of the clock generator N t equal to a predetermined initial value. Advantageously, the predetermined initial value is zero, and the value of N t max is chosen so that it is not less than the number of pulses of a clock generator between consecutive pulses of a tachometric transducer with a minimum flow rate of the fluid at which correction is required, for example, a sensitivity threshold.
Очевидно, что контроллер содержит вычислительный модуль и модуль памяти. Вычислительный модуль включает в себя процессор, который производит все расчетные операции.Obviously, the controller contains a computing module and a memory module. The computing module includes a processor that performs all the calculation operations.
Тахометрический преобразователь представляет собой датчик изменения магнитного поля. На одной оси с подвижным элементом, вращающимся под действием текучей среды, закреплен постоянный магнит. Вблизи области вращения магнита расположен датчик изменения магнитного поля, который передает контроллеру сигнал (импульс) каждый раз, когда изменение магнитного поля, воздействующего на датчик, превышает пороговое значение, в том числе учитывается изменение направления магнитного поля.The tachometric transducer is a magnetic field change sensor. A permanent magnet is fixed on one axis with a movable element rotating under the action of a fluid. A magnetic field change sensor is located near the magnet rotation region, which transmits a signal (impulse) to the controller every time when the change in the magnetic field acting on the sensor exceeds a threshold value, including the change in the direction of the magnetic field.
Целесообразно исполнение измерителя, который содержит выводы для подключения к калибровочному устройству. Благодаря возможности подключения к калибровочному устройству обеспечена возможность подстройки измерителя для каждого типа текучей среды, а также в зависимости от необходимых условий эксплуатации. Это позволяет значительно расширить область применения заявляемого измерителя количества текучей среды.It is advisable to design a meter that contains conclusions for connection to a calibration device. Thanks to the ability to connect to the calibration device, it is possible to adjust the meter for each type of fluid, as well as depending on the necessary operating conditions. This allows you to significantly expand the scope of the inventive meter of the amount of fluid.
Весовой коэффициент W(Nt) определяют в зависимости от количества импульсов тактового генератора в данный момент времени на основе данных калибровки устройства для каждого конкретного случая.The weight coefficient W (N t ) is determined depending on the number of pulses of the clock generator at a given time based on the calibration data of the device for each particular case.
Также поставленная задача решается тем, что разработан способ определения количества текучей среды с использованием измерителя, описанного выше, который включает регистрацию импульса тахометрического преобразователя, подсчет импульсов тахометрического преобразователя и определение количества текучей среды, которая прошла через измеритель количества текучей среды, при этом перед определением количества текучей среды, определяют количество импульсов тактового генератора Nt между последовательными импульсами тахометрического преобразователя и определяют весовой коэффициент W(Nt) импульса тахометрического преобразователя, соответствующий текущему значению количества импульсов тактового генератора Nt, затем корректируют количество импульсов тахометрического преобразователя на весовой коэффициент W(Nt). Благодаря такой последовательности действий достигается следующий технический результат: повышение точности измерения протекшего количества текучей среды за счет учета корректировочной величины - весового коэффициента W(Nt), также уменьшает количество расчетных операций от момента снятия показаний до момента вывода результатов измерений, что уменьшает расчетную погрешность на каждом этапе и снижает расчетные погрешности в целом.The problem is also solved by the fact that a method for determining the amount of fluid using the meter described above is developed, which includes recording the pulse of the tachometric transducer, counting the pulses of the tachometric transducer and determining the amount of fluid that passed through the meter of the amount of fluid, before determining the amount fluid, determine the number of pulses of a clock generator N t between successive pulses of a tachometric pre the browser and determine the weight coefficient W (N t ) of the pulse of the tachometric transducer corresponding to the current value of the number of pulses of the clock generator N t , then the number of pulses of the tachometric transducer is adjusted by the weight coefficient W (N t ). Thanks to this sequence of actions, the following technical result is achieved: improving the accuracy of measuring the flowing amount of fluid by taking into account the correction value - the weight coefficient W (N t ), also reduces the number of calculation operations from the moment of taking readings to the moment of outputting the measurement results, which reduces the calculated error by each stage and reduces the calculated errors in general.
Весовой коэффициент W(Nt) определяют в зависимости от количества импульсов тактового генератора в данный момент времени на основе данных калибровки устройства для каждого конкретного случая.The weight coefficient W (N t ) is determined depending on the number of pulses of the clock generator at a given time based on the calibration data of the device for each particular case.
Корректирование количества импульсов тахометрического преобразователя на весовой коэффициент W(Nt) заключается в суммировании весового коэффициента W(Nt) к количеству импульсов тахометрического преобразователю. При этом значение весового коэффициента W(Nt) представляет собой целое число с положительным значением, то есть значение весового коэффициента не может быть отрицательным.Correction of the number of pulses of the tachometric transducer by the weight coefficient W (N t ) consists in summing the weight coefficient W (N t ) to the number of pulses of the tachometric transducer. Moreover, the value of the weight coefficient W (N t ) is an integer with a positive value, that is, the value of the weight coefficient cannot be negative.
Перед определением весового коэффициента W(Nt) импульса тахометрического преобразователя, соответствующего текущему значению количества импульсов тактового генератора Nt, производят аппроксимацию табличных значений весового коэффициента W(n). Табличные значения весового коэффициента W(n) определяют при калибровке.Before determining the weight coefficient W (N t ) of the pulse of the tachometric converter corresponding to the current value of the number of pulses of the clock generator N t , the tabular values of the weight coefficient W (n) are approximated. Table values of the weight coefficient W (n) are determined during calibration.
Калибровка включает этапы, на которых проводят по меньшей мере одно измерение объема V протекшей текучей среды, измерение количества импульсов тактового генератора и тахометрического преобразователя при заданном количестве текучей среды, после чего определяют среднее количество импульсов тактового генератора n между импульсами тахометрического преобразователя, а также средний объем v текучей среды, соответствующий одному импульсу тахометрического преобразователя, затем аппроксимируют зависимость v(n) и определяют зависимость W(n). Зависимость v(n) нелинейная, ее вид зависит от конструкции устройства, которым производят измерения, а также от его характеристик, от конструкции подвижного элемента, который регистрирует показания и от типа тахометрического преобразователя. При калибровке, в случае если проведено несколько измерений, аппроксимация может быть линейной. Следует отметить, что значение W(n) вычисляют при каждом измерении во время калибровки. Благодаря калибровке обеспечивается возможность применения заявляемого способа для любой текучей среды, при этом заявляемый способ является эффективным для любых условий эксплуатации.Calibration includes the steps of at least one measurement of the volume V of the leaked fluid, measuring the number of pulses of the clock generator and the tachometer transducer for a given amount of fluid, and then determining the average number of pulses of the clock generator n between the pulses of the tachometer transducer, as well as the average volume v of the fluid corresponding to one pulse of the tachometric transducer, then the dependence v (n) is approximated and the dependence W (n) is determined. The dependence v (n) is nonlinear; its form depends on the design of the device used to measure it, as well as on its characteristics, on the design of the movable element, which records the readings and on the type of tachometric transducer. During calibration, if several measurements are made, the approximation may be linear. It should be noted that the value of W (n) is calculated for each measurement during calibration. Thanks to the calibration, it is possible to use the inventive method for any fluid, while the inventive method is effective for any operating conditions.
При калибровке после определения значений W(n), если значения W(n) не целые, то дополнительно вводят корректировочный коэффициент k, на который умножают значения W(n), для того чтобы исключить дробные величины. Таким образом, обеспечено повышение точности расчета количества текучей среды за счет исключения суммирования малых величин. При этом исключена необходимость учитывать знаки после запятой, что позволяет снизить нагрузку на контроллер.When calibrating after determining the values of W (n), if the values of W (n) are not integer, then an additional correction factor k is introduced by which the values of W (n) are multiplied in order to exclude fractional values. Thus, the accuracy of calculating the amount of fluid is improved by eliminating the summation of small quantities. This eliminates the need to consider decimal places, which reduces the load on the controller.
Очевидно, что для определения количества протекшей текучей среды количество импульсов тахометрического преобразователя делят на коэффициент k, определенный при калибровке.Obviously, to determine the amount of leaking fluid, the number of pulses of the tachometer transducer is divided by the coefficient k determined during calibration.
При определении количества импульсов тактового генератора Nt производят сравнение количества импульсов тактового генератора Nt с заданным максимальным значением Nt max. Когда значение Nt<Nt max, то увеличивают количество импульсов тактового генератора на 1, иначе отключают тактовый генератор. Таким образом, обеспечена работа логического цикла, направленного на отслеживание момента остановки потока текучей среды, что позволяет уменьшить погрешность определения количества текучей среды при переходных процессах, таких как, например, завершение подачи текучей среды.When determining the number N t of the clock pulse generator is compared number N t clock pulses with a predetermined maximum value N t max. When the value of N t <N t max , then increase the number of pulses of the clock by 1, otherwise turn off the clock. Thus, the operation of the logical cycle aimed at tracking the moment of stopping the fluid flow is ensured, which allows to reduce the error in determining the amount of fluid during transients, such as, for example, the completion of the fluid supply.
Далее приведен способ реализации заявляемого изобретения.The following is a method of implementing the claimed invention.
Предварительно, перед началом работы измерителя производят его калибровку, для чего измеритель подключают к калибровочному устройству. Затем проводят по меньшей мере одно измерение объема V текучей среды прошедшей через измеритель, количества импульсов тактового генератора n между импульсами тахометрического преобразователя и количество импульсов тахометрического преобразователя m. Для каждого измерения вычисляют среднее значение v текучей среды, соответствующее одному импульсу тахометрического преобразователя и определяют зависимость v(n). Аппроксимируют зависимость v(n) и определяют зависимость W(n). На основании значений W(n) определяют корректировочный коэффициент k, на который умножают значения W(n) для получения целых чисел. Все определенные данные сохраняют в памяти контроллера. Также в память контроллера записываются данные о Nt max . Значение Nt max выбирают таким, чтобы оно было не меньше количества импульсов тактового генератора между последовательными импульсами тахометрического преобразователя при минимальном расходе текучей среды, на котором требуется корректировка, например, порог чувствительности. После калибровки измеритель готов к эксплуатации.Previously, before starting the meter, it is calibrated, for which the meter is connected to a calibration device. Then, at least one measurement of the volume V of fluid passing through the meter, the number of pulses of the clock generator n between the pulses of the tachometer transducer, and the number of pulses of the tachometric transducer m are carried out. For each measurement, the average value v of the fluid corresponding to one pulse of the tachometric transducer is calculated and the dependence v (n) is determined. The v (n) dependence is approximated and the W (n) dependence is determined. Based on the values of W (n), a correction factor k is determined by which the values of W (n) are multiplied to obtain integers. All defined data is stored in the controller memory. Also, data on Nt max . N valuet max chosen so that it was not less than the number of pulses of a clock generator between consecutive pulses of a tachometric transducer with a minimum flow rate of the fluid at which correction is required, for example, a sensitivity threshold. After calibration, the meter is ready for operation.
Во время работы измерителя при каждом появлении импульса тактового генератора производят сравнение количества импульсов тактового генератора Nt с Nt max. Если Nt<Nt max, то увеличивают количество импульсов тактового генератора на 1. При появлении импульса тахометрического преобразователя контроллер корректирует количество импульсов тахометрического преобразователя на весовой коэффициент W(Nt), соответствующий текущему значению количества импульсов тактового генератора. После этого контроллер устанавливает количество импульсов тактового генератора Nt равным заданному начальному значению. Цикл повторяется до момента, когда Nt max ≤ Nt, после чего контроллер отключает тактовый генератор и включает его при возникновении следующего импульса тахометрического преобразователя.During operation of the meter, at each occurrence of a clock pulse, the number of pulses of the clock generator N t is compared with N t max . If N t <N t max , then increase the number of pulses of the clock generator by 1. When a pulse of the tachometer converter appears, the controller adjusts the number of pulses of the tachometer converter by the weight coefficient W (N t ) corresponding to the current value of the number of pulses of the clock generator. After that, the controller sets the number of pulses of the clock generator N t equal to the specified initial value. The cycle is repeated until N t max ≤ N t , after which the controller turns off the clock and turns it on when the next pulse of the tachometer converter occurs.
Ниже представлен пример расчета.Below is an example calculation.
При калибровке определили следующие результаты измерений:During calibration, the following measurement results were determined:
Затем производят расчет среднего количества импульсов тактового генератора между импульсами тахометрического преобразователя и расчет среднего прошедшего объема воды:Then, the average number of pulses of the clock generator between the pulses of the tachometric transducer is calculated and the average transmitted water volume is calculated:
После чего производят аппроксимацию зависимости v(n) и подбирают корректировочный коэффициент. На основании приведенных выше значений функции v(n) видно, что предпочтительным значением корректировочного коэффициента является k=100000. Весовые значения функции приведены далее:After that, the dependence v (n) is approximated and a correction factor is selected. Based on the above values of the function v (n), it can be seen that the preferred value of the correction coefficient is k = 100000. The weight values of the function are given below:
Полученные в таблице данные записывают в память контроллера.The data obtained in the table is written to the controller memory.
Контроллер получает независимые друг от друга импульсы от тактового генератора и тахометрического преобразователя. Когда поступает импульс тахометрического преобразователя, контроллер находит в таблице значение весовой функции W, соответствующее количеству импульсов тактового генератора с момента предыдущего импульса тахометрического преобразователя. Найденное значение W контроллер прибавляет к количеству импульсов тахометрического преобразователя.The controller receives pulses independent from each other from the clock generator and the tachometer converter. When the pulse of the tachometer transducer arrives, the controller finds in the table the value of the weight function W corresponding to the number of pulses of the clock generator from the moment of the previous pulse of the tachometer transducer. The controller adds the found value of W to the number of pulses of the tachometric transducer.
Таким образом, разработан измеритель количества протекшей текучей среды, конструкция которого позволяет обеспечить повышение точности измерения, а также повышение точности измерения количества текучей среды при переходных процессах, таких как начало прохода текучей среды и завершение прохода. Повышение точности измерителя достигнуто за счет учета корректировочных величин, которые определены для каждого вида текучей среды. При этом конструкция измерителя не содержит таймера, что позволяет исключить измерение малых отрезков времени и последующий расчет, основанный на малых величинах, что в свою очередь позволяет повысить скорость расчетов и соответственно скорость работы измерителя.Thus, a leaking fluid quantity meter has been developed, the design of which allows to increase the measurement accuracy, as well as to increase the accuracy of measuring the amount of fluid during transients, such as the beginning of the passage of the fluid and the completion of the passage. Improving the accuracy of the meter is achieved by taking into account the correction values that are determined for each type of fluid. Moreover, the design of the meter does not contain a timer, which eliminates the measurement of small periods of time and subsequent calculation based on small values, which in turn allows you to increase the speed of calculations and, accordingly, the speed of the meter.
Также разработан способ определения количества текучей среды с использованием измерителя, который позволяет повысить точность измерения количества протекшей текучей среды за счет обеспечения использования корректировочных коэффициентов, определяемых для каждого типа текучей среды. Также точность измерения по способу обеспечена за счет исключения из расчета интервалов времени, значение которых может быть малым. Также разработанный способ позволяет уменьшить количество расчетных операций от момента снятия показаний до момента вывода результатов измерений, что позволяет уменьшить расчетную погрешность на каждом этапе, за счет чего снизить расчетные погрешности в целом.A method has also been developed for determining the amount of fluid using a meter, which allows to increase the accuracy of measuring the amount of leaked fluid by ensuring the use of correction factors determined for each type of fluid. Also, the accuracy of the measurement by the method is ensured by excluding from the calculation time intervals, the value of which may be small. Also, the developed method allows to reduce the number of settlement operations from the moment of taking readings to the moment of outputting the measurement results, which allows to reduce the calculated error at each stage, thereby reducing the calculated errors in general.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014126001/28A RU2568943C1 (en) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Meter of fluid medium quantity and method to determine quantity of fluid medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014126001/28A RU2568943C1 (en) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Meter of fluid medium quantity and method to determine quantity of fluid medium |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2568943C1 true RU2568943C1 (en) | 2015-11-20 |
Family
ID=54598237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014126001/28A RU2568943C1 (en) | 2014-06-27 | 2014-06-27 | Meter of fluid medium quantity and method to determine quantity of fluid medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2568943C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4669301A (en) * | 1985-03-14 | 1987-06-02 | Robert Bosch Gmbh | Method for measuring the flow rate of a medium flowing through a pipe and apparatus therefor |
US6305233B1 (en) * | 1995-10-19 | 2001-10-23 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Digital speed determination in ultrasonic flow measurements |
RU2458196C2 (en) * | 2007-04-20 | 2012-08-10 | Электролюкс Хоум Продактс Корпорейшн Н.В. | Turbine flow metre |
-
2014
- 2014-06-27 RU RU2014126001/28A patent/RU2568943C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4669301A (en) * | 1985-03-14 | 1987-06-02 | Robert Bosch Gmbh | Method for measuring the flow rate of a medium flowing through a pipe and apparatus therefor |
US6305233B1 (en) * | 1995-10-19 | 2001-10-23 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Digital speed determination in ultrasonic flow measurements |
RU2458196C2 (en) * | 2007-04-20 | 2012-08-10 | Электролюкс Хоум Продактс Корпорейшн Н.В. | Turbine flow metre |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3987662A (en) | Fluid leakage detection apparatus | |
US5932812A (en) | Method and devices use in flow measurement | |
US7366625B1 (en) | Method, apparatus and computer medium for correcting transient flow errors in flowmeter proving data | |
EP3032230B1 (en) | Flow meter and a method of calibration | |
US5597960A (en) | Pump station flowmeter | |
KR101228427B1 (en) | Digital meter capable of modifying flow and automatic modifying system for the same digital meter | |
US5895863A (en) | Smart flowmeter pre-amplifier | |
US3735637A (en) | Flow-meter and viscometer | |
RU2568943C1 (en) | Meter of fluid medium quantity and method to determine quantity of fluid medium | |
US4005603A (en) | Apparatus for measuring fluid flow | |
EP2495574B1 (en) | Method for determining the frequency of a pulse input signal | |
Tombs et al. | High precision Coriolis mass flow measurement applied to small volume proving | |
RU2686451C1 (en) | Method of calibrating a gas flow meter | |
CN114353891A (en) | Ultrasonic water flow metering method and device, electronic equipment and storage medium | |
CN114199318A (en) | Gas volume measuring and calculating method, device and storage medium | |
KR101184726B1 (en) | Flow meter for measuring flow rate at several time slots | |
US2652720A (en) | Method of and apparatus for determining total flow in a borehole | |
JPH0318135B2 (en) | ||
CN111337092B (en) | Method for selecting reference signal, calculating method and phase difference type ultrasonic flowmeter | |
JP7026556B2 (en) | Turbine type flow meter and its flow correction method | |
JPS6370119A (en) | Flow rate measuring apparatus | |
JPH06331426A (en) | Correcting device for instrumental error | |
SU369405A1 (en) | • PULSE WEIGHT FLOW METER | |
JPH0650796A (en) | Position sensor of prover | |
RU2661541C1 (en) | Method for determining the mass of liquid and steam-gas factions in the tank of process facility |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190114 |