RU2641505C1 - Информационно-измерительная система для измерения расхода и количества газа - Google Patents
Информационно-измерительная система для измерения расхода и количества газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641505C1 RU2641505C1 RU2017106422A RU2017106422A RU2641505C1 RU 2641505 C1 RU2641505 C1 RU 2641505C1 RU 2017106422 A RU2017106422 A RU 2017106422A RU 2017106422 A RU2017106422 A RU 2017106422A RU 2641505 C1 RU2641505 C1 RU 2641505C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- flow rate
- controller
- gas
- measured
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть преимущественно использовано для измерения расхода и количества природного газа при коммерческом учете. В информационно-измерительной системе для измерения расхода и количества газа, состоящей из основного измерительного трубопровода с вихревым расходомером, датчиков давления и температуры, контроллера и запоминающего устройства, согласно изобретению параллельно основному измерительному трубопроводу установлен байпасный измерительный трубопровод с установленным в нем образцовым ультразвуковым расходомером и краном, управляемым контроллером. При этом контроллер выполнен с возможностью осуществления алгоритма вычисления расхода по формуле:
где Q - расход, измеряемый вихревым преобразователем;
q - расход, измеряемый ультразвуковым расходомером;
ƒ1 - частота, снимаемая, пропорциональная расходу Q;
ƒ2 - частота, снимаемая, пропорциональная расходу Q-q. Технический результат - повышение точности измерения расхода. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть преимущественно использовано для измерения расхода и количества природного газа при коммерческом учете.
Известны вихревые расходомеры, принцип действия которых основан на измерении частоты следования вихрей, образующихся за помещенным в поток текучей среды плохообтекаемым телом. Они характеризуются большим диапазоном измерений и стабильностью метрологических характеристик. Основными узлами вихревого расходомера являются тело обтекания и чувствительный элемент, преобразующий колебательное изменение давления или скорости потока в вихревом следе в электрический сигнал. В качестве преобразователя может использоваться термоанемометр («Вихревой расходомер - счетчик газа» Козицкий А.И., Моргунов В.М.) [Козицкий А.И., Моргунов В.М. Вихревой расходомер - счетчик газа» [Электронный ресурс]. - URL: www.gorgaz.ru/download/publicatcii/publ2.zip? PHPSESSID]. В другом случае вторичным преобразователем являются два пьезоэлемента, установленные диаметрально противоположно за телом обтекания (Патент RU №2515129 G01F 1/32 (2006.01), опубл. 10.05.2014).
Существенным недостатком указанных расходомеров является то, что в них отсутствует возможность расчета количества газа и приведение его к нормальным условиям.
От указанного недостатка свободен выбранный в качестве прототипа вихревой расходомер ВРСГ-1 («Вихревой расходомер - счетчик газа ВРСГ-1. Опыт создания и эксплуатации» Гайнанов Л.Э., Гоголадзе З.Д., Кратиров Д.В.) [Гайнанов Л.Э., Гоголадзе З.Д., Кратиров Д.В. Вихревой расходомер - счетчик газа ВРСГ-1. Опыт создания и эксплуатации [Электронный ресурс]. - URL: http://npk-pmo.ru/rs42]. Расходомер состоит из корпуса в виде участка трубопровода, тела обтекания для создания областей вихреобразования, расположенного в трубопроводе перпендикулярно оси трубопровода. В ВРСГ-1, помимо частоты срыва вихрей, измеряется давление и температура среды в измерительном участке. Кроме того, расходомер снабжен устройством стандартного интерфейса, осуществляющим связь с контроллером, реализующим алгоритм вычисления количества газа и введение поправки по температуре и давлению.
Недостаток устройства-прототипа - недостаточная точность измерения, возникающая вследствие мультипликативной составляющей погрешности вихревого расходомера. Ее наличие объясняется следующим образом.
Уравнение измерения расхода газа для вихревого расходомера выглядит следующим образом [Рекомендация. Расход и количество газа. Методика выполнения измерений ФР.1.29.2003.00885. Казань: ВНИИР, 2003. 23 с.]:
где Kпр=KQFh - коэффициент преобразования расходомера;
KQ - поправочный коэффициент преобразователя расходомера;
F - площадь поперечного сечения проточного тракта расходомера;
h - диаметр характерного тела, за которым образуются вихри Бенара-Кармана;
KT - поправочный коэффициент на изменение размеров элементов конструкции расходомера, вызванных отклонением температуры от 20°С;
ƒ - частота вихреобразования;
- условно-постоянная величина, учитывающая конструктивные особенности расходомера и параметры среды;
γ - показатель адиабаты;
R - универсальная газовая постоянная;
μF - коэффициент сужения за телом обтекания;
- коэффициент характеризует отличие давления в измерительном сечении от давления в расчетном сечении;
а - скорость звука;
ν - скорость движения газа;
Р, Т и K - давление, температура и коэффициент сжимаемости газа;
РC=101325 Па и ТC=293,15 K - стандартные условия.
Коэффициенты Kпр, KE, KT для каждого конкретного расходомера при конкретных условиях являются постоянными, и расход Q зависит только от частоты ƒ. Однако при изменении параметров измеряемой среды изменятся такие показатели, как: коэффициент сжимаемости газа, коэффициент сужения за телом обтекания, коэффициент, характеризующий отличие давления в измерительном сечении от давления в расчетном сечении. Это в свою очередь приведет к изменению коэффициентов Kпр, KE, KT, из-за чего возникнет мультипликативная составляющая погрешности, что приведет к снижению точности измерений. В устройстве-прототипе отсутствует механизм, позволяющий исключить данную составляющую погрешности.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности измерения расхода.
Технический результат достигается тем, что в информационно-измерительной системе для измерения расхода и количества газа, состоящей из основного измерительного трубопровода с вихревым расходомером, датчиков давления и температуры, контроллера и запоминающего устройства, согласно изобретению параллельно основному измерительному трубопроводу установлен байпасный измерительный трубопровод с установленным в нем образцовым ультразвуковым расходомером и краном, управляемым контроллером. Также изменен алгоритм вычисления расхода газа, за счет чего устранена мультипликативная составляющая погрешности вихревого расходомера. При этом периодическое подключение ультразвукового расходомера позволяет при необходимости осуществлять калибровку вихревого расходомера.
Система состоит из основного измерительного трубопровода 1 с вихревым расходомером 2, который образует вихри Бенара-Кармана, байпасного измерительного трубопровода 3 малого диаметра с установленным на нем образцовым ультразвуковым расходомером 4. На байпасном трубопроводе 3 установлен кран 5, осуществляющий подключение байпасного трубопровода. Вихревой расходомер 2 соединен с преобразователем 6, преобразующим частоту вихрей в кодовую комбинацию. Ультразвуковой расходомер 4 подключен к преобразователю 7. Каналы измерения давления и температуры реализованы преобразователями 8 и 9. Преобразователи 6, 7, 8 и 9 подключены к программируемому контроллеру 10 по стандартному интерфейсу и протоколу. Контроллер 10 реализует алгоритм вычисления расхода и количества газа и соединен с запоминающим устройством 11 для хранения информации и с дисплеем 12 оператора для визуализации полученных результатов. При этом контроллер 10 также соединен с краном 5 с целью программного управления подключением байпасного трубопровода 3.
Устройство работает следующим образом. Работа системы осуществляется в два такта. В первом такте кран 5 на измерительном трубопроводе 1 закрыт, весь расход Q проходит через вихревой расходомер 2. Частота ƒ1, соответствующая данному расходу, снимается преобразователем 6 и хранится в запоминающем устройстве 11 контроллера 10. Затем на втором такте контроллер 10 подает сигнал на открытие крана 5 и часть потока газа начинает идти через байпасный трубопровод 3. Система во время второго такта создает избыточную информацию за счет включения расходомера 4. Расходомер 4 измеряет расход q, который преобразуется в код при помощи преобразователя 7. Частота ƒ2, пропорциональная величине расхода Q-q, также измеряется преобразователем 6. Периодичность смены тактов зависит от периодичности изменения параметров измеряемой среды, и, как правило, байпасный трубопровод 3 подключается не чаще чем раз в сутки. Кроме того, в трубопроводе 1 постоянно происходит измерение давления и температуры преобразователями 8 и 9 соответственно. После обработки в контроллере 10 вся информация о расходе и количестве газа отображается на дисплее 12 оператора.
Уравнение измерения расхода газа для вихревого расходомера, которое выглядит следующим образом:
где Kпр - коэффициент преобразования расходомера;
KT - поправочный коэффициент на изменение размеров элементов конструкции расходомера, вызванных отклонением температуры от 20°С;
KE - поправочный коэффициент на влияние расширения газа за телом обтекания (коэффициент расширения);
ƒ - частота вихреобразования;
Р, Т и K - давление, температура и коэффициент сжимаемости газа;
РC=101325 Па и TC=293,15 K - стандартные условия.
Для нахождения функции преобразования, согласно которой должен выполняться алгоритм измерения расхода, решим следующую систему уравнений:
Возьмем отношение двух уравнений системы и разрешим ее относительно расхода Q. Коэффициенты преобразователя расходомера Kпр, температурные поправочные коэффициенты KT, коэффициенты расширения KE и параметры среды исключаются из функции преобразования системы, потому что носят постоянный характер в обоих тактах измерения расхода. Решение системы будет представлено следующей формулой:
где Q - расход, измеряемый вихревым преобразователем;
q - расход, измеряемый ультразвуковым расходомером;
ƒ1 - частота, снимаемая, пропорциональная расходу Q;
ƒ2 - частота, снимаемая, пропорциональная расходу Q-q.
Использование предлагаемого алгоритма вычисления расхода позволяет добиться повышения точности измерения расхода за счет исключения мультипликативной составляющей погрешности вихревого расходомера.
Claims (6)
- Информационно-измерительная система для измерения расхода и количества газа, состоящая из основного измерительного трубопровода с вихревым расходомером, датчиков давления и температуры, контроллера и запоминающего устройства, отличающаяся тем, что параллельно основному измерительному трубопроводу установлен байпасный измерительный трубопровод с установленным в нем образцовым ультразвуковым расходомером и краном, управляемым контроллером, при этом контроллер выполнен с возможностью осуществления алгоритма вычисления расхода по формуле:
- где Q - расход, измеряемый вихревым преобразователем;
- q - расход, измеряемый ультразвуковым расходомером;
- ƒ1 - частота, снимаемая, пропорциональная расходу Q;
- ƒ2 - частота, снимаемая, пропорциональная расходу Q-q.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017106422A RU2641505C1 (ru) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Информационно-измерительная система для измерения расхода и количества газа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017106422A RU2641505C1 (ru) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Информационно-измерительная система для измерения расхода и количества газа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2641505C1 true RU2641505C1 (ru) | 2018-01-17 |
Family
ID=68235493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017106422A RU2641505C1 (ru) | 2017-02-27 | 2017-02-27 | Информационно-измерительная система для измерения расхода и количества газа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2641505C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2777712C1 (ru) * | 2021-11-15 | 2022-08-08 | Александр Михайлович Деревягин | Измерительный комплекс однониточной газоизмерительной станции |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997048971A1 (en) * | 1996-06-21 | 1997-12-24 | Hughes Technology Group L.L.C. | Mass flow measuring device |
RU2515129C1 (ru) * | 2012-09-28 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Вихревой расходомер |
US20140352453A1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-04 | Hydrometer Gmbh | Flowmeter |
-
2017
- 2017-02-27 RU RU2017106422A patent/RU2641505C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997048971A1 (en) * | 1996-06-21 | 1997-12-24 | Hughes Technology Group L.L.C. | Mass flow measuring device |
RU2515129C1 (ru) * | 2012-09-28 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение измерительной техники" | Вихревой расходомер |
US20140352453A1 (en) * | 2013-06-04 | 2014-12-04 | Hydrometer Gmbh | Flowmeter |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"Вихревой расходомер - счетчик газа ВРСГ-1. Опыт создания и эксплуатации" Гайнанов Л.Э., Гоголадзе З.Д., Кратиров Д.В. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2777712C1 (ru) * | 2021-11-15 | 2022-08-08 | Александр Михайлович Деревягин | Измерительный комплекс однониточной газоизмерительной станции |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2702666C (en) | A method and system for detecting deposit buildup within an ultrasonic flow meter | |
CN101438135B (zh) | 单相和多相流体测量 | |
RU2601207C1 (ru) | Ультразвуковое измерение расхода с использованием вычисленной температуры с введенной поправкой | |
EP2435799B1 (en) | Method and apparatus for monitoring multiphase fluid flow | |
CN102016519B (zh) | 用于根据流量计参数的偏差进行诊断的方法 | |
CN102128666B (zh) | 一种科里奥利质量流量计的标定方法 | |
AU2010282493B2 (en) | Method and apparatus for monitoring multiphase fluid flow | |
CN106768103B (zh) | 一种超声波流量计自动校准时间偏差的方法 | |
US20110022335A1 (en) | Real-time non-stationary flowmeter | |
RU2019115360A (ru) | Усовершенствования в области контроля потока текучей среды | |
CN203287060U (zh) | 双声道超声波流量检测系统 | |
KR101178038B1 (ko) | 이중 노즐을 이용한 차압식 질량유량계 | |
JP2004003647A (ja) | ボールに直接組み込まれてなる流量ゲージを有するボールバルブ | |
RU2641505C1 (ru) | Информационно-измерительная система для измерения расхода и количества газа | |
JP2023511744A (ja) | 流量計変数補正方法 | |
RU2396518C2 (ru) | Способ и устройство акустического измерения расхода газа | |
CN103674146A (zh) | 一种基于超声流量计的质量流量计 | |
KR101059931B1 (ko) | 유량측정방법 | |
JP2005017152A (ja) | 流量計、流量算出方法、プログラム、及び記録媒体 | |
RU2351900C2 (ru) | Расходомер жидких сред в трубопроводах | |
CN107255501B (zh) | 气液混合流式涡街流量计标定检测装置系统及控制方法 | |
JP2018534580A (ja) | 磁気歪み方式の距離測定を利用したテーパ管形面積式流量計 | |
RU2769093C1 (ru) | Способ и устройство для определения массового расхода газа | |
JP3766777B2 (ja) | 流量計 | |
RU2800929C1 (ru) | Способ корректировки переменной расходомера |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190228 |