RU2645834C1 - Method and device for determining consumption in large diameter pipelines - Google Patents

Method and device for determining consumption in large diameter pipelines Download PDF

Info

Publication number
RU2645834C1
RU2645834C1 RU2017111286A RU2017111286A RU2645834C1 RU 2645834 C1 RU2645834 C1 RU 2645834C1 RU 2017111286 A RU2017111286 A RU 2017111286A RU 2017111286 A RU2017111286 A RU 2017111286A RU 2645834 C1 RU2645834 C1 RU 2645834C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
current
local
microcontroller
coil
Prior art date
Application number
RU2017111286A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Юрьевич Теплышев
Анатолий Александрович Шинелев
Иван Маратович Корниенко
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТБН энергосервис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ТБН энергосервис" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТБН энергосервис"
Priority to RU2017111286A priority Critical patent/RU2645834C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2645834C1 publication Critical patent/RU2645834C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of measurement equipment and can be used to determine the flow of electrically conductive liquid media by means of an electromagnetic flowmeter with dip sensors of local velocity. Device includes current driver, current sensor based on mounting precision resistor and passive filter on chip resistors, four-key button keyboard. Method for determination of flow in large diameter pipelines ≥ 300 mm consists of measuring the local flow rate of controlled liquid at three points, which are located at fixed depth of immersion, by exciting alternating sign geomagnetic field, generating an information signal from the measured EMF value, determining the value of local and average velocity, and volume flow rate. Proposed device and method allows to increase the accuracy, stability, as well as to expand the dynamic range of measuring the flow rate of liquid in large diameter pipelines due to the method of processing information signals using the method of forming informative difference signal. To protect the device from external electromagnetic interference, internal common mode and ground currents, the common power lead of the device is isolated from local protective earth. To increase the accuracy of measurements of local velocity of controlled flow of liquid and to reduce the cost, simple method of statistical processing is used, which can be implemented in inexpensive microprocessor used in the claimed device. For example, the method of averaging out except emissions, by which the maximum and minimum values of digitized information signal are discarded, remaining n-2 values of this signal are averaged, and the value of digitized information signal obtained after averaging out is stored in operating storage of the device and used in further calculations.
EFFECT: increase the accuracy of measuring the flow of electroconductive liquid, save energy and expand the field of application.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения расхода электропроводящих жидких сред.The invention relates to the field of measuring equipment and can be used to determine the flow rate of electrically conductive liquid media.

Известна конструкция электромагнитного расходомера. Электромагнитный расходомер базируется на измерении разности электрических потенциалов, образующихся на электродах, контактирующих с потоком движущейся жидкости, расположенных перпендикулярно как к линиям магнитного поля, так и к направлению движения потока жидкости. Электромагнитный расходомер содержит первичный преобразователь (датчик) расход а жидкости, магнитную систему с катушками, в зазоре которой установлен трубопровод с электродами, предварительный усилитель, формирователь тока, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), микроконтроллер, жидкокристаллический индикатор и источник опорного напряжения. Выходы формирователя тока соединены со входом первичного преобразователя расхода, то есть катушками магнитной системы. Выходы первичного преобразователя расхода, то есть электроды соединены со входом предварительного усилителя, выход которого соединен с первым входом АЦП. Выход АЦП соединен со входом микроконтроллера, первый выход которого соединен со входом индикатора. Электромагнитный расходомер (ЭМР) включает формирователь модулирующего сигнала и модулятор опорного напряжения. Выход источника опорного напряжения соединен с первым входом модулятора опорного напряжения, второй вход которого соединен с выходом формирователя модулирующего сигнала, вход которого соединен со вторым выходом микроконтроллера. Выход модулятора опорного напряжения соединен со входом формирователя тока и со вторым входом АЦП.A known design of an electromagnetic flow meter. An electromagnetic flowmeter is based on measuring the difference in electrical potentials generated on electrodes in contact with a moving fluid flow, located perpendicular to both the magnetic field lines and the direction of fluid flow. An electromagnetic flowmeter contains a primary transducer (sensor), a liquid flow rate, a magnetic system with coils, in the gap of which a pipeline with electrodes is installed, a preamplifier, a current driver, an analog-to-digital converter (ADC), a microcontroller, a liquid crystal indicator, and a voltage reference source. The outputs of the current driver are connected to the input of the primary flow transducer, that is, the coils of the magnetic system. The outputs of the primary flow transducer, that is, the electrodes are connected to the input of the pre-amplifier, the output of which is connected to the first input of the ADC. The ADC output is connected to the input of the microcontroller, the first output of which is connected to the indicator input. An electromagnetic flow meter (EMR) includes a modulating signal driver and a voltage modulator. The output of the reference voltage source is connected to the first input of the reference voltage modulator, the second input of which is connected to the output of the modulator signal former, the input of which is connected to the second output of the microcontroller. The output of the reference voltage modulator is connected to the input of the current driver and to the second input of the ADC.

Такое техническое решение позволяет для измерения расхода с помощью ЭМР и может быть использовано в счетчиках с трубопроводами диаметром намного больше 300 мм воды, кислот, щелочей, молока, пива (патент РФ №2489684, G01F/58 «Электромагнитный расходомер» 2013, авторы: В.К. Недзвецкий, В.Б. Рогозин).Such a technical solution allows for measuring the flow rate using an EMR and can be used in meters with pipelines with a diameter much larger than 300 mm of water, acids, alkalis, milk, beer (RF patent No. 2489684, G01F / 58 Electromagnetic flowmeter 2013, authors: .K. Nedzvetsky, V.B. Rogozin).

Недостатки этого устройства заключаются в том, что конструкция таких ЭМР довольно громоздка и сложна, поскольку предусматривает необходимость погружения чувствительных элементов погружных датчиков локальной скорости на разную глубину, в зависимости от диаметра трубопровода. Кроме того, штанги, на которых укрепляется чувствительные элементы (ЧЭ) погружных датчиков локальной скорости электромагнитных расходомеров, могут иметь значительную длину и достаточно большой поперечный размер для сохранения прочности и предотвращения вибрации. Поэтому использование такого датчика в потоке теплоносителя внесет искажения профиля скорости и дополнительное гидросопротивление.The disadvantages of this device are that the design of such EMF is rather cumbersome and complicated, since it requires the immersion of the sensitive elements of the submersible sensors of local speed at different depths, depending on the diameter of the pipeline. In addition, the rods on which the sensing elements (CE) of the submersible sensors of the local speed of electromagnetic flowmeters are mounted can have a considerable length and a sufficiently large transverse dimension to maintain strength and prevent vibration. Therefore, the use of such a sensor in the coolant flow will introduce distortions in the velocity profile and additional hydraulic resistance.

Известен способ измерения расхода жидкости на испытательном расходомерном устройстве (ИРУ). На испытательный участок трубопровода монтируют первичные преобразователи (датчики) испытуемых расходомеров и обеспечивают «нормальной» кинематической структурой потока на из выходе. Испытания расходомеров с различными условными диаметрами Ду обеспечиваются комплектом сменных испытательных трубопроводов или устройством коллектора параллельных стационарных трубопроводов, имеющих на входе и выходе автономные запорные органы. «Нормальная» то есть соответствующая развитому турбулентному течению, симметричная структура потока со строго ограниченной радиальной составляющей скорости (с ограниченной закруткой потока). Применяются пассивные и активные способы индикации границ интервала осреднения расхода. Активный способ заключается в принудительном изменении направления потока на выходе из магистрали. При пассивном способе воздействие на поток отсутствует. Для измерения длительности интервала обычно используются интеграторы времени с фиксированными началом и концом отсчета времени. Общность процесса создания и измерения расхода и обусловленная ею общность структуры и ИРУ позволяют описать указанный процесс тремя основными уравнениямиA known method of measuring fluid flow on a test flow meter device (IRA). Primary converters (sensors) of the tested flow meters are mounted on the test section of the pipeline and provide a “normal” kinematic structure of the flow from the outlet. Tests on flowmeters with different nominal diameters Du are provided by a set of interchangeable test pipelines or by a collector device for parallel stationary pipelines having autonomous locking elements at the inlet and outlet. “Normal”, that is, corresponding to a developed turbulent flow, a symmetric flow structure with a strictly limited radial velocity component (with limited flow swirl). Passive and active methods are used to indicate the boundaries of the flow averaging interval. The active method consists in forcibly changing the direction of flow at the exit from the highway. With the passive method, there is no effect on the flow. To measure the duration of the interval, time integrators with a fixed beginning and end of a time reference are usually used. The commonality of the process of creating and measuring the flow rate and the resulting commonality of the structure and the IRA allow us to describe this process with three basic equations

- уравнение аппроксимации- equation of approximation

Figure 00000001
Figure 00000001

где Qy - модель расхода; Qy(t) - расход жидкости через испытуемый расходомер в функции времени t, индекс y - эквивалент массы М жидкости при изменении массового расхода QM или объема V при изменении объемного расхода QV;where Q y - flow rate model; Q y (t) is the flow rate of the fluid through the test flowmeter as a function of time t, the index y is the equivalent of the mass M of the fluid when the mass flow rate Q M or volume V changes when the volumetric flow rate Q V changes;

- уравнением измерений- measurement equation

Figure 00000002
Figure 00000002

где Qyu - измеренный расход; Y(t) - количество жидкости, поступающей в измерительный резервуар; Y - количество жидкости, поступившей в измерительный резервуар;where Q yu is the measured flow rate; Y (t) is the amount of fluid entering the measuring tank; Y - the amount of fluid entering the measuring tank;

- уравнением баланса расходов или потерь на участке «испытуемый расходомер - измерительный резервуар»- the equation of the balance of costs or losses in the section "test flowmeter - measuring tank"

Figure 00000003
Figure 00000003

где Ynomi - потери жидкости; i - номер источника потерь = 1, 2, 3, n.where Y nomi - fluid loss; i - loss source number = 1, 2, 3, n.

Такое решение позволяет измерить расход теплоносителя или протекающей жидкости в статическом и динамическом нагружении. В предложенной классификации (динамической и статической нагрузки) основными классификационными признаками служат способ получения информации о результатах измерения и метод измерения количества протекающей жидкости. По первому признаку ИРУ подразделяются на статические и динамические, по второму - на объемные и весовые (Б.В. Бирюков, М.А. Данилов, С.С. Кивилис. «Испытательные расходомерные установки». Энергия, Москва, 1976, 144 с.; стр. 5-11. 1. Структура и основные уравнения ИРУ»).This solution allows you to measure the flow of coolant or flowing fluid in static and dynamic loading. In the proposed classification (dynamic and static load), the main classification features are the method of obtaining information about the measurement results and the method of measuring the amount of flowing fluid. According to the first criterion, IRAs are divided into static and dynamic, according to the second, into volumetric and weighted ones (B. V. Biryukov, M. A. Danilov, S. S. Kivilis. “Test flowmeter installations.” Energy, Moscow, 1976, 144 pp. .; p. 5-11. 1. Structure and basic equations of the IRA ").

Недостаток способа измерения протекающей жидкости совпадает с недостатками устройства выбранного аналога. Кроме этих недостатков способ не позволяет измерить расход жидкостей в трубопроводах больших диаметров от 300 мм и больше.The disadvantage of the method of measuring the flowing fluid coincides with the disadvantages of the device of the selected analogue. In addition to these disadvantages, the method does not allow to measure the flow rate of liquids in pipelines of large diameters from 300 mm or more.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее три блока измерителя скорости (ИС-1, 2, 3) в состав каждого блока измерительной системы входит: по одному первичному преобразователю скорости ЭМР, измерительный блок, то есть блок согласования выходов ЭМР с внешней цепью, (который не раскрыт) содержит предварительный усилитель, переключатель, АЦП, микроконтроллер, многоканальные и автономный блоки питания постоянного тока, один вычислительный блок для трех измерителей скорости (также не раскрыт), содержит: микропроцессор, блок памяти, индикатор, кнопочную четырехклавишную клавиатуру, автономный блок питания постоянного тока, мерный трубопровод с условным диаметром от Ду 200 мм и больше. Все три преобразователя скорости симметрично смонтированы (закреплены) на мерный трубопровод, выход преобразователя скорости соединен со входом измерительных блоков, выход последних блоков соединен с вычислительным блоком типа ИВБ-1П. Вторые выходы измерительного блока подсоединены к другим преобразователям скорости. В состав измерителя расхода входит: чувствительный элемент с двумя электродами, державка, разъем и эта совокупность называется «преобразователь скорости». В состав измерительного блока входит стойка, преобразователь скорости, шлюзовая камера ШК-1 с шаровым краном. Их совокупность называется «модуль первичного преобразователя локальной скорости».The closest technical solution to the proposed invention is a device containing three blocks of a speed meter (IS-1, 2, 3); each block of a measuring system includes: one primary EMR speed converter, a measuring block, that is, a block matching the outputs of the EMR with an external the circuit (which is not disclosed) contains a preamplifier, switch, ADC, microcontroller, multi-channel and autonomous DC power supplies, one computing unit for three speed meters (also not open um), comprising: a microprocessor, a memory unit, an indicator, chetyrehklavishnuyu Numeric keypad autonomous DC power supply, a measuring line with a nominal diameter DN 200 mm and more. All three speed converters are symmetrically mounted (fixed) on the measuring pipeline, the output of the speed converter is connected to the input of the measuring units, the output of the last blocks is connected to a computing unit of type IVB-1P. The second outputs of the measuring unit are connected to other speed converters. The composition of the flow meter includes: a sensitive element with two electrodes, a holder, a connector, and this combination is called a "speed converter". The measuring unit includes a rack, a speed converter, a lock chamber ШК-1 with a ball valve. Their combination is called the "module of the primary converter of local speed."

Такое устройство позволяет измерить скорости и расходы теплоносителя в трубопроводах больших диаметров на основе метода измерения расхода «площадь-скорость».Such a device allows you to measure the speed and flow rate of the coolant in large pipelines based on the area-speed flow measurement method.

Основным недостатком известного устройства для измерения расхода теплоносителя в трубопроводах больших диаметров являются: не учитывается искажение исходного профиля скорости конструктивными элементами погружных датчиков локальной скорости, погруженными в поток контролируемой жидкости (Материалы 16 Международной научно-практической конференции «Коммерческий учет энергоносителей», сост. В.И. Лачков, СПб, Политехника, 2002 г., стр. 397-400, Авторы: Шинелев А.А., Бурдунин М.Н., Вельт И.Д.).The main disadvantage of the known device for measuring the flow of coolant in large pipelines are: does not take into account the distortion of the initial velocity profile by the structural elements of submersible sensors of local speed immersed in the flow of a controlled fluid (Materials of the 16th International Scientific and Practical Conference "Commercial metering of energy carriers", comp. V. I. Lachkov, St. Petersburg, Polytechnic, 2002, pp. 397-400, Authors: Shinelev A.A., Burdunin M.N., Welt I.D.).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является способ, основанный на применении погружных электромагнитных преобразователей локальной скорости, по которому расход вычисляют методом «площадь-скорость». Метод измерения «площадь-скорость» основан на измерении локальной (местной) скорости. По данному методу измеряют локальную скорость v в одной или нескольких точках поперечного сечения трубопровода, измеряют площадь сечения S в мерном участке трубопровода, вычисляют среднюю по сечению скорость контролируемой электропроводящей жидкости (теплоносителя) u и определяют объемный расход G согласно выражению:

Figure 00000004
где N - число измерителей локальной скорости; αi - нормированные коэффициенты скорости, vi - значения локальной скорости в измерительных точках. Предлагают простой алгоритм вычисления, когда αi равной между собой. При этом выходная величина расхода пропорциональна среднему значению показаний каждого измерителя скорости. Представляют профиль скорости в трубопроводе с круглым сечением в виде разложения по гармоникам Фурье по углу поворота θ, вокруг оси трубопровода. Используют тот факт, что при усреднении локальных скоростей, измеренных в любых трех точках, расположенных в поперечном сечении равномерно по окружности с центром, совпадающим с осью трубы, остаются только гармоники, кратные 6. Предлагают для уменьшения погрешности, обусловленной асимметрией профиля скорости потока число измерителей локальной скорости N выбирают кратной 3, а электромагнитные преобразователи скорости устанавливают равномерно по окружности, опоясывающей измерительное сечение. Калибровку и поверку теплосчетчиков и расходомеров осуществляют проливным или имитационным способами. При проливном способе калибровки и поверки на проливной установке УРОКС-400 мерный участок состоит из трех отрезков трубопроводов Ду 204 мм с присоединительными фланцами. Для имитационной поверки предлагают новый метод, основанный на определении комплексного коэффициента преобразования измерителя скорости. Показывают, что коэффициент преобразования характеризует отношение сигнала на электродах первичного преобразователя (датчика) при скорости 1 м/с к току или напряжению питания индуктора. Метод реализован в установке Поток-Т.Closest to the proposed invention, the technical solution is a method based on the use of submersible electromagnetic transducers of local speed, according to which the flow rate is calculated by the "area-speed" method. The measurement method "area-speed" is based on the measurement of local (local) speed. Using this method, the local velocity v is measured at one or several points of the cross-section of the pipeline, the cross-sectional area S is measured in the measured section of the pipeline, the average cross-sectional velocity of the controlled electrically conductive liquid (coolant) u is calculated, and the volumetric flow G is determined according to the expression:
Figure 00000004
where N is the number of meters local speed; α i - normalized velocity coefficients, v i - local speed values at the measuring points. They offer a simple calculation algorithm when α i is equal to each other. In this case, the output flow rate is proportional to the average value of the readings of each speed meter. Represent the velocity profile in a pipeline with a circular cross section in the form of expansion in Fourier harmonics in the angle of rotation θ, around the axis of the pipeline. Use the fact that when averaging local velocities measured at any three points located in a cross section evenly around a circle with a center coinciding with the axis of the pipe, only harmonics that are multiple of 6 are proposed. To reduce the error due to the asymmetry of the flow velocity profile, the number of meters local speed N is chosen a multiple of 3, and electromagnetic speed transducers are installed uniformly around a circumference surrounding the measuring section. Calibration and calibration of heat meters and flow meters is carried out by pouring or simulation methods. With the pouring method of calibration and verification at the pouring installation UROKS-400, the measuring section consists of three sections of pipelines DN 204 mm with connecting flanges. For simulation verification, a new method is proposed based on the determination of the complex conversion coefficient of a speed meter. It is shown that the conversion coefficient characterizes the ratio of the signal on the electrodes of the primary transducer (sensor) at a speed of 1 m / s to the current or voltage of the inductor. The method is implemented in the Potok-T installation.

Такое решение обеспечивает измерение средней скорости и расхода теплоносителя в трубопроводах больших диаметров на основе метода измерения расхода «площадь-скорость» (электромагнитные теплосчетчики КМ-5-Б3 и счетчики-расходомеры КМ-5-Б3 погружного типа для коммерческого учета тепла и теплоносителя в трубопроводах больших диаметров» (Материалы 16 Международной научно-практической конференции «Коммерческий учет энергоносителей», сост. В.И. Лачков, СПб, Политехника, 2002 г., стр. 397-400, Авторы: Шинелев А.А., Бурдунин М.Н., Вельт И.Д.).This solution provides measurements of the average velocity and flow rate of the coolant in large-diameter pipelines based on the area-speed flow measurement method (KM-5-B3 electromagnetic heat meters and KM-5-B3 counter-flow meters of submersible type for commercial metering of heat and coolant in pipelines large diameters ”(Materials of the 16th International Scientific and Practical Conference“ Commercial metering of energy carriers ”, compiled by VI Lachkov, St. Petersburg, Polytechnic, 2002, pp. 397-400, Authors: Shinelev AA, Burdunin M. N., Welt I.D.).

Основным недостатком известного способа для измерения расхода теплоносителя в трубопроводах больших диаметров является то, что при измерении локальной скорости не в точках 0.242R (где R - внутренний радиус трубопровода) замена коэффициента скорости α невозмущенного потока теплоносителя на табличную константу αтаб приведет к увеличению погрешности измерения средней скорости и расхода контролируемой жидкости. Кроме того, недостатком является отсутствие в устройстве защиты от влияния внешних электромагнитных и синфазных помех через блоки питания.The main disadvantage of the known method for measuring the flow rate of coolant in large-diameter pipelines is that when measuring the local velocity at points 0.242R (where R is the internal radius of the pipeline), replacing the velocity coefficient α of the undisturbed flow of the coolant with the tabular constant α tab will increase the measurement error average speed and flow rate of controlled fluid. In addition, the disadvantage is the lack of protection in the device from the influence of external electromagnetic and common-mode interference through power supplies.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности измерений расхода электропроводящей жидкости в трубопроводах больших диаметров, экономия потребляемой устройством электроэнергии, улучшение помехоустойчивости. Благодаря указанным свойствам расширяется область применения. Поставленные цели достигаются путем составления оптимального алгоритма и программы вычисления расхода теплоносителя.The objective of the present invention is to improve the accuracy of measurements of the flow rate of conductive fluid in pipelines of large diameters, save energy consumed by the device, improve noise immunity. Thanks to these properties, the scope of application is expanding. The goals are achieved by compiling the optimal algorithm and program for calculating the flow of coolant.

1. Технический результат достигается тем, что в устройстве для определения расхода в трубопроводах больших диаметров, содержащем мерный трубопровод, включающий три измерителя локальной скорости, каждый из которых состоит из преобразователя первичных сигналов и подсоединенного к нему погружного датчика локальной скорости, включающего магнитную систему с катушками, погружная часть которого содержит чувствительный элемент с электродами, и погруженного в трубопровод полностью заполненный электропроводящей жидкостью, многоканальный блок питания постоянного тока, автономный блок питания постоянного тока, три преобразователя первичных сигналов на основе электромагнитных расходомеров, которые содержат предварительный усилитель, переключатель, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, вычислительный блок, который содержит микропроцессор, блок памяти и индикатор, при этом выход электродов через предварительный усилитель, переключатель, аналого-цифровой преобразователь подсоединен ко входу микроконтроллера, а выходы микроконтроллеров соединены с входом микропроцессора вычислительного блока, выход микропроцессора соединен с блоком памяти и индикатором, выход, то есть положительный полюс автономного блока питания постоянного тока соединен со схемами питания микропроцессора, блока памяти, индикатора в точках д, е, ж, з, один из выходов, то есть положительный полюс многоканального блока питания соединен с цепями питания предварительного усилителя, переключателя, аналого-цифрового преобразователя, микроконтроллера в точках а, б, в, г, управляющий выход f микроконтроллера подсоединен к переключателю с целью выдачи на него управляющих команд f1, f2 управляющий выход е микроконтроллера подсоединен к аналого-цифровому преобразователю, управляющий выход р микропроцессора соединен с соответствующими управляющими входами р микропроцессоров преобразователей первичных сигналов;1. The technical result is achieved by the fact that in the device for determining the flow rate in pipelines of large diameters, which contains a measuring pipeline, including three local speed meters, each of which consists of a primary signal converter and a local speed immersion sensor connected to it, including a magnetic system with coils , the submersible part of which contains a sensing element with electrodes, and immersed in a pipeline completely filled with an electrically conductive liquid, a multichannel unit to DC power, an autonomous DC power supply, three primary signal converters based on electromagnetic flowmeters, which contain a pre-amplifier, a switch, an analog-to-digital converter, a microcontroller, a computing unit that contains a microprocessor, a memory unit and an indicator, while the electrodes output through a pre-amplifier, a switch, an analog-to-digital converter is connected to the input of the microcontroller, and the outputs of the microcontrollers are connected to the input of the micro the processor of the computing unit, the microprocessor output is connected to the memory unit and the indicator, the output, that is, the positive pole of the autonomous DC power supply unit is connected to the power circuits of the microprocessor, memory unit, indicator at points e, f, f, h, one of the outputs, i.e. the positive pole of the multi-channel power supply is connected to the power circuits of the pre-amplifier, switch, analog-to-digital converter, microcontroller at points a, b, c, d, the control output f of the microcontroller is connected to the switch for the purpose of issuing control commands f1, f2 to it, the control output e of the microcontroller is connected to an analog-to-digital converter, the control output p of the microprocessor is connected to the corresponding control inputs p of the microprocessors of the primary signal converters;

в нем дополнительно введены формирователь тока, включающий ключи К1, К2 с переключателем; датчик тока на основе опорного прецизионного резистора и пассивного фильтра на чип-резисторах, входящий в состав преобразователей первичных сигналов и включающий опорный резистор Rоп; кнопочная четырехклавишная клавиатура; причем в составленной программе использованы значения информационного разностного сигнала Ci и эталонной локальной скорости vэ для кусочно-линейной аппроксимации номинальной статической характеристики измерителя локальной скорости, количество отрезков аппроксимации номинальной статической характеристики задан не менее трех, чувствительные элементы погружных датчиков локальной скорости в режиме измерений погружен внутрь трубопровода полностью заполненного электропроводящей жидкостью на глубину h1,2,3, измерен внутренний диаметр трубопровода D, диаметры d погружных чувствительных элементов датчиков локальной скорости, расстояния от внутренней стенки трубопровода до измерительных точек Y1-3, его величина состоит из суммы Y1-3=h1-3+Xeff, где Xeff - расстояние от торца погружных датчиков локальной скорости до измерительной точки, для погружных датчиков локальной скорости, Xeff=2 мм, эти геометрические параметры хранят в памяти вычислительного блока;it additionally introduces a current driver, including keys K1, K2 with a switch; a current sensor based on a reference precision resistor and a passive filter on chip resistors, which is part of the primary signal converters and includes a reference resistor Rop; four-button push-button keyboard; moreover, in the compiled program, the values of the information difference signal Ci and the reference local velocity vе were used for piecewise linear approximation of the nominal static characteristic of the local speed meter, the number of segments of the approximation of the nominal static characteristic was set to at least three, the sensitive elements of the local speed immersion sensors are immersed inside the pipeline completely filled with liquid on the electroconductive h 1,2,3 depth, measured inner diameter ruboprovoda D, the diameters d submersible sensors local speed sensors, distance from the inner wall of the pipeline to measuring points Y 1-3, its value is the sum of Y 1-3 = h 1-3 + X eff , where X eff - distance from end submersible sensors of local speed to the measuring point, for submersible sensors of local speed, X eff = 2 mm, these geometric parameters are stored in the memory of the computing unit;

причем выходы катушек погружных датчиков локальной скорости подсоединены через формирователи тока, датчики тока к выходам, то есть положительным полюсам многоканального блока питания катушек, запитаного от промышленной сети переменного напряжения; выход, то есть отрицательный полюс многоканального блока питания катушек соединен с отрицательным полюсом устройства в точке Б, другой выход многоканального блока питания через датчик тока на основе опорного прецизионного резистора и пассивного фильтра на чип-резисторах, формирователь тока, подсоединен ко входу катушки, управляющие выходы микроконтроллера g1 и g2 подсоединены к ключам К1 и К2 формирователя тока, причем выход датчика тока подсоединен к входу переключателя; причем защищают цепь электродов и входную цепь предварительного усилителя от проникновения внешних электромагнитных помех, от синфазных помех и земляных токов устройства, для этого общую шину устройства в точке Б электрически изолируют от местного защитного заземления в точке В, при этом защитные корпуса первичных преобразователей сигналов в точке В соединены с местным защитным заземлением в точке з;moreover, the outputs of the coils of submersible sensors of local speed are connected through current drivers, current sensors to the outputs, that is, the positive poles of the multi-channel power supply unit of the coils, powered from an industrial AC voltage network; the output, that is, the negative pole of the multi-channel power supply unit of the coils is connected to the negative pole of the device at point B, the other output of the multi-channel power supply unit through a current sensor based on a reference precision resistor and a passive filter on chip resistors, a current driver is connected to the input of the coil, control outputs the microcontroller g1 and g2 are connected to the keys K1 and K2 of the current driver, and the output of the current sensor is connected to the input of the switch; moreover, they protect the electrode circuit and the input circuit of the preamplifier from the penetration of external electromagnetic interference, from common-mode interference and earth currents of the device, for this the common bus of the device at point B is electrically isolated from the local protective ground at point B, while the protective casings of the primary signal converters at B are connected to the local protective earth at point h;

причем отрицательные полюсы раздельного многоканального и автономного блоков питания постоянного тока соединены с отрицательным полюсом общей шины питания устройства в точке Б, причем отрицательный полюс общей шины питания устройства в точке Б электрически изолирован от местного защитного заземления в точке В, защитные корпуса преобразователей первичных сигналов в точке В соединены с местным защитным заземлением в точке з; причем микропроцессор взаимодействует с микроконтроллерами трех первичных преобразователей сигналов путем их опроса и подачи команд управления, а оператор подает команды микропроцессору через кнопочную четырехклавишную клавиатуру, считывает информацию с индикатора и запоминает в блоке памяти вычислительного блокаmoreover, the negative poles of the separate multichannel and autonomous DC power supplies are connected to the negative pole of the device’s common power bus at point B, the negative pole of the device’s common power bus at point B is electrically isolated from the local protective earth at point B, the protective casings of the primary signal converters at B are connected to the local protective earth at point h; moreover, the microprocessor interacts with the microcontrollers of the three primary signal converters by polling them and issuing control commands, and the operator sends commands to the microprocessor through the four-button keyboard, reads the information from the indicator and stores it in the memory unit of the computing unit

2. Технический результат также достигается тем, что в способе для определения расхода в трубопроводах больших диаметров, в котором измерители локальной скорости устройства калибруют проливным способом при полностью заполненном электропроводящей жидкостью мерном участке проливного стенда, среднюю скорость u контролируемой жидкости в мерном участке трубопровода вычисляют согласно выражению:

Figure 00000005
где N - число измерителей локальной скорости; αi - нормированные коэффициенты скорости, vi - значения локальной скорости в измерительных точках; величину расхода контролируемой жидкости вычисляют как произведение средней скорости на площадь измерительного сечения: Gv=u⋅S, площадь измерительного сечения рассчитывают по формуле: S=πD2/4-SM; где Sм - суммарная площадь миделей датчиков локальной скорости:
Figure 00000006
где d - диаметр датчика скорости; hi - глубина погружения i-го датчика локальной скорости, i=1, 2, 3;2. The technical result is also achieved by the fact that in the method for determining the flow rate in pipelines of large diameters, in which the local speed meters of the device are calibrated by the pouring method with a completely measured portion of the pouring stand, the average velocity u of the controlled fluid in the measured portion of the pipeline is calculated according to the expression :
Figure 00000005
where N is the number of meters local speed; α i - normalized velocity coefficients, v i - local speed values at the measuring points; the flow rate of the controlled fluid is calculated as the product of the average velocity by the measuring cross-sectional area: G v = u⋅S, the measuring cross-sectional area is calculated by the formula: S = πD 2 /4-S M ; where S m - the total area of the midsection of the local speed sensors:
Figure 00000006
where d is the diameter of the speed sensor; h i - immersion depth of the i-th local speed sensor, i = 1, 2, 3;

в нем дополнительно в режиме калибровки измерителей локальной скорости определяют номинальную статическую характеристику, задают на проливном стенде в мерном участке ряд значений эталонных локальных скоростей vэ в измерительной точке погружного датчика локальной скорости; для каждого значения локальной скорости vэ измеряют значение информационного разностного сигнала Ci измерителя локальной скорости, причем значения эталонной локальной скорости vэ изменяют в диапазоне (0.2, …, 5) м/с, кроме того измеряют значение информационного разностного сигнала Ci при нулевой скорости контролируемой электропроводящей жидкости в трубопроводе, полученные значения разностного сигнала Ci и эталонной скорости vэ запоминают и сохраняют в памяти микроконтроллера преобразователя первичных сигналов в автоматическом режиме согласно составленному алгоритму и программе;in it, additionally, in the calibration mode of the local speed meters, the nominal static characteristic is determined, a series of values of the reference local velocities ve are set on the pouring bench in the measuring section at the measuring point of the submersible local speed sensor; for each value of the local velocity ve they measure the value of the information difference signal Ci of the local speed meter, and the values of the reference local velocity ve vary in the range (0.2, ..., 5) m / s, in addition, the value of the information difference signal Ci is measured at zero speed of the controlled electrically conductive liquid in the pipeline, the obtained values of the difference signal Ci and the reference velocity ve are stored and stored in the memory of the microcontroller of the primary signal converter in automatic mode asno composed of algorithms and programs;

во время измерительного цикла Т в течение интервалов времени t1, t2, t3, t4 в микроконтроллере задают уровни логических управляющих сигналов: в интервал времени t1 - логические управляющие сигналы g1=1, g2=0; в интервал времени t2 - логические управляющий сигналы g1=0, g2=0; в интервал времени t3 - логические управляющие сигналы g1=0, g2=1; в интервал времени t4 - логические управляющие сигналы g1=0, g2=0; при этих условиях соответственно микроконтроллер формирует логические управляющие сигналы g1, g2, в формирователе тока формируют положительный полупериод меандра тока катушки I+ в интервал времени логического управляющего сигнала g1 длительностью Tg1, с электродов снимают информационный сигнал U±v, пропорциональный локальной скорости контролируемой жидкости v, подают его на вход предварительного усилителя, и на выходе имеют согласованный и усиленный информационный сигнал kU±v, затем оцифровывают данный сигнал и получают на выходе аналогово-цифрового преобразователя оцифрованный информационный сигнал kU'±v, пропорциональный локальной скорости v, по истечении времени паузы Т0=t2 формируют отрицательный полупериод меандра тока катушки I- в интервал времени логического управляющего сигнала g2 длительностью Tg2, причем задние фронты управляющего логического сигнала g2, отрицательного полупериода меандра тока катушки I- и информационного сигнала U-v сдвинуты относительно передних фронтов управляющего логического сигнала g1, положительного полупериода меандра тока катушки I+ и информационного сигнала U+v на время паузы Т0=t4=t2, при этом в интервалы времени t1 и t3 формируют положительные и отрицательные полупериоды меандра тока через катушку и оцифровывают усиленный и согласованный информационный сигнал kU±v и сигнал тока через катушку UI, пропорциональный току в этой цепи, снимаемый с опорного резистора Rоп датчика тока, причем информационный сигнал kU±v оцифровывают в интервал времени Т1 после завершения интервала времени переходного процесса Тс, затем оцифровывают сигнал пропорциональный току через катушку UI в интервал времени Т2, зарезервированном микроконтроллером для измерения тока через катушку, в интервалы времени формирования положительного и отрицательного полупериода меандра тока через катушку t1 и t3 микроконтроллер соответственно подает управляющую команду f2 на переключатель, при этом с выхода предварительного усилителя на вход аналогово-цифрового преобразователя подают информационный сигнал kU±v, затем микроконтроллер подает управляющую команду е оцифровать неоднократно n раз, с равномерным или неравномерным шагом, на аналогово-цифровой преобразователь, n значений оцифрованного сигнала kU'±v запоминают в оперативной памяти микроконтроллера для дальнейшей обработки, затем микроконтроллер подает на переключатель управляющую команду f1, при этом с выхода датчика тока на вход АЦП подают сигнал датчика тока UI и на его выходе имеют оцифрованный сигнал датчика тока через катушку U'I, затем микроконтроллер подает управляющий сигнал - команду е оцифровать на АЦП, оцифрованный сигнал датчика тока через катушку U'I подают на вход микроконтроллера и запоминают в его оперативной памяти для дальнейшей обработки,during the measuring cycle T during the time intervals t1, t2, t3, t4 in the microcontroller set the levels of logical control signals: in the time interval t1 - logical control signals g1 = 1, g2 = 0; in the time interval t2 - logical control signals g1 = 0, g2 = 0; in the time interval t3 - logical control signals g1 = 0, g2 = 1; in the time interval t4 - logical control signals g1 = 0, g2 = 0; under these conditions, respectively, the microcontroller generates logical control signals g1, g2, a positive half-period of the coil current waveform I + is generated in the current driver in the time interval of the logical control signal g1 of duration T g1 , the information signal U ± v proportional to the local velocity of the controlled fluid v is removed from the electrodes , it is fed to the preamplifier input and output are coordinated and amplified information signal kU ± v, then digitize the signal to obtain at the outlet analogous ovo-digital converter the digitized information signal kU '± v, proportional to the local velocity v, after the pause time T 0 = t2 form a negative half-cycle square wave current coil I - in the time interval of the logical control signal g2 duration T g2, wherein the trailing edges of the control logic signal, g2, the negative half-period of the meander of the coil current I - and the information signal Uv are shifted relative to the leading edges of the control logic signal g1, the positive half-period of the meander of the coil current I + and an information signal U + v for a pause time T 0 = t4 = t2, while in the time intervals t1 and t3 positive and negative half-periods of the current meander through the coil are generated and the amplified and consistent information signal kU ± v and the current signal through the coil U I are digitized proportional to the current in this circuit, taken from the reference resistor Rop of the current sensor, and the information signal kU ± v is digitized in the time interval T 1 after the transition time interval Tc is completed, then the signal proportional to the current through the coil U I is digitized in the time interval T 2 reserved by the microcontroller for measuring the current through the coil, in the time intervals of the formation of the positive and negative half-periods of the current meander through the coil t1 and t3, the microcontroller accordingly sends a control command f 2 to the switch, while from the output of the pre-amplifier to the analog-digital input the converter supplies an information signal kU ± v , then the microcontroller sends a control command e to be digitized repeatedly n times, with a uniform or uneven step, to an analog ovo-digital converter, n values of the digitized signal kU ' ± v are stored in the RAM of the microcontroller for further processing, then the microcontroller sends the control command f 1 to the switch, while the current sensor U I is fed to the ADC input from the current sensor and to its the output has a digitized signal of the current sensor through the coil U ' I , then the microcontroller sends a control signal - the command is to digitize to the ADC, the digitized signal of the current sensor through the coil U' I is fed to the input of the microcontroller and stored in its opera memory for further processing,

также уменьшают случайную составляющую относительной погрешности измерения локальной скорости: n значений оцифрованного информационного сигнала kU'±v,j, где j=1, 2…n, получают в интервалы времени тока через катушку положительной полярности t1 и отрицательной полярности t3 и запоминают их в оперативной памяти микроконтроллера, обрабатывают согласно заранее составленной методике, реализованной в программе для микроконтроллера при этом используют метод усреднения с исключением выбросов, по которому отбрасывают максимальное и минимальное значение оцифрованного информационного сигнала kU'±v,j, оставшиеся n-2 значения этого сигнала усредняют, запоминают в оперативной памяти микроконтроллера и используют в дальнейших вычислениях,they also reduce the random component of the relative error of measuring the local speed: n values of the digitized information signal kU ' ± v, j , where j = 1, 2 ... n, are received at current time intervals through a coil of positive polarity t1 and negative polarity t3 and store them in the operational the memory of the microcontroller is processed according to a pre-compiled methodology implemented in the program for the microcontroller using the averaging method with the exception of emissions, by which the maximum and minimum Achen kU digitized information signal '± v, j, the remaining n-2 values that averaged signal is stored in the RAM of the microcontroller and are used in subsequent calculations,

также устраняют влияние нестабильности информационного сигнала U±v, связанное с нестабильностью тока питания катушек и одновременно устраняют сигнал смещения U0, обусловленный протеканием на электродах побочных электрохимических процессов, в автоматическом режиме согласно составленному алгоритму и программе для микроконтроллера определяют значения информационного разностного сигнала Ci как:they also eliminate the influence of the instability of the information signal U ± v associated with the instability of the supply current of the coils and at the same time eliminate the bias signal U 0 due to the occurrence of secondary electrochemical processes on the electrodes, in automatic mode, according to the compiled algorithm and the program for the microcontroller, determine the values of the information difference signal C i as :

Ci+-=kU+/UI+-kU-/UI-=(U+/I+-U-/I-)⋅k/Rоп,C i = С +- = kU + / U I + -kU - / U I- = (U + / I + -U - / I - ) ⋅k / R op ,

где U+ и U- - суммарный сигнал соответственно положительной и отрицательной полярности, снимаемый с электродов погружного датчика локальной скорости в различные интервалы времени измерительного цикла Тизм;where U + and U - are the total signal, respectively, of positive and negative polarity, taken from the electrodes of the submersible local speed sensor at various time intervals of the measurement cycle Tism;

U+=U0+Uv в интервал времени формирования положительного полупериода меандра тока через катушку t1 - когда логические управляющие сигналы g1=1, g2=0 и через катушку течет ток положительной полярности;U + = U 0 + U v in the time interval for the formation of a positive half-wave of the meander current through the coil t1 - when the logic control signals g1 = 1, g2 = 0 and a positive polarity current flows through the coil;

U-=U0-Uv в интервал времени формирования отрицательного полупериода меандра тока через катушку t3 - когда логические управляющие сигналы g1=0, g2=1 и через катушку течет ток отрицательной полярности;U - = U 0 -U v in the time interval for the formation of a negative half period of the current meander through the coil t3 - when the logical control signals g1 = 0, g2 = 1 and a negative polarity current flows through the coil;

U0 - суммарный сигнал в интервалы времени паузы t2 и t4, когда логические управляющие сигналы g1=0, g2=0 и ток через катушку отсутствует, при этом многоканальный блок питания в цепи катушки не потребляет электроэнергию из промышленной сети, то есть получают экономию.U 0 is the total signal during the pause time intervals t2 and t4, when the logical control signals g1 = 0, g2 = 0 and there is no current through the coil, while the multi-channel power supply in the coil circuit does not consume electricity from the industrial network, that is, they save.

определенные в микроконтроллере значения информационного разностного сигнала Ci, запоминают в его оперативной памяти до поступления новых значений Ci в следующих циклах измерений,the values of the information difference signal C i determined in the microcontroller are stored in its RAM until new values of C i are received in the following measurement cycles,

также измеряют значения локальной скорости v по измеренным значениям информационного разностного сигнала Ci, при этом используют номинальную статическую характеристику измерителя локальной скорости, полученную при его калибровке, запоминают и сохраненную в памяти микроконтроллера,the local velocity v is also measured by the measured values of the information differential signal Ci, while the nominal static characteristic of the local velocity meter obtained during its calibration is used, it is stored and stored in the memory of the microcontroller,

результаты измерений локальной скорости v контролируемой жидкости в преобразователях первичных сигналов сохраняют в оперативной памяти микроконтроллеров в течение времени измерительного цикла Тизм=Tg10=Tg20 до поступления новых измерений в следующем измерительном цикле Тизм, при этом старые измерения заменяются новыми, то есть наступает следующий измерительный цикл,the results of measurements of the local velocity v of the controlled fluid in the primary signal converters are stored in the microcontroller memory for the duration of the measurement cycle T ISM = T g1 + T 0 = T g2 + T 0 until new measurements are received in the next measurement cycle T ISM , while the old measurements replaced by new ones, that is, the next measuring cycle begins,

затем микропроцессор автономно, независимо от работы преобразователей первичных сигналов, в автоматическом режиме согласно составленному алгоритму и программе считывает ежесекундно из памяти микроконтроллеров текущие измеренные значения локальных скоростей v1, v2 и v3 в измерительных точках i1,2,3 погружных датчиков локальной скорости.then the microprocessor autonomously, regardless of the operation of the primary signal converters, in automatic mode, according to the compiled algorithm and program, reads from the microcontroller memory every second the current measured values of local speeds v 1 , v 2 and v 3 at measuring points i 1,2,3 submersible sensors of local speed .

На фиг. 1а показан состав и расположение блоков (приборов) на поперечном сечении трубопровода.In FIG. 1a shows the composition and arrangement of blocks (devices) in the cross section of the pipeline.

На фиг. 1б показан состав и расположение блоков на продольном сечении трубопровода.In FIG. 1b shows the composition and arrangement of blocks in a longitudinal section of the pipeline.

На фиг. 1в показаны измерительные точки погружных датчиков локальной скорости (ПДЛС).In FIG. Figure 1c shows the measuring points of submersible local speed sensors (PDLS).

На фиг. 2а показана упрощенная блок-схема преобразователя первичных сигналов ППС-1, 2, 3 и измерителя локальной скорости (ИС).In FIG. 2a shows a simplified block diagram of a primary signal converter PPS-1, 2, 3 and a local speed meter (IS).

На фиг. 2б показана блок-схема устройства для измерения расхода жидкости.In FIG. 2b shows a block diagram of a device for measuring fluid flow.

На фиг. 3а представлены временные диаграммы управляющих сигналов погружного датчика локальной скорости.In FIG. 3a shows timing diagrams of the control signals of the submersible local speed sensor.

На фиг. 3б представлены временные диаграммы основных информационных сигналов погружного датчика локальной скорости.In FIG. 3b shows time diagrams of the main information signals of a submersible local speed sensor.

На фиг. 4 представлены временные диаграммы объемного расхода, локальной и средней скорости измеряемой (контролируемой) жидкости.In FIG. 4 shows time diagrams of volumetric flow rate, local and average velocity of the measured (controlled) fluid.

На фиг. 5 показаны результаты экспериментального исследования заявляемого устройства.In FIG. 5 shows the results of an experimental study of the inventive device.

Устройство на фиг. 1а, б содержит: трубопровод 1, три погружных датчика локальной скорости 2, включающие магнитную систему с катушками 3 и чувствительным элементом (ЧЭ) 4 с электродами (контактами) Э1-Э2, погруженные в электропроводящую жидкость 5, преобразователи первичных сигналов (ППС 1, 2, 3).The device of FIG. 1a, b contains: pipeline 1, three submersible sensors of local speed 2, including a magnetic system with coils 3 and a sensing element (SE) 4 with electrodes (contacts) E1-E2 immersed in an electrically conductive liquid 5, primary signal converters (PPS 1, 2, 3).

На фиг. 1в на поперечном сечении трубопровода 1 показаны изолинии И локальной скорости потока жидкости, искаженного погружными датчиками локальной скорости 2, значения локальной скорости v1-3 в измерительных точках 1-3.In FIG. 1c, the cross-section of pipeline 1 shows the contour AND of the local velocity of the fluid flow, distorted by the submersible sensors of local velocity 2, the values of the local velocity v 1-3 at measuring points 1-3.

Преобразователи первичных сигналов (ППС 1, 2, 3) закреплены на погружных датчиках локальной скорости 2 с наружной стороны относительно трубопровода 1.The primary signal converters (PPS 1, 2, 3) are mounted on the submersible sensors of local speed 2 from the outside relative to the pipeline 1.

Контролируемая электропроводная жидкость 5, движущаяся через трубопровод 1, попадает в локальную зону действия магнитного поля, создаваемого катушками 3 магнитной системой погружных датчиков локальной скорости (на основе электромагнитных расходомеров) при протекании через них электрического тока. В результате чего по закону Фарадея об электромагнитной индукции, в ней индуцируется электродвижущая сила (ЭДС), создающая на электродах Э1-Э2 чувствительного элемента 4 разность потенциалов, то есть информационные сигналы U±v1-3, пропорциональное локальной скорости v1-3 в измерительных точках погружных датчиков локальной скорости 2 (фиг. 1в).The controlled conductive fluid 5 moving through the pipeline 1 enters the local area of the magnetic field created by the coils 3 by the magnetic system of submersible sensors of local speed (based on electromagnetic flowmeters) when an electric current flows through them. As a result, according to the Faraday law on electromagnetic induction, an electromotive force (EMF) is induced in it, which creates a potential difference on the electrodes E1-E2 of the sensing element 4, that is, information signals U ± v1-3 , proportional to the local speed v 1-3 in the measurement points of submersible sensors of local speed 2 (Fig. 1C).

Перед вводом в эксплуатацию устройства определяют геометрические параметры (см. фиг. 1а): внутренний диаметр трубопровода D, диаметр погружной части d погружных датчиков локальной скорости ПДЛС, глубины погружения чувствительных элементов ПДЛС h1-3, расстояния от внутренней стенки трубопровода до измерительных точек Y1-3 как Y1-3=h1-3+Xeff, где Xeff - расстояние от торца ПДЛС до измерительной точки. Для ПДЛС, используемых в заявляемых устройстве Xeff=2 мм. Указанные геометрические параметры запоминают в ППС 1, 2, 3.Before putting the device into operation, the geometric parameters are determined (see Fig. 1a): the internal diameter of the pipeline D, the diameter of the immersion part d of the local speed sensors of the DPS, the immersion depth of the sensors of the DPS h 1-3 , the distance from the inner wall of the pipeline to the measuring points Y 1-3 as Y 1-3 = h 1-3 + X eff , where X eff is the distance from the end of the PDLS to the measuring point. For PDLS used in the inventive device X eff = 2 mm These geometric parameters are stored in the faculty 1, 2, 3.

На фиг. 2а, б блок-схема устройства для измерения расхода жидкости содержит: трубопровод 1 с измеряемой жидкостью 5, погружной датчик локальной скорости 2, содержащий катушку 3 и чувствительный элемент 4 с электродами Э1-Э2, три преобразователя первичных сигналов ППС 1, 2, 3 (см. фиг. 2б), каждый из которых содержит (см. фиг. 2а) формирователь тока 6 включающий ключи К1, К2 с переключателем, датчик тока 7 включающий опорный резистор Rоп, переключатель 8, быстродействующий аналого-цифровой преобразователь 9, микроконтроллер 10, предварительный усилитель с дифференциальным входом 11. Кроме того, блок-схема (см. фиг. 2б) содержит три многоканальных блока питания постоянного тока (МБП) с раздельными каналами 12 и 13, вычислительный блок ВБ, содержащий микропроцессор 14, блок памяти 15, индикатор 16, кнопочную четырехклавишную клавиатуру 17 и раздельный автономный блок питания постоянного тока 18.In FIG. 2a, b, a block diagram of a device for measuring liquid flow rate comprises: a pipeline 1 with a measured liquid 5, an immersion local speed sensor 2 containing a coil 3 and a sensing element 4 with electrodes E1-E2, three primary signal converters PPS 1, 2, 3 ( see Fig. 2b), each of which contains (see Fig. 2a) a current driver 6 including switches K1, K2 with a switch, a current sensor 7 including a reference resistor Rop, switch 8, a high-speed analog-to-digital converter 9, microcontroller 10, preamplifier with differential social input 11. In addition, the block diagram (see Fig. 2b) contains three multi-channel DC power supply units (MBP) with separate channels 12 and 13, a WB computing unit containing a microprocessor 14, a memory unit 15, an indicator 16, a button a four-key keyboard 17 and a separate stand-alone DC power supply 18.

Канал питания (подмагничивания) катушек 3 состоит из формирователя тока 6, датчика тока 7, микроконтроллера 10 и МБП с раздельным каналом 12.The power (magnetization) channel of the coils 3 consists of a current driver 6, a current sensor 7, a microcontroller 10, and an MBP with a separate channel 12.

Измерительный канал локальной скорости контролируемой жидкости состоит из чувствительного элемента 4 погружного датчика локальной скорости 2 с электродами Э1-Э2, предварительного усилителя с дифференциальным входом 11, переключателя 8, быстродействующий АЦП 9 микроконтроллера 10 и МБП с каналом 13.The measuring channel of the local speed of the controlled fluid consists of a sensitive element 4 of an immersion sensor of local speed 2 with electrodes E1-E2, a pre-amplifier with differential input 11, switch 8, a high-speed ADC 9 of the microcontroller 10 and the MBP with channel 13.

Совокупность, состоящая из датчика локальной скорости 2 и подключенного к нему преобразователя первичных сигналов представляет собой измеритель локальной скорости ИС (см. фиг. 2а).The set consisting of the local speed sensor 2 and the primary signal converter connected to it is a local speed meter of the IC (see Fig. 2a).

Вычислительный блок устройства состоит из микропроцессора 14, блока памяти 15, индикатора 16, кнопочной четырехклавишной клавиатуры 17 и автономного блока питания постоянного тока 18. Микропроцессор 14 взаимодействует с микроконтроллерами 10 ППС-1, 2, 3 путем их опроса и подачи команд управления. Оператор подает команды микропроцессору через клавиатуру 17 и считывает информацию с индикатора 16.The computing unit of the device consists of a microprocessor 14, a memory unit 15, an indicator 16, a four-key keyboard button 17, and an autonomous direct current power supply 18. The microprocessor 14 interacts with the PPS-1, 2, 3 microcontrollers 10 by polling them and issuing control commands. The operator instructs the microprocessor through the keyboard 17 and reads information from the indicator 16.

Измерительный канал расхода контролируемой жидкости состоит из описанных выше трех измерительных каналов локальной скорости v1-3 и вычислительного блокаThe measuring channel for the flow rate of the controlled liquid consists of the three measuring channels of local speed v 1-3 described above and a computing unit

В блоках формирователя тока 6 ключи К1, К2 являются неотделимой частью формирователя тока и находятся внутри него. Ключи К1, К2 и переключатель 8 являются бесконтактными логически управляемыми элементами.In the blocks of the current driver 6 keys K1, K2 are an integral part of the current driver and are located inside it. Keys K1, K2 and switch 8 are contactless, logically controlled elements.

Выход электродов ПДЛС Э1-Э2 через предварительный усилитель 11, переключатель 8, АЦП 9 подсоединен ко входу микроконтроллера 10, а выходы микроконтроллеров ППС-1, 2, 3 подключены ко входу микропроцессора 14 вычислительного блока ВБ, при этом микропроцессор 14 соединен с блоком памяти 15, индикатором 16, клавиатурой 17 и автономным блоком питания 18 (фиг. 2б).The output of the PDLS E1-E2 electrodes through the preamplifier 11, switch 8, ADC 9 is connected to the input of the microcontroller 10, and the outputs of the microcontrollers PPS-1, 2, 3 are connected to the input of the microprocessor 14 of the WB computing unit, while the microprocessor 14 is connected to the memory unit 15 , indicator 16, keyboard 17 and an autonomous power supply 18 (Fig. 2b).

Выходы катушек 3 ПДЛС 2 подсоединены через формирователи тока 6 включающей ключи К1, К2, опорные резисторы Rоп датчиков тока 7 к каналам 12 МБП. Выход канала 12 МБП соединен отрицательным полюсом устройства в точке Б. Управляющие выходы g1 и g2 микроконтроллера 10 подсоединены к формирователю тока 6 (через ключи К1, К2). Управляющий выход е микроконтроллера 10 подсоединен к переключателю 8. Управляющий выход f микроконтроллера 10 подсоединен к АЦП 9. Выход датчика тока 7 подсоединен ко входу переключателя 8,. Выход канала 13 МБП соединен с предварительным усилителем 11, переключателем 8, АЦП 9, микроконтроллером 10 в точках а-г.The outputs of the coils 3 PDLS 2 are connected via current shapers 6 including keys K1, K2, supporting resistors Rop current sensors 7 to channels 12 of the MBP. The output of channel 12 of the MBP is connected to the negative pole of the device at point B. The control outputs g1 and g2 of the microcontroller 10 are connected to the current shaper 6 (via keys K1, K2). The control output e of the microcontroller 10 is connected to the switch 8. The control output f of the microcontroller 10 is connected to the ADC 9. The output of the current sensor 7 is connected to the input of the switch 8 ,. The output of channel 13 of the MBP is connected to the preamplifier 11, switch 8, ADC 9, microcontroller 10 at points a-d.

Управляющий выход р микропроцессора 14 соединен с соответствующими управляющими входами микропроцессоров 10 (фиг. 2а) ППС 1, 2, 3 (фиг. 2б).The control output p of the microprocessor 14 is connected to the corresponding control inputs of the microprocessors 10 (Fig. 2a) PPP 1, 2, 3 (Fig. 2b).

Информационные цифровые выходы v'1,2,3 микропроцессоров 10 ППС 1, 2, 3 соединены с информационным входом микропроцессора 14 (фиг. 2а. б).Information digital outputs v ' 1,2,3 microprocessors 10 PPP 1, 2, 3 are connected to the information input of microprocessor 14 (Fig. 2A. B).

Отрицательные полюсы каналов 12 и 13 МБП, а также автономного блока питания постоянного тока 18 соединены с отрицательным полюсом общей шины питания устройства в точке Б. Отрицательный полюс общей шины питания устройства в точке Б электрически изолирован от местного защитного заземления в точке В. Защитный корпус преобразователей первичных сигналов в точке В соединены с местным защитным заземлением в точке з.The negative poles of the channels 12 and 13 of the MBP, as well as the autonomous DC power supply 18 are connected to the negative pole of the device’s common power bus at point B. The negative pole of the device’s common power bus at point B is electrically isolated from the local protective earth at point B. The protective housing of the converters primary signals at point B are connected to the local protective earth at point h.

ПДЛС разработаны на базе погружных электромагнитных датчиков локальной скорости, входящих в сосав расходомеров типа РМ-5-Б3 для трубопроводов больших диаметров, разработанных и макетированных в компании ООО «ТБН энергосервис».PDLS are developed on the basis of submersible electromagnetic sensors of local speed included in the sucker of flow meters of the type RM-5-B3 for large-diameter pipelines designed and mocked up at TBN Energoservice LLC.

Предварительные усилители 11 разработаны на основе интегральных микросхем типа AD8221 фирмы Analog Devices (США).Preamplifiers 11 are developed on the basis of integrated circuits of the AD8221 type by Analog Devices (USA).

В устройстве в качестве переключателя 8 используется интегральная микросхема типа AD707 фирмы Analog Devices (США). В качестве аналого-цифрового преобразователя 9 используется интегральная микросхема типа AD7714 фирмы Analog Devices (США).The device as switch 8 uses an integrated circuit type AD707 manufactured by Analog Devices (USA). As an analog-to-digital converter 9, an integrated microcircuit type AD7714 by Analog Devices (USA) is used.

В устройстве используется микроконтроллер типа AT89C51R02 фирмы Atmel (США).The device uses a microcontroller type AT89C51R02 company Atmel (USA).

В устройстве в вычисленном блоке ВБ используется микропроцессор 14 типа Atmega 128 фирмы Atmel (США), блок памяти 15 типа AT45DB фирмы Atmel (США), индикатор 16 типа WH1601 фирмы Winstar (Китай).A microprocessor 14 of type Atmega 128 from Atmel (USA), a memory block 15 of type AT45DB from Atmel (USA), indicator 16 of type WH1601 from Winstar (China) are used in the device in the calculated WB block.

Формирователь тока 6, датчик тока 7, кнопочная четырехклавишная клавиатура 17 разработаны в ООО «ТБН энергосервис».Current shaper 6, current sensor 7, four-button four-button keyboard 17 were developed by TBN Energoservice LLC.

Формирователь тока 6 разработан на базе оптронов ILD213 фирмы Vishay (США) и ключей IRF7343 фирмы IRF (США).Current driver 6 is developed on the basis of optocouplers ILD213 from Vishay (USA) and IRF7343 keys from IRF (USA).

Датчик тока 7 разработан на основе резистивного делителя, в котором использован опорный прецизионный резистор (Rоп=0.5 Ом, мощность 0.25 Вт), а также пассивного фильтра на чип-резисторах типа 0805 фирмы SINETECH (Тайвань).The current sensor 7 is developed on the basis of a resistive divider, in which a reference precision resistor (Rop = 0.5 Ohm, power 0.25 W), as well as a passive filter based on chip resistors of type 0805 from SINETECH (Taiwan), are used.

Кнопочная четырехклавишная клавиатура 17 разработана на базе тактовых кнопок TS-A4PS-130 фирмы Switronic Industrial (Китай). В устройстве используется формирователь тока и клавиатура производства «ТБН энергосервис».The four-button four-button keyboard 17 is developed on the basis of the TS-A4PS-130 tact buttons from Switronic Industrial (China). The device uses a current driver and a keyboard manufactured by TBN Energoservice.

В устройстве используется МБП типа БП(и)-3В (канал 12: напряжение 12 В, ток нагрузки - 0.5 А; канал 13: напряжение 9 В, ток нагрузки - 0.3 А) производства ООО «ТБН энергосервис».The device uses an MBP of type BP (s) -3V (channel 12: voltage 12 V, load current 0.5 A; channel 13: voltage 9 V, load current 0.3 A) manufactured by TBN Energoservice LLC.

В устройстве используется автономный блок питания 18 постоянного тока типа БП(и)-3В (используется один канал напряжение 9 В, ток нагрузки - 0.3 А)) производства ООО «ТБН энергосервис».The device uses an autonomous DC power supply 18 of the BP (i) -3V type (one channel is used for voltage 9 V, load current 0.3 A)) manufactured by TBN Energoservice LLC.

Все выше перечисленные электрорадиоэлементы известны и выпускается в электронной промышленности.All of the above listed radio elements are known and produced in the electronics industry.

Функционирование устройства (фиг. 2а, б) при определении расхода электропроводящей жидкости в трубопроводах больших диаметров происходит при полностью заполненном трубопроводе 1 контролируемой электропроводящей жидкостью 5 (нормальный режим работы устройства). Блоки питания устройства: МБП с каналами 12, 13 и автономный блок питания постоянного тока 18 питаются от промышленной сети переменного напряжения 220 В ±5% частотой 50±1 Гц. Блоки: предварительный усилитель 11, переключатель 8, АЦП 9, микроконтроллер 10 питаются от канала 13 МБП. Формирователь тока 6, датчик тока 7 питаются от канала 12 МБП. Микропроцессор 14, блок памяти 15, индикатор 16 и клавиатура 17 питаются от автономного блока питания постоянного тока 18 (в точках д-з).The functioning of the device (Fig. 2A, b) when determining the flow rate of electrically conductive fluid in large-diameter pipelines occurs when the pipeline 1 is completely filled with controlled electrically conductive fluid 5 (normal operation of the device). Power supplies for the device: MBP with channels 12, 13 and an autonomous DC power supply 18 are powered from an industrial AC 220 V ± 5% network with a frequency of 50 ± 1 Hz. Blocks: pre-amplifier 11, switch 8, ADC 9, microcontroller 10 are powered by channel 13 of the MBP. Shaper current 6, current sensor 7 are powered by channel 12 of the MBP. The microprocessor 14, the memory unit 15, the indicator 16 and the keyboard 17 are powered by a stand-alone DC power supply 18 (in points dz).

В устройстве под управлением микроконтроллеров 10 происходит формирование информационного сигнала U±v с выходов электродов Э1-Э2 и сигнала тока катушки UI снимаемого с опорного резистора Rоп датчика тока 7, формирование тока через катушку происходит по управляющим логическим сигналам g1, g2 формируемым микропроцессором (см. (см. фиг. 3а и таблицу 1), оцифровка информационного сигнала U±v и сигнала тока катушки UI происходит по управляющим командам f1,2 и е, подаваемым микроконтроллером 10 соответственно на переключатель 8 и АЦП 9 согласно заранее составленному алгоритму и программе для микропроцессора (см. таблицу 2). Оцифровка сигнала тока катушки UI происходит после подачи микроконтроллером 10 команды f1 на переключатель 8 и команды е на АЦП. Оцифровка сигнала U±v происходит после подачи микроконтроллером 10 команды f2 на переключатель 8 и n команд е на АЦП (см. фиг. 3б и таблицу 2).In the device under the control of microcontrollers 10, the information signal U ± v is generated from the outputs of the electrodes E1-E2 and the current signal of the coil U I removed from the reference resistor Rop of the current sensor 7, the current through the coil is generated by the control logic signals g1, g2 generated by the microprocessor (see . (see Fig. 3a and Table 1), the information signal U ± v and the coil current signal U I are digitized by the control commands f 1,2 and е supplied by the microcontroller 10 to switch 8 and ADC 9, respectively, in accordance with the algorithm and the program for the microprocessor (see table 2). The digitization of the coil current signal U I occurs after the microcontroller 10 sends the f 1 command to switch 8 and the e command to the ADC. The digitization of the U ± v signal occurs after the microcontroller 10 sends f 2 command to switch 8 and n commands e on the ADC (see Fig. 3b and table 2).

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

При этом напряжение от канала 12 МБП через датчик тока 7, формирователь тока 6 поступает на вход катушек 3. Формирование тока питания катушек I+, I- в виде меандра (фиг. 3б) происходит при подаче на вход формирователя тока 6 прямоугольных логических сигналов g1, g2 от микроконтроллера 10 (фиг 2а). После обеспечения питания катушек 3 и вышеуказанных блоков под воздействием движущейся электропроводящей жидкости 5 на электродах Э1-Э2 чувствительного элемента 4 погружного датчика локальной скорости 2 индуцируется информационный сигнал U±v1,2,3, который поступает на вход предварительного усилителя 11, затем согласованный и усиленный информационный сигнал kU±v с выхода предварительного усилителя 11 через переключатель 8 поступает на вход АЦП 9. Оцифрованный информационный сигнал kU'±v с выхода АЦП 9 поступает на микроконтроллер 10.In this case, the voltage from channel 12 of the MBP through the current sensor 7, the current shaper 6 is supplied to the input of the coils 3. The formation of the supply current of the coils I + , I - in the form of a meander (Fig. 3b) occurs when 6 rectangular logic signals g1 are fed to the input of the current shaper , g2 from the microcontroller 10 (Fig. 2a). After providing power to the coils 3 and the above blocks under the influence of a moving conductive fluid 5 on the electrodes E1-E2 of the sensing element 4 of the local speed sensor 2, an information signal U ± v1,2,3 is induced , which is fed to the input of the pre-amplifier 11, then matched and amplified the information signal kU ± v from the output of the pre-amplifier 11 through the switch 8 is fed to the input of the ADC 9. The digitized information signal kU ' ± v from the output of the ADC 9 is fed to the microcontroller 10.

Кроме того, сигнал с выхода датчика тока UI, снимаемый с опорного резистора Rоп, поступает через переключатель 8 на вход АЦП. Оцифрованный сигнал тока катушки U'I с выхода АЦП подается на вход микроконтроллера 10.In addition, the signal from the output of the current sensor U I , taken from the reference resistor Rop, is fed through switch 8 to the ADC input. The digitized signal of the coil current U ' I from the ADC output is fed to the input of the microcontroller 10.

Таким образом, на вход микроконтроллера 10 поступают следующие оцифрованные (цифровые) информационные сигналы: сигнал тока катушки U'I снимаемый с опорного резистора Rоп в датчике тока 7 (при любом состоянии ключей К1, К2 формирователя тока 6); усиленный информационный сигнал kU'±v с выхода предварительного усилителя 11 (фиг. 2а). Эти сигналы, то есть сигнал тока катушки U'I и усиленный информационный сигнал kU'±v несут информацию о величине локальной скорости v контролируемой жидкости.Thus, the following digitized (digital) information signals are input to the microcontroller 10: the coil current signal U ' I taken from the reference resistor R op in the current sensor 7 (for any state of the keys K1, K2 of the current driver 6); amplified information signal kU ' ± v from the output of the preliminary amplifier 11 (Fig. 2A). These signals, that is, the current signal of the coil U ' I and the amplified information signal kU' ± v, carry information on the magnitude of the local velocity v of the controlled fluid.

Согласно составленному алгоритму и программе для микроконтроллера сигнал тока катушки U'I и усиленный информационный сигнал kU'±v обрабатываются и преобразуются в значения локальной скорости v. Значения локальной скорости v запоминаются в оперативной памяти микроконтроллеров 10 ППС 1, 2, 3 (фиг. 3б).According to the compiled algorithm and the program for the microcontroller, the coil current signal U ' I and the amplified information signal kU' ± v are processed and converted to local speed values v. The values of the local speed v are stored in the RAM of the microcontrollers 10 of the teaching staff 1, 2, 3 (Fig. 3b).

Из микропроцессора 14 на микроконтроллеры 10 ППС 1, 2, 3 поступает логический сигнал р (запрос), в результате чего с выходов микроконтроллеров 10 ППС 1, 2, 3 на вход микропроцессора 14 подается цифровой сигнал, пропорциональный локальной скорости v1,2,3.From the microprocessor 14, the logic signal p (request) is supplied to the microcontrollers 10 of the teaching staff 1, 2, 3, as a result of which the digital signal proportional to the local speed v 1,2,3 is supplied to the input of the microprocessor 14 of the microcontrollers 10 of the teaching staff 1, 2, 3 .

Микропроцессор 14 вычислительного блока ВБ запрашивает ежесекундно из микроконтроллеров 10 ППС 1, 2, 3 значения локальных скоростей v1,2,3 контролируемой жидкости (см. фиг. 2 и фиг. 4).The microprocessor 14 of the computing unit of the WB requests every second from the microcontrollers 10 PPS 1, 2, 3 the values of local speeds v 1,2,3 of the controlled fluid (see Fig. 2 and Fig. 4).

Микропроцессор 14 в автоматическом режиме согласно составленному алгоритму и программе для микропроцессора по значениям цифровых сигналов, пропорциональным локальным скоростям потока v1, v2 и v3 (фиг. 4) вычисляет среднюю по сечению скорость u и объемный расход G контролируемой жидкости как произведение средней скорости на площадь измерительного сечения трубопровода за вычетом площади миделей погружных частей датчиков локальной скорости.The microprocessor 14 in automatic mode according to the compiled algorithm and the program for the microprocessor using digital signal values proportional to the local flow rates v1, v2 and v3 (Fig. 4) calculates the average cross-section velocity u and the volumetric flow G of the controlled fluid as the product of the average velocity and the measurement area cross-section of the pipeline minus the area of the midsection of the submersible parts of the local speed sensors.

Результаты измерений сохраняются в оперативной памяти микропроцессора 14 до поступления новых измерений в следующем измерительном цикле ТИЗМ, при этом старые измерения в оперативной памяти заменяются новыми, а также согласно командам микропроцессора 14 запоминаются и сохраняются в блоке памяти 15 и выводятся на индикатор 16. Далее процесс повторяется. Ввод параметров и управление устройством осуществляется оператором при помощи кнопочной четырехклавишной клавиатуры 17.The measurement results are stored in the RAM of the microprocessor 14 until new measurements are received in the next measurement cycle T ISM , while the old measurements in the RAM are replaced by new ones, and according to the instructions of the microprocessor 14 are stored and stored in the memory unit 15 and displayed on the indicator 16. The process repeated. Entering parameters and controlling the device is carried out by the operator using the four-button keyboard 17.

Принцип работы устройства основан на взаимодействии движущейся контролируемой электропроводящей жидкости 5 с магнитным полем катушек 3 и заключается в следующем: при заполненном трубопроводе 1 электропропроводящей жидкостью 5 с помощью формирователей тока 6 питают знакопеременным током катушки 3 магнитных систем погружных датчиков локальной скорости 2, создающие магнитное поле в локальной области вблизи электродов Э1-Э2 в измерительных точках i1,2,3 (см. фиг. 1в). При движении жидкости 5 в магнитном поле индуцируется ЭДС, наводящая на электродах Э1-Э2 чувствительных элементов 4 датчиков локальной скорости 2 сигнал U±v1,2,3 пропорциональный локальной скорости v1,2,3 в измерительных точках i1,2,3 и индукции магнитного поля. Сигналы U±v1,2,3 после согласования и усиления предварительным усилителем 11, оцифровки в АЦП 9 и обработки в микроконтроллере 10 ППС 1, 2, 3 преобразуются в цифровые информационные сигналы, пропорциональные локальным скоростям контролируемой жидкости v1,2,3. Цифровые сигналы, пропорциональные локальным скоростям v1, v2 и v3 (см. фиг. 2б и фиг. 4) измеряемой жидкости поступают в микропроцессор 14, где согласно предварительно составленному алгоритму и программе для микропроцессора обрабатываются с использованием метода «площадь-скорость». В результате чего на выходе микропроцессора 14 получают значения средней по сечению скорости u и объемного расхода G контролируемой жидкостиThe principle of operation of the device is based on the interaction of a moving controlled electrically conductive fluid 5 with the magnetic field of the coils 3 and consists in the following: when the pipeline 1 is filled with an electrically conductive fluid 5 using current shapers 6, alternating current coils 3 of the magnetic systems of the submersible sensors of local speed 2 are generated, creating a magnetic field in local area near the electrodes E1-E2 at the measuring points i 1,2,3 (see Fig. 1B). When fluid 5 moves in a magnetic field, an EMF is induced, inducing on the electrodes E1-E2 of the sensitive elements 4 local speed sensors 2, the signal U ± v1,2,3 is proportional to the local speed v 1,2,3 at the measuring points i 1,2,3 and magnetic field induction. The signals U ± v1,2,3, after matching and amplification by the preamplifier 11, digitized in the ADC 9 and processed in the microcontroller 10 of the teaching staff 1, 2, 3 are converted into digital information signals proportional to the local velocities of the controlled liquid v 1,2,3 . Digital signals proportional to the local velocities v1, v2 and v3 (see Fig. 2b and Fig. 4) of the measured liquid are supplied to the microprocessor 14, where according to a pre-compiled algorithm and program for the microprocessor, they are processed using the area-speed method. As a result, at the output of the microprocessor 14, the values of the average cross-section velocity u and the volumetric flow rate G of the controlled fluid are obtained

Способ определения расхода электропроводящей жидкости в трубопроводах больших диаметров реализуют следующим образом. Существует два типа конструкции расходомеров - расходомеры с полнопроходными датчиками расхода и расходомеры с погружными датчиками локальной скорости. Полнопроходные датчики расхода имеют конструкцию магнитной системы с магнитным полем, пронизывающим все поперечное сечение мерного участка трубопровода, причем этот тип конструкции применяют в основном в трубопроводах малых и средних диаметров Dy ≤300 мм.The method for determining the flow rate of electrically conductive liquid in large diameter pipelines is implemented as follows. There are two types of flowmeter designs — flowmeters with full bore flow sensors and flow meters with submersible local speed sensors. Full bore flow sensors have a magnetic system design with a magnetic field penetrating the entire cross section of the measured section of the pipeline, and this type of structure is mainly used in pipelines of small and medium diameters Dy ≤300 mm.

Датчики локальной скорости имеют конструкцию магнитной системы с электромагнитным полем, заполняющим только ограниченную часть потока жидкости вблизи чувствительного элемента с электродами Э1-Э2, погруженного в измеряемую жидкость. Этот тип погружных датчиков локальной скорости применяет в основном в трубопроводах Dy ≥300 мм (фиг. 1а, б). В настоящее время одним из перспективных направлений расходометрии является создание способов измерения (определения) расхода электропроводящей жидкости на базе погружных электромагнитных датчиков локальной скорости с использованием метода «площадь-скорость». При этом выполняют следующие этапы реализации предложенного способа измерения расхода.The local speed sensors have a magnetic system design with an electromagnetic field that fills only a limited part of the fluid flow near the sensing element with electrodes E1-E2 immersed in the measured liquid. This type of submersible sensors of local speed is mainly used in pipelines Dy ≥300 mm (Fig. 1a, b). Currently, one of the promising areas of flow metering is the creation of methods for measuring (determining) the flow rate of a conductive fluid based on submersible electromagnetic sensors of local speed using the area-speed method. In this case, the following stages of implementation of the proposed method for measuring flow are performed.

Этап 1. Калибровка измерителей локальной скорости.Stage 1. Calibration of local speed meters.

Калибровку измерителей локальной скорости производят проливным или имитационным способом. В процессе калибровки измерителя локальной скорости ИС (см. фиг. 2а), состоящего из погружного датчика локальной скорости и преобразователя первичных сигналов ППС определяют номинальную статическую характеристику ИС. Калибровку каждого ИС производят автономно. Например, в процессе калибровки проливным способом на проливном стенде задают ряд значений эталонных локальных скоростей vэ в диапазоне (0.2…5) м/с. в измерительной точке датчика локальной скорости поверяемого ИС. Для каждого значения эталонной локальной скорости vэ измеряют значение информационного разностного сигнала Ci (см. фиг. 3б) ИС. Кроме этого измеряют значение информационного разностного сигнала Ci при нулевой скорости в трубопроводе. Полученные значения информационного разностного сигнала Ci и эталонной локальной скорости vэ запоминают в памяти микроконтроллера 10 ППС. Микроконтроллер 10 в автоматическом режиме согласно составленному алгоритму и программе для микроконтроллера использует значения информационного разностного сигнала Ci и эталонной локальной скорости vэ для кусочно-линейной аппроксимации номинальной статической характеристик ИС. Количество прямолинейных отрезков НСХ задают не менее трех.Calibration of local speed meters is carried out by a pouring or simulation method. In the process of calibrating the IS local speed meter (see Fig. 2a), consisting of a local speed submersible sensor and the primary signal converter of the faculty, determine the nominal static characteristic of the IS. Calibration of each IC is done autonomously. For example, in the process of calibration by the pouring method, a series of values of the reference local velocities ve in the range (0.2 ... 5) m / s are set on the pouring stand. at the measuring point of the sensor of the local speed of the verified IC. For each value of the reference local speed ve they measure the value of the information difference signal Ci (see Fig. 3b) IC. In addition, the value of the information difference signal Ci is measured at zero speed in the pipeline. The obtained values of the information difference signal Ci and the reference local speed ve are stored in the memory of the microcontroller 10 PPP. The microcontroller 10 in automatic mode, according to the compiled algorithm and the program for the microcontroller, uses the values of the information difference signal Ci and the reference local speed ve for a piecewise-linear approximation of the nominal static characteristics of the IC. The number of straight sections of the NSC set at least three.

Этап 2. Сборка и питание устройства.Stage 2. Assembly and power supply of the device.

Согласно фиг. 1а, б устанавливают три датчика локальной скорости 2 симметрично расположенных по образующей трубопровода 1 под углами 120 градусов, чувствительные элементы погружных датчиков локальной скорости погружают внутрь трубопровода полностью заполненного электропроводящей жидкостью 5 на глубину h, измеряют внутренний диаметр трубопровода D, измеренные значения h, D и значение параметра Xeff=2 мм и диаметр d погружной части используемых датчиков локальной скорости вводят в при помощи клавиатуры 17 и запоминают в блоке памяти 15 вычислительного блока ВБ.According to FIG. 1a, b, three local speed sensors 2 are installed symmetrically located along the generatrix of the pipeline 1 at angles of 120 degrees, the sensitive elements of the local speed immersion sensors are immersed inside the pipeline completely filled with electrically conductive liquid 5 to a depth h, the inner diameter of the pipeline D is measured, the measured values of h, D and value X eff = 2 mm and a diameter d immersion used local velocity sensors administered in using the keyboard 17 and stored in the memory unit 15, a computing unit B.

С целью энергосбережения в устройстве используют импульсное питание катушек 3 погружных датчиков локальной скорости. Из фиг. 3б, (см. диаграмму тока I) видно, что в секундном цикле ток через катушку отсутствует в интервал времени паузы Т0=t1=t4 длительностью 640 мс. Откуда следует, что экономия электроэнергии из промышленной сети в канале 12 МБП по сравнению с непрерывным питанием составляет 100%⋅(640 мс/1000 мс)=64%.In order to save energy, the device uses pulsed power supply to the coils of 3 submersible local speed sensors. From FIG. 3b, (see the current diagram I) it is seen that in the second cycle there is no current through the coil in the pause time interval T 0 = t1 = t4 for a duration of 640 ms. It follows that the energy saving from the industrial network in the 12 MBP channel compared to continuous power is 100% ⋅ (640 ms / 1000 ms) = 64%.

Этап 3. Формирование тока в цепи катушек и цифровых информационных сигналов.Stage 3. Formation of current in the circuit of coils and digital information signals.

Для функционирования каналов питания катушек 3 на МБП подают напряжение питания 220 В, 50 Гц из промышленной сети (фиг. 2а). С выходов каналов 13 МБП запитывают предварительный усилитель 11, переключатель 8, АЦП 9, микроконтроллер 10. С выходов каналов 12 МБП запитывают формирователь тока 6 и датчик тока 7 (опорный резистор Rоп).For the functioning of the power supply channels of coils 3, the supply voltage of 220 V, 50 Hz from the industrial network is supplied to the MBP (Fig. 2a). From the outputs of the channels 13 of the MBP feed the preamplifier 11, switch 8, ADC 9, the microcontroller 10. From the outputs of the channels 12 of the MBP feed the current shaper 6 and the current sensor 7 (reference resistor R op ).

Таким образом в устройстве питание формирователей тока 6 осуществляют раздельно от питания блоков 8-11 (фиг. 2), при этом обеспечивают исключение влияния тока питания катушек на измерительные каналы что повышает точность измерения локальной скорости.Thus, in the device, the power of current shapers 6 is carried out separately from the power of blocks 8-11 (Fig. 2), while eliminating the influence of the supply current of the coils on the measuring channels, which increases the accuracy of measuring local speed.

Ток питания катушек формируют независимо от режима работы трубопровода, то есть наполненности, скорости и температуры потока контролируемой жидкости 5. Формирование тока в цепи катушек показано на фиг. 3б (см. диаграмму тока I). Ток формируют при помощи формирователей тока 6, которые переключают логическими управляющими сигналами g1, g2 (фиг. 2а, фиг. 3а и таблица 1) формируемыми микроконтроллером 10. Сигнала тока катушки UI, пропорциональный силе тока, формируют в датчике тока 7 на опорном резисторе Rоп, который подают на вход переключателя 8.The supply current of the coils is formed regardless of the operating mode of the pipeline, that is, the fullness, speed and temperature of the flow of the controlled fluid 5. The formation of current in the coil circuit is shown in FIG. 3b (see current diagram I). The current is generated using current conditioners 6, which are switched by the logical control signals g1, g2 (Fig. 2a, Fig. 3a and table 1) generated by the microcontroller 10. The current signal of the coil U I , proportional to the current strength, is generated in the current sensor 7 on a reference resistor R op , which is fed to the input of the switch 8.

Согласно составленному алгоритму и программе микроконтроллер 10 формирует управляющие логические сигналы g1 и g2 прямоугольной формы, которые подают на формирователь тока 6. Период следования Т управляющих логических сигналов g1, g2 равен 2с, длительность сигналов g1=g2=360 мс, причем передний фронт сигнала g2 сдвинут относительно заднего фронта сигнала g1 на время Т0=640 мс (см. фиг. 3а). При помощи формирователя тока 6 питают катушку 3 магнитной системы погружных датчиков локальной скорости током в форме меандра положительной и отрицательной полярности.According to the compiled algorithm and program, the microcontroller 10 generates rectangular control logic signals g1 and g2, which are supplied to the current driver 6. The sequence of T control logic signals g1, g2 is 2 s, the signal duration is g1 = g2 = 360 ms, and the leading edge of the signal g2 shifted relative to the trailing edge of the signal g1 by the time T 0 = 640 ms (see Fig. 3a). Using a current shaper 6, they feed the coil 3 of the magnetic system of submersible sensors of local speed with current in the form of a meander of positive and negative polarity.

В течение интервала времени t1, микроконтроллер 10 подает на формирователь тока 6 логические управляющие сигналы g1=1 (ключ К1 замкнут) и g2=0 (ключ К2 разомкнут), при этом течет ток I+ через катушку 3 положительной полярности. В этот же интервал t1 спустя время установления переходного процесса тока Тс в течение интервала времени Т1 (см фиг. 3б, диаграмма I) микроконтроллер 10 подает сигнал управления f2 на переключатель 8 (см. таблицу 2), при этом через переключатель 8 с выхода предварительного усилителя 11 информационный сигнал kU±v поступает на вход АЦП 9 (см фиг. 2а). Таким образом, в интервал времени Т1 на вход АЦП 9 подают усиленный сигнал с электродов kU+v. Затем микропроцессор 10 подает команду е оцифровать на АЦП 9. При этом АЦП 9 производит оцифровку сигнала kU±v., подаваемого на его вход и передает в цифровом виде значение kU'+v. в микроконтроллер 10 для обработки. В течение интервала времени Т1 микроконтроллер 10 повторяет команду е неоднократно (например, n=10 раз), при этом оцифровка сигнала kU+v повторяется n раз (см. таблицу 2 и фиг. 3б, диаграмму е и kU+v) и n значений оцифрованного сигнала kU'+v запоминают в оперативной памяти микроконтроллера 10 для дальнейшей обработки. Далее, в течение интервала времени Т2, микроконтроллер 10 подает сигнал управления f1 на переключатель 8, при этом информационный сигнал датчика тока UI, пропорциональный току через катушку 3, с выхода датчика тока 7, снимаемый с опорного резистора Rоп подают через переключатель 8 на вход АЦП 9 (см фиг. 2а).During the time interval t1, the microcontroller 10 delivers the logic control signals g1 = 1 (key K1 is closed) and g2 = 0 (key K2 is open) to the current driver 6, while the current I + flows through the positive polarity coil 3. In the same interval t1, after the time of establishment of the transient current Tc during the time interval T1 (see Fig. 3b, diagram I), the microcontroller 10 supplies the control signal f 2 to switch 8 (see table 2), while through switch 8 from the output preamplifier 11 information signal kU ± v is fed to the input of the ADC 9 (see Fig. 2A). Thus, in the time interval T1 to the input of the ADC 9 serves an amplified signal from the electrodes kU + v . Then, the microprocessor 10 instructs e to digitize the ADC 9. In this case, the ADC 9 digitizes the signal kU ± v . Supplied to its input and digitally transmits the value kU ' + v . into the microcontroller 10 for processing. During the time interval T1, the microcontroller 10 repeats the e command repeatedly (for example, n = 10 times), while the digitization of the signal kU + v is repeated n times (see table 2 and Fig. 3b, diagram e and kU + v ) and n values the digitized signal kU ' + v is stored in the RAM of the microcontroller 10 for further processing. Further, during the time interval T2, the microcontroller 10 supplies the control signal f 1 to the switch 8, while the information signal of the current sensor U I , proportional to the current through the coil 3, from the output of the current sensor 7, taken from the reference resistor Rop is fed through the switch 8 to ADC input 9 (see Fig. 2a).

Затем микроконтроллер 10 подает команду е на АЦП 9, при этом АЦП 9 производит оцифровку сигнала датчика тока UI, подаваемого на его вход и передает в цифровом виде измеренное значение U'I. в микропроцессор для обработки (см таблицу 2 и фиг. 2а).Then, the microcontroller 10 gives the command e to the ADC 9, while the ADC 9 digitizes the signal of the current sensor U I supplied to its input and digitally transmits the measured value U ' I. into the microprocessor for processing (see table 2 and Fig. 2A).

В течение интервала времени t2, длительность которого равна Т0=t2=t4, микроконтроллер 10 подает на формирователь тока 6 логические управляющие сигналы g1=0 (ключ К1 разомкнут) и g2=0 (ключ К2 разомкнут), цепь питания катушки 3 размыкается и ток через катушку отсутствует (см. таблицу 1 и фиг. 3а, б).During the time interval t2, the duration of which is T 0 = t2 = t4, the microcontroller 10 supplies the logic driver g1 = 0 (key K1 open) and g2 = 0 (key K2 open) to the current driver 6, the power supply circuit of coil 3 opens and there is no current through the coil (see table 1 and Fig. 3a, b).

В течение интервала времени t3, микроконтроллер подает на формирователь тока логические управляющие сигналы g1=0 (ключ К1 разомкнут) и g2=1 (ключ К2 замкнут), при этом через катушку 3 течет ток I- отрицательной полярности (см. таблицу 1). Далее производят операции, аналогичные действиям в интервал времени t1, - микроконтроллер подает соответственно сигналы управления f1,2 на переключатель и команды е оцифровать на АЦП, в результате чего производится серия измерений сигнала kU-v и сигнала датчика тока UI во время отрицательного импульса тока через катушку 3 (см. таблицу 2 и фиг. 3б). Оцифрованный сигнал датчика тока U'I и n значений оцифрованного сигнала kU'-v запоминают в оперативной памяти микроконтроллера 10 для дальнейшей обработки.During the interval t3, the microcontroller supplies the current driver logic control signals g1 = 0 (K1 open key) and g2 = 1 (key K2 is closed), thus through the coil 3 flows a current I - of negative polarity (see table 1.). Then, operations similar to those in the time interval t1 are performed, - the microcontroller submits the control signals f 1,2 to the switch and the digital commands e to the ADC, respectively, resulting in a series of measurements of the signal kU -v and the signal of the current sensor U I during a negative pulse current through the coil 3 (see table 2 and Fig. 3b). The digitized signal of the current sensor U ' I and n values of the digitized signal kU' -v are stored in the RAM of the microcontroller 10 for further processing.

В течение интервала времени t4, длительность которого равна Т0=t2=t4, микроконтроллер подает на формирователь тока логические управляющие сигналы g1=0 (ключ К1 разомкнут) и g2=0 (ключ К2 разомкнут), цепь питания катушки размыкается и ток через катушку отсутствует (см. таблицу 1 и фиг. 3а, б). Далее процесс повторяется.During the time interval t4, the duration of which is T 0 = t2 = t4, the microcontroller supplies the logic driver g1 = 0 (key K1 open) and g2 = 0 (key K2 open) to the current driver, the power supply circuit of the coil opens and the current through the coil absent (see table 1 and Fig. 3a, b). The process is then repeated.

Этап 4. Повышение точности измерения локальной скорости.Stage 4. Improving the accuracy of measuring local speed.

Точность измерения локальной скорости контролируемого потока жидкости повышают следующим образом: n значений (например, n=10) оцифрованного сигнала kU'+v,j, полученных на этапе 3 в течение интервала времени t1 и запомненных в оперативной памяти микроконтроллера 10 (j - номер запомненного значения kU'+v,j из текущей серии измерений j=1, … n) обрабатывают статистическими методами согласно заранее составленной методике, реализованной в программе для микроконтроллера 10. С целью повышения экономической эффективности используют простой метод статистической обработки, который может быть реализован в недорогом микропроцессоре, использованном в заявляемом устройстве. Например, метод усреднения с исключением выбросов, по которому отбрасывают максимальное и минимальное значение kU'+v,j, оставшиеся n-2 значения kU'+v,j усредняют, при этом полученное после усреднения значение kU'+v запоминают в оперативной памяти микроконтроллера 10 и используют в дальнейших вычислениях. Указанным методом существенно уменьшают случайную составляющую относительной погрешности измерения локальной скорости до величины от 0.1 до 0.01%.The accuracy of measuring the local velocity of the controlled fluid flow is increased as follows: n values (for example, n = 10) of the digitized signal kU ' + v, j obtained in step 3 during the time interval t1 and stored in the RAM of the microcontroller 10 (j is the number of the stored values kU '+ v, j from the current measurement series j = 1, ... n) is treated according to a predetermined statistical methods compiled method, implemented in a program for the microcontroller 10. in order to increase the economic efficiency of using simple statistical method tion treatment, which may be implemented in an inexpensive microprocessor used in the claimed device. For example, the averaging method with the exception of outliers, by which the maximum and minimum values of kU ' + v, j are discarded, the remaining n-2 values of kU' + v, j are averaged, while the value kU ' + v obtained after averaging is stored in the RAM of the microcontroller 10 and used in further calculations. By the indicated method, the random component of the relative error of measuring the local velocity is substantially reduced to a value from 0.1 to 0.01%.

Аналогичные действия используют при обработке n значений оцифрованного сигнала kU'-v,j, полученных на этапе 3 в течение интервала времени t3 и записанных в оперативную память микроконтроллера.Similar actions are used when processing n values of the digitized signal kU ' -v, j obtained in stage 3 during the time interval t3 and recorded in the microcontroller's RAM.

Далее аналогичные действия повторяют в каждом измерительном цикле Тизм.Further, similar steps are repeated for each measurement cycle T edited.

Этап 5. Процесс формирования информационного разностного сигнала.Stage 5. The process of forming the information differential signal.

Информационный разностный сигнал Ci, пропорциональный локальной скорости контролируемой жидкости, необходим для вычисления локальной скорости по НСХ измерителя локальной скорости, полученной на этапе 1.The information difference signal Ci, proportional to the local speed of the controlled fluid, is necessary to calculate the local speed using the NLC of the local speed meter obtained in stage 1.

Информационный разностный сигнал Ci формируют в микропроцессоре 10.The information difference signal Ci is formed in the microprocessor 10.

Используют тот факт, что направление и величина индукции магнитного поля в измерительной точке i1 датчика локальной скорости 2 (см. фиг. 1а-в) пропорционально изменяется в соответствии с изменением направления и величины тока через катушку 3 и не зависит от изменения параметров контролируемой жидкости 5 При этом информационный сигнал U±v на электродах Э1-Э2 (фиг. 2) погружного датчика локальной скорости 2 изменяется пропорционально величине локальной скорости v контролируемой электропроводящей жидкости 5 и величине индукции В магнитного поля в измерительной точке i1: U±v ~ v⋅B. Так как величина индукции В пропорциональна току I± через катушку 3, то U±v ~ v⋅UI, где UI - сигнал датчика тока катушки 3: UI=|Rоп⋅I±|, где Rоп [Ом] - сопротивление опорного резистора в цепи датчика тока катушки. При этом используют тот факт, что индуцируемое напряжение U±v на электродах Э1-Э2 по величине и по характеру зависит от величины и характера сигнала датчика тока катушки UI в цепи катушки. Эту зависимость преобразуют к виду С=kU±v/UI, где k - коэффициент усиления предварительного усилителя 11 (фиг. 3б, диаграмма С), тем самым устраняют влияние нестабильности сигнала U±v, связанное с нестабильностью тока питания катушек и снижают требования к обеспечению стабильности амплитуды импульсов тока катушек (см. фиг. 3б, диаграмму С).Use the fact that the direction and magnitude of the magnetic field induction in the measuring point i 1 of the local speed sensor 2 (see Fig. 1a-c) proportionally changes in accordance with the change in the direction and magnitude of the current through the coil 3 and does not depend on the change in the parameters of the controlled fluid 5 In this case, the information signal U ± v on the electrodes E1-E2 (Fig. 2) of the local speed immersion sensor 2 changes in proportion to the local speed v of the controlled electrically conductive liquid 5 and the magnitude of the magnetic field induction B at the measuring point i 1 : U ± v ~ v⋅B. Since the magnitude of the induction B is proportional to the current I ± through the coil 3, then U ± v ~ v⋅U I , where U I is the signal of the current sensor of the coil 3: U I = | R op ⋅I ± |, where R op [Ohm] - resistance of the reference resistor in the coil current sensor circuit. The fact that the induced voltage U ± v on the electrodes E1-E2 in magnitude and nature depends on the magnitude and nature of the signal of the coil current sensor U I in the coil circuit is used. This dependence is converted to the form C = kU ± v / U I , where k is the gain of the pre-amplifier 11 (Fig. 3b, diagram C), thereby eliminating the influence of the instability of the signal U ± v associated with the instability of the supply current of the coils and reduce the requirements to ensure the stability of the amplitude of the current pulses of the coils (see Fig. 3b, diagram C).

Учитывая тот факт, что на электродах Э1-Э2 возникает также сигнал смещения U0, обусловленный протеканием на электродах побочных электрохимических процессов, сигнал С будет сдвинут на величину С0=kU0/UI (см. фиг. 3б, диаграмму С). Значение С0 может быть положительным и отрицательным, что объясняется неоднородностью материала электродов и состава электропроводящей жидкости.Considering the fact that a bias signal U 0 arises on the electrodes E1-E2 due to the occurrence of secondary electrochemical processes on the electrodes, the signal C will be shifted by the value C 0 = kU 0 / U I (see Fig. 3b, diagram C). The value of C 0 can be positive and negative, which is explained by the heterogeneity of the material of the electrodes and the composition of the electrically conductive liquid.

Это смещение устраняют следующим образом: микроконтроллер 10 в автоматическом режиме согласно составленному алгоритму и программе рассчитывает значения информационного разностного сигнала Ci This bias is eliminated as follows: the microcontroller 10 in automatic mode according to the compiled algorithm and program calculates the values of the information difference signal C i

Ci+-=kU+v/UI-kU-v/UI=(U+/I+-U-/I-)⋅k/Rоп C i = С +- = kU + v / U I -kU -v / U I = (U + / I + -U - / I - ) ⋅k / R op

где U+ и U- - суммарный сигнал соответственно положительной и отрицательной полярности, снимаемый с электродов Э1-Э2 погружного датчика локальной скорости в различные интервалы времени измерительного цикла Тизм:wherein U + and U- - sum signal, respectively positive and negative polarity, removable with electrodes E1-E2 immersion local velocity sensor at different intervals of time the measuring cycle T MOD:

U+=U0+U+v в интервал времени формирования положительных импульсов (см. фиг. 3б) t1 - когда логические управляющие сигналы g1=1, g2=0, ключ К1 замкнут, К2 разомкнут и через катушку 3 течет ток положительной полярности;U + = U 0 + U + v in the time interval for generating positive pulses (see Fig. 3b) t1 - when the logical control signals g1 = 1, g2 = 0, the key K1 is closed, K2 is open and a positive polarity current flows through coil 3 ;

U-=U0-U-v в интервал времени формирования отрицательных импульсов (см. фиг. 3б) t3 - когда логические управляющие сигналы g1=0, g2=1, ключ К1 разомкнут, К2 замкнут и через катушку 3 течет ток отрицательной полярности;U - = U 0 -U -v in the time interval for generating negative pulses (see Fig. 3b) t3 - when the logic control signals g1 = 0, g2 = 1, the key K1 is open, K2 is closed and a negative polarity current flows through coil 3 ;

U0 - суммарный сигнал в интервалы времени паузы t2 и t4, когда логические управляющие сигналы g1=0, g2=0, ключи К1, К2 разомкнуты и ток через катушку 3 отсутствует.U 0 - the total signal in the time intervals pause t2 and t4, when the logical control signals g1 = 0, g2 = 0, the keys K1, K2 are open and there is no current through the coil 3.

Таким образом, информационный разностный сигнал Ci является сигналом, характеризующим локальную скорость с повышенным качеством, так как он зависит только от локальной скорости и на его величину не влияет нестабильность тока питания катушек и сигнал смещения U0, обусловленный протеканием на электродах побочных электрохимических процессов. Величина Ci является безразмерной и ее получают путем совершения арифметических действий над двумя измеренными сигналами U±v и UI измеренными в разные моменты времени, когда ток через катушку имеет соответственно положительную и отрицательную полярность. Разностный информационный сигнал Ci является комбинированным и не связан напрямую с физикой формирования информационных сигналов локальной скорости U±v и сигнала тока катушки UI.Thus, the information difference signal C i is a signal characterizing the local speed with improved quality, since it depends only on the local speed and its magnitude is not affected by the instability of the supply current of the coils and the bias signal U 0 due to the occurrence of secondary electrochemical processes on the electrodes. The value of C i is dimensionless and is obtained by performing arithmetic operations on two measured signals U ± v and U I measured at different points in time, when the current through the coil has a positive and negative polarity, respectively. The difference information signal C i is combined and is not directly related to the physics of generating information signals of local speed U ± v and coil current signal U I.

Для предварительного усилителя 11 коэффициент усиления k=13.6, опорное сопротивление датчика тока Rоп=0.5 Ом. По экспериментальным данным при значении локальной скорости 1 м/с и токе через катушку 300 мА на выходе используемых в устройстве погружных датчиков локальной скорости возникает характерное значение сигнала U+v=|U-v|=10 мкВ. Например, при смещении сигнала U0=1.25 мкВ получим:For the pre-amplifier 11, the gain is k = 13.6, the reference resistance of the current sensor R op = 0.5 Ohms. According to experimental data, at a local velocity of 1 m / s and a current through a 300 mA coil, a characteristic signal value U + v = | U -v | = 10 μV arises at the output of the submersible local velocity sensors used in the device. For example, when the signal is shifted U 0 = 1.25 μV, we get:

Ci=[(1.25+10)⋅10-6-(1.25-10)⋅10-6)]⋅13.6/(0.5⋅300⋅10-3)=1.81⋅10-3 C i = [(1.25 + 10) ⋅10 -6 - (1.25-10) ⋅10 -6 )] ⋅13.6 / (0.5⋅300⋅10 -3 ) = 1.81⋅10 -3

При нулевом смещении U0=0 мкВ получим то же значение Ci At zero bias U 0 = 0 μV we get the same value C i

Ci=[(0+10)⋅10-6-(0-10)⋅10-6)]⋅13.6/(0.5⋅300⋅10-3)=1.81⋅10-3 C i = [(0 + 10) ⋅10 -6 - (0-10) ⋅10 -6 )] ⋅13.6 / (0.5⋅300⋅10 -3 ) = 1.81⋅10 -3

Таким образом исключают влияние смещения U0 на результаты измерения информационного разностного сигнала Ci и повышают точность измерения локальной скорости контролируемой жидкости. В приведенном примере смещение составляет 10% от полезного сигнала. Использование метода формирования разностного сигнала позволяет полностью устранить компоненту относительной погрешности измерения локальной скорости, связанную со смещением U0, то есть снизить ее до точности цифровых преобразований аналоговых сигналов. В заявляемом устройстве используют 24-разрядный АЦП, таким образом точность цифровых преобразований определяется шагом оцифровки равным 1/224.Thus, the influence of bias U 0 on the measurement results of the information difference signal C i is excluded and the accuracy of measuring the local velocity of the controlled fluid is increased. In the above example, the offset is 10% of the useful signal. Using the method of generating a differential signal allows you to completely eliminate the component of the relative error in measuring the local speed associated with the offset U 0 , that is, reduce it to the accuracy of digital conversions of analog signals. The inventive device uses a 24-bit ADC, so the accuracy of digital conversions is determined by the digitization step equal to 1/2 24 .

В процессе формирования информационного разностного сигнала используют обработанное в микропроцессоре 10 значение kU'±v, полученное на этапе 4. При этом kU'±v измеряют в течение времени T1+с2=(360-60-60) мс=240 мс (см. фиг. 3б, диаграммы I и Uv), где Тс - время переходного процесса в канале питания катушек, Т2 - время, зарезервированное для измерения величины тока I через катушку 3 равное Т2=60 мс исходя из технических характеристик АЦП 9, примененного в устройстве, а величину тока I+ через катушку 3 измеряют после kU+v, величину тока I измеряют после измерении kU-v (см. фиг. 3б, диаграмма Uv).In the process of generating the information difference signal, the value kU ′ ± v obtained in step 4 is used, processed in microprocessor 10, and kU ′ ± v is measured over time T 1 = T + -T s -T 2 = (360-60-60 ) ms = 240 ms (see Fig. 3b, diagrams I and U v ), where T c is the transient time in the power supply channel of the coils, T 2 is the time reserved for measuring the current I through coil 3 equal to T 2 = 60 ms based on the technical characteristics of the ADC 9 used in the device, and the current value I + through coil 3 is measured after kU + v , the current value I is measured after measurement kU -v (see Fig. 3b, diagram U v ).

Этап 6. Измерения локальных скоростей.Step 6. Measure local speeds.

Микроконтроллер 10, определенную на этапе 1 (калибровка) номинальную статическую характеристику измерителя локальной скорости, по измеренным значениям информационного разностного сигнала Ci, полученного на этапе 5, определяет значения локальной скорости v контролируемой жидкости.The microcontroller 10, the nominal static characteristic of the local velocity meter determined in step 1 (calibration), from the measured values of the information difference signal C i obtained in step 5, determines the local velocity v of the controlled fluid.

Результаты измерений локальной скорости v в ППС 1, 2, 3 контролируемой жидкости 5 запоминают в оперативной памяти микроконтроллеров 10 в течение времени измерительного цикла Тизм=Tg10=Tg20 (например, Тизм=1 сек, см. рис. 3б, диаграммы локальной скорости v) до поступления новых измерений в следующем измерительном цикле Тизм. При этом старые измерения заменяются новыми, то есть наступает следующий измерительный цикл.The results of measurements of the local velocity v in the teaching staff 1, 2, 3 of the controlled fluid 5 are stored in the RAM of the microcontrollers 10 during the measurement cycle time Tmiz = T g1 + T 0 = T g2 + T 0 (for example, T meas = 1 sec, see Fig. 3b, diagrams of local velocity v) until new measurements are received in the next measuring cycle T rev . In this case, the old measurements are replaced by new ones, that is, the next measuring cycle begins.

Этап 7. Измерения средней скорости и расхода.Step 7. Measure the average speed and flow rate.

В устройстве питание вычислительного блока ВБ осуществляют от автономного блока питания постоянного тока 18. Микропроцессор 14 в автоматическом режиме согласно составленному алгоритму и программе для микропроцессора считывает из памяти микроконтроллеров 10 текущие измеренные на этапе 6 значения локальных скоростей v1, v2 и v3 в измерительных точках i1,2,3 погружных датчиков локальной скорости (см. фиг. 1в).In the device, the power supply of the WB computing unit is carried out from an autonomous DC power supply unit 18. The microprocessor 14 in automatic mode according to the compiled algorithm and the program for the microprocessor reads from the memory of microcontrollers 10 the current values of local speeds v 1 , v 2 and v 3 measured in step 6 points i 1,2,3 submersible sensors of local speed (see Fig. 1C).

Среднюю скорость и контролируемой жидкости 5 в мерном участке трубопровода 1 (см. фиг. 1а, б, в) вычисляют согласно выражению:The average speed and the controlled fluid 5 in the measured section of the pipeline 1 (see Fig. 1A, b, c) are calculated according to the expression:

Figure 00000010
Figure 00000010

где N - число измерителей локальной скорости; αi - нормированные коэффициенты скорости, vi - значения локальной скорости в измерительных точках.where N is the number of meters local speed; α i - normalized velocity coefficients, v i - local speed values at the measuring points.

Величину расхода контролируемой жидкости вычисляют как произведение средней скорости на площадь измерительного сечения:The flow rate of the controlled fluid is calculated as the product of the average speed and the measuring cross-sectional area:

Gv=uS.G v = uS.

Площадь измерительного сечения рассчитывают по формуле:The measuring cross-sectional area is calculated by the formula:

S=πD2/4-SM,S = πD 2 /4-S M ,

где: D - внутренний диаметр трубопровода, Sм - суммарная площадь миделей датчика локальной скорости

Figure 00000011
d - диаметр датчика скорости; hi - глубина погружения i-го датчика локальной скорости.where: D is the internal diameter of the pipeline, S m is the total area of midsection of the local speed sensor
Figure 00000011
d is the diameter of the speed sensor; h i - immersion depth of the i-th local speed sensor.

Например, при следующих значениях параметров:For example, with the following parameter values:

D=520 мм, d=37 мм, Θ=20°C, h1=h2=h3=30 мм, Xeff=2 мм, v1=v2=v3=1 м/сD = 520 mm, d = 37 mm, Θ = 20 ° C, h 1 = h 2 = h 3 = 30 mm, X eff = 2 mm, v 1 = v 2 = v 3 = 1 m / s

α123=1.0837α 1 = α 2 = α 3 = 1.0837

u=1.0837 м/сu = 1.0837 m / s

G=815.55 м3G = 815.55 m 3 / h

Таким образом, обобщая действия в этапах 3-7, получаем отличительную часть заявляемого изобретения.Thus, summarizing the steps 3-7, we obtain a distinctive part of the claimed invention.

Во время измерительного цикла Т в течение промежутков времени t1, t2, t3, t4 в микроконтроллере 10 задают следующие уровни логических управляющих сигналов (фиг. 2а и таблицу 1 и фиг. 3а): в интервал времени формирования положительных импульсов t1 уровни логических управляющих сигналов g1=1 (ключ К1 замкнут, «Да», то есть ток проходит через цепь), g2=0 (ключ К2 разомкнут, «Нет», то есть ток не проходит через цепь); в интервал времени паузы t2 уровни логических управляющих сигналов g1=0 (К1 «Нет»), g2=0 (К2 «Нет»); в интервал времени формирования отрицательных импульсов t3 уровни логических управляющих сигналов g1=0 (К1 «Нет»), g2=1 (К2 «Да»); в интервал времени паузы t4 уровни логических управляющих сигналов g1=0 (К1 «Нет»), g2=0 (К2 «Нет»); соответственно микроконтроллер 10 формирует логические управляющие сигналы g1, g2, в формирователе тока формируют положительный полупериод меандра тока катушки I+ в период времени Tg1, с электродов Э1, Э2 снимают индуцированное напряжение U±v пропорциональное локальной скорости контролируемой жидкости v, подают U±v на вход предварительного усилителя 11, на его выходе имеют согласованный и усиленный сигнал kU±v, оцифровывают данный сигнал и получают на выходе АЦП 9 цифровой сигнал kU'±v затем, по истечении времени паузы T0=t2=t4 формируют отрицательный полупериод меандра тока катушки I- в период времени Tg2, задние фронты управляющего логического сигнала g2, отрицательного полупериода меандра тока катушки I- и напряжения U-v сдвинуты относительно передних фронтов управляющего логического сигнала g1, положительного полупериода меандра тока катушки I+ и напряжения U+v на время Т0, оцифровку сигналов U±v и UI (сигнал, пропорциональный току через катушку, снимаемый с опорного резистора Rоп датчика тока 7) производят в интервалы времени t1 и t3, причем сигнал kU±v оцифровывают в интервал времени Т1 после завершения интервала времени переходного процесса Тс, затем оцифровывают сигнал UI в интервал времени Т2, зарезервированном микроконтроллером для измерения тока через катушку, в указанные интервалы времени t1 и t3 микроконтроллер соответственно подает управляющий сигнал-команду f2 на переключатель 8, при этом с выхода предварительного усилителя 11 на вход АЦП подают сигнал U±v (см. таблицу 2 и фиг. 3б), затем микроконтроллер подает управляющий сигнал-команду е оцифровать неоднократно n раз (например, n=10 раз с равномерным или неравномерным шагом) на АЦП 9, n значений оцифрованного сигнала kU'±v подают на вход микроконтроллера и запоминают в оперативной памяти микроконтроллера для дальнейшей обработки, затем микроконтроллер подает управляющий сигнал-команду f1 на переключатель 8, при этом с выхода датчика тока на вход АЦП подают сигнал датчика тока UI (см. таблицу 2), пропорциональный току через катушку, затем микроконтроллер подает управляющий сигнал-команду е оцифровать на АЦП 9, оцифрованный сигнал U'I подают на вход микроконтроллера и запоминают в его оперативной памяти для дальнейшей обработки.During the measuring cycle T during the time intervals t1, t2, t3, t4 in the microcontroller 10, the following levels of logical control signals are set (Fig. 2a and table 1 and Fig. 3a): during the time interval for generating positive pulses t1, the levels of logical control signals g1 = 1 (the key K1 is closed, "Yes", that is, the current passes through the circuit), g2 = 0 (the key K2 is open, "No", that is, the current does not pass through the circuit); in the pause time interval t2, the levels of logical control signals g1 = 0 (K1 “No”), g2 = 0 (K2 “No”); in the interval of formation of negative pulses t3, the levels of logical control signals g1 = 0 (K1 “No”), g2 = 1 (K2 “Yes”); in the pause time interval t4, the levels of logical control signals g1 = 0 (K1 “No”), g2 = 0 (K2 “No”); accordingly, the microcontroller 10 generates logical control signals g1, g2, in the current conditioner form a positive half-period of the current waveform of the coil I + for a period of time T g1 , the induced voltage U ± v proportional to the local speed of the controlled fluid v is removed from the electrodes E1, E2, U ± v at the input of the preamplifier 11, they have a matched and amplified signal kU ± v at its output, digitize this signal and receive a digital signal kU ' ± v at the ADC output 9, then, after a pause time T 0 = t2 = t4, form a negative the half-period of the coil current meander I - in the period of time T g2 , the trailing edges of the control logic signal g2, the negative half-cycle of the coil current cur rent I - and the voltage U -v are shifted relative to the leading edges of the control logic signal g1, the positive half-cycle of the coil current signal I + and voltage U + v for a time T 0 , the signals U ± v and U I (the signal proportional to the current through the coil, taken from the reference resistor R op current sensor 7) are digitized at time intervals t1 and t3, and the signal kU ± v is digitized in the interval of times T1 after the transient Tc time interval, then digitized signal U I T2 reserved microcontroller time interval for measuring the current through the coil, at specified time intervals t1 and t3 micro controller respectively delivers a control signal command f 2 on switch 8, wherein a the output of the preamplifier 11, the signal U ± v is supplied to the ADC input (see table 2 and FIG. 3b), then the microcontroller sends a control signal command e to be digitized repeatedly n times (for example, n = 10 times with a uniform or uneven step) to the ADC 9, n values of the digitized signal kU ' ± v are fed to the input of the microcontroller and stored in the microcontroller’s RAM for further processing, then the microcontroller provides a control command signal f 1 to a switch 8, the current sensor output with the input of the ADC is fed the current sensor signal U I (see. table 2) proportional to the current through the coil, and then delivers the microcontroller controls command signal is digitized in the ADC e 9, the digitized signal U 'I fed to the microcontroller input and stored in its memory for further processing.

Также уменьшают случайную составляющую относительной погрешности измерения локальной скорости следующим образом: n значений оцифрованного сигнала kU'±v,j, получают в интервалы времени формирования положительных и отрицательных импульсов t1 и t3, записывают в оперативную память микроконтроллера 10, обрабатывают согласно заранее составленной методике, реализованной в программе для микроконтроллера 10 при этом используют метод усреднения с исключением выбросов, по которому отбрасывают максимальное и минимальное значение kU'±v,j, оставшиеся n-2 значения kU'±v,j усредняют, при этом полученное после усреднения значение kU'±v запоминают в оперативной памяти микроконтроллера 10 и используют в дальнейших вычислениях.The random component of the relative error of measuring the local velocity is also reduced as follows: n values of the digitized signal kU ' ± v, j, are received at the time intervals of the formation of positive and negative pulses t1 and t3, recorded in the RAM of the microcontroller 10, processed according to a predefined procedure implemented in the program for microcontroller 10, the averaging method is used with the exception of outliers, according to which the maximum and minimum values kU ' ± v, j , the remaining n -2 values kU ' ± v, j are averaged, while the value kU' ± v obtained after averaging is stored in the RAM of the microcontroller 10 and used in further calculations.

Также устраняют влияние нестабильности сигнала U±v, связанное с нестабильностью тока питания катушек и одновременно устраняют сигнал смещения U0, обусловленный протеканием на электродах побочных электрохимических процессов, для чего в автоматическом режиме согласно составленному алгоритму и программе для микроконтроллера рассчитывают в микроконтроллере 10 значения информационного разностного сигнала Ci They also eliminate the influence of the instability of the signal U ± v associated with the instability of the supply current of the coils and simultaneously eliminate the bias signal U 0 due to the occurrence of secondary electrochemical processes on the electrodes, for which, according to the compiled algorithm and the program for the microcontroller, the information differential values are calculated in the microcontroller 10 signal C i

Ci+-=kU+v/UI-kU-v/UI=(U+/I+-U-/I-)⋅k/Rоп,C i = С +- = kU + v / U I -kU -v / U I = (U + / I + -U - / I - ) ⋅k / R op ,

где U+ и U- - суммарный сигнал соответственно положительной и отрицательной полярности, снимаемый с электродов Э1-Э2 погружного датчика локальной скорости в различные интервалы времени измерительного цикла Тизм;wherein U + and U- - sum signal, respectively positive and negative polarity, removable with electrodes E1-E2 immersion local velocity sensor at different intervals of time the measuring cycle T edited;

U+=U0+U+v в интервал времени формирования положительных импульсов t1 - когда логические управляющие сигналы g1=1, g2=0, ключ К1 замкнут, К2 разомкнут и через катушку 3 течет ток положительной полярности;U + = U 0 + U + v in the time interval for generating positive pulses t1 - when the logical control signals g1 = 1, g2 = 0, the key K1 is closed, K2 is open and a positive polarity current flows through coil 3;

U-=U0-U-v в интервал времени формирования отрицательных импульсов t3 - когда логические управляющие сигналы g1=0, g2=1, ключ К1 разомкнут, К2 замкнут и через катушку 3 течет ток отрицательной полярности;U - = U 0 -U -v in the time interval for generating negative pulses t3 - when the logical control signals g1 = 0, g2 = 1, the key K1 is open, K2 is closed and a negative polarity current flows through coil 3;

U0 - суммарный сигнал в интервалы времени паузы t2 и t4, когда логические управляющие сигналы g1=0, g2=0, ключи К1, К2 разомкнуты и ток через катушку 3 отсутствует.U 0 - the total signal in the time intervals pause t2 and t4, when the logical control signals g1 = 0, g2 = 0, the keys K1, K2 are open and there is no current through the coil 3.

Рассчитанные в микроконтроллере 10 значения информационного разностного сигнала Ci запоминают в его оперативной памяти до поступления новых значений Ci в следующих циклах измерений.The values of the information difference signal C i calculated in the microcontroller 10 are stored in its RAM until new values of C i are received in the following measurement cycles.

Измеряют значения локальной скорости v по измеренным значениям информационного разностного сигнала Ci, при этом используют НСХ измерителя локальной скорости ИС, полученную при его калибровке, запомненную и сохраненную в памяти микроконтроллера 10.The values of the local speed v are measured from the measured values of the information difference signal Ci, while using the NLC of the local speed IC meter obtained by its calibration, stored and stored in the memory of the microcontroller 10.

Результаты измерений локальной скорости v в ППС 1, 2, 3 контролируемой жидкости 5 сохраняют в оперативной памяти микроконтроллеров 10 в течение времени измерительного цикла Тизм=Tg10=Tg20 до поступления новых измерений в следующем измерительном цикле Тизм (см. фиг. 3б). При этом старые измерения заменяются новыми, то есть наступает следующий измерительный цикл.The results of measurements of the local velocity v in the teaching staff 1, 2, 3 of the monitored liquid 5 are stored in the operative memory of the microcontrollers 10 during the measurement cycle time T ISM = T g1 + T 0 = T g2 + T 0 until new measurements are received in the next measurement cycle T ISM (see Fig. 3b). In this case, the old measurements are replaced by new ones, that is, the next measuring cycle begins.

Микропроцессор 14 в автоматическом режиме согласно составленному алгоритму и программе считывает из памяти микроконтроллеров 10 текущие измеренные значения локальных скоростей v1, v2 и v3 в измерительных точках i1,2,3 погружных датчиков локальной скорости (см. фиг. 1в).The microprocessor 14 in automatic mode according to the compiled algorithm and the program reads from the memory of the microcontrollers 10 the current measured values of the local speeds v 1 , v 2 and v 3 at the measuring points i 1,2,3 submersible sensors of local speed (see Fig. 1C).

Среднюю скорость u величину объемного расхода контролируемой жидкости Gv в мерном участке трубопровода 1 (см. фиг. 1а, б, в). вычисляют согласно этапу 7, на этом завершают измерительный период Т. Затем процедуру измерения повторяют неоднократно в следующих измерительных периодах Т.The average speed u is the volumetric flow rate of the controlled fluid G v in the measured section of the pipeline 1 (see Fig. 1a, b, c). calculated according to step 7, this completes the measurement period T. Then, the measurement procedure is repeated repeatedly in the following measurement periods T.

Таким образом, совокупные действия известных и неизвестных отличительных признаков дают новые технические решения, что выгодно снижает погрешность измерения расхода жидкости, значительно сокращает потребление электроэнергии из промышленной сети (на 64%) и благодаря этим полезным свойствам расширяется область применения предложенного изобретения. Указанные новые свойства изобретения выгодно отличаются от выбранного аналога и прототипа, обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «изобретательский уровень». Для реализации изобретения использованы известные материалы в области радиоэлектроники и радиотехнической промышленности и созданы доступные алгоритмы с программным обеспечением для определения расхода в электропроводящей жидкости с высокой точностью (относительная погрешность не более 2%) в трубопроводах больших диаметров. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».Thus, the combined actions of known and unknown distinguishing features give new technical solutions, which advantageously reduces the error in measuring fluid flow, significantly reduces the energy consumption from the industrial network (by 64%) and thanks to these useful properties, the scope of the proposed invention is expanded. These new properties of the invention favorably differ from the selected analogue and prototype, determines, according to the applicant, the invention meets the criterion of "inventive step". To implement the invention, well-known materials in the field of radio electronics and the radio industry were used and affordable algorithms with software were created to determine the flow rate in an electrically conductive liquid with high accuracy (relative error of not more than 2%) in large pipelines. This circumstance, according to the applicant, allows us to conclude that the invention meets the criterion of "industrial applicability".

В ООО «ТБН энергосервис» для повышения точности измерения расхода электропроводящей жидкости при использовании погружных датчиков локальной скорости было проведено экспериментальное исследование на проливной установке УРОКС-400.To improve the accuracy of measuring the flow rate of electrically conductive fluid at TBN Energoservice LLC, an experimental study was conducted on the UROKS-400 torrential installation using immersion local speed sensors.

Эксперимент был проведен на макетных образцах модернизированного расходомера РМ-5-Б3, предназначенного для измерения и коммерческого учета объемного и массового расхода, объема и массы электропроводящей жидкости в трубопроводах больших диаметров, а также для использования в автоматизированных системах учета, контроля и регулирования количества тепла. На фиг. 5 показаны результаты определения относительной погрешности измерения расхода dG, полученные в ходе проведения экспериментов. Видно, что относительной погрешности измерения расхода dG не превышает 2% при изменении средней скорости потока измеряемой жидкости в диапазоне 0.4-3…5 м/с, что соответствует требованиям «Методики осуществления коммерческого учета тепловой энергии, теплоносителя», утвержденной приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 17 марта 2014 г. №99/ПР, согласно которой расходомеры, в том числе расходомеры с электромагнитными погружными датчиками локальной скорости, должны обеспечивать измерение массы (объема) с относительной погрешностью (Eƒ):The experiment was conducted on prototypes of a modernized flowmeter RM-5-B3, designed to measure and commercialize the volumetric and mass flow rate, volume and mass of the electrically conductive liquid in large pipelines, as well as for use in automated systems for metering, control and regulation of the amount of heat. In FIG. 5 shows the results of determining the relative error in measuring the flow rate dG obtained during the experiments. It can be seen that the relative error in measuring the flow rate dG does not exceed 2% when changing the average flow rate of the measured liquid in the range 0.4-3 ... 5 m / s, which meets the requirements of the "Methodology for the commercial metering of heat energy, coolant", approved by order of the Ministry of Construction and Housing -municipal economy of the Russian Federation dated March 17, 2014 No. 99 / PR, according to which flowmeters, including flowmeters with electromagnetic submersible sensors of local speed, must provide measurement of mass (volume) with relative tion error (E ƒ):

класс 2: Eƒ=±(2+0,02Gmax/G), но не более ±5%, (12.7),class 2: E ƒ = ± (2 + 0.02G max / G), but not more than ± 5%, (12.7),

класс 1: Eƒ=±(1+0,01Gmax/G), но не более ±3,5%, (12.8),class 1: E ƒ = ± (1 + 0.01G max / G), but not more than ± 3.5%, (12.8),

где Eƒ - относительная погрешность расходомеров, Gmax - максимальный измеряемый расход, G - текущее значение измеряемого расхода.where E ƒ is the relative error of the flow meters, G max is the maximum measured flow rate, G is the current value of the measured flow rate.

Устройство позволяет выводить на алфавитно-цифровой индикатор:The device allows you to display on an alphanumeric indicator:

- текущее значение объемного расхода по каждому трубопроводу, где установлены датчики локальной скорости, м3/ч;- the current value of the volumetric flow rate for each pipeline where the local speed sensors are installed, m 3 / h;

- текущее значение массового расхода по каждому трубопроводу, где установлены датчики локальной скорости и температуры, т/ч;- the current value of the mass flow rate for each pipeline where local speed and temperature sensors are installed, t / h;

- объем нарастающим итогом по каждому трубопроводу, где установлены датчики локальной скорости, м3;- volume cumulatively for each pipeline where local speed sensors are installed, m 3 ;

- масса нарастающим итогом, по каждому трубопроводу, где установлены датчики локальной скорости и температуры, т;- mass on an accrual basis, for each pipeline where local speed and temperature sensors are installed, t;

- текущее значение температуры среды по каждому трубопроводу, где установлены датчики температуры, °C;- the current value of the temperature of the medium for each pipeline where temperature sensors are installed, ° C;

- текущее значение давления среды в трубопроводах по каждому трубопроводу, где установлены датчики давления, кгс/см2 и МПа;- the current value of the pressure of the medium in the pipelines for each pipeline where pressure sensors are installed, kgf / cm 2 and MPa;

- текущие значения температуры окружающего воздуха (при комплектовании устройства соответствующими датчиками), °C;- current values of ambient temperature (when completing the device with appropriate sensors), ° C;

- время наработки, ч;- operating time, h;

- текущие значения даты и времени;- current date and time values;

- информация о модификации устройства, его параметрах настройки и состояния.- information about the modification of the device, its settings and status.

Информация, указанная выше, может передаваться в цифровом виде по интерфейсу RS-485 (а совместно с периферийными устройствами и по интерфейсу RS-232) на персональный компьютер и/или в автоматизированные системы учета, контроля и регулирования количества тепла.The information indicated above can be transmitted digitally via the RS-485 interface (and together with peripheral devices and via the RS-232 interface) to a personal computer and / or to automated systems for accounting, control and regulation of the amount of heat.

Расходомер РМ-5-Б3 обеспечивает архивирование в энергонезависимой памяти почасового, посуточного, помесячного, погодового значений массы и объема контролируемой жидкости, значений измеренных параметров жидкости (расхода, температуры), времени наработки, и т.д.The RM-5-B3 flowmeter provides archiving in non-volatile memory of the hourly, daily, monthly, weather values of the mass and volume of the monitored liquid, the values of the measured parameters of the liquid (flow, temperature), operating time, etc.

Глубина архива составляет не менее:The archive depth is at least:

- почасового - 45 дней;- hourly - 45 days;

- посуточного - 12 мес.;- daily - 12 months;

- помесячного - 5 лет;- monthly - 5 years;

- погодового - 32 года;- weather - 32 years;

- событий - 16 тыс. записей.- events - 16 thousand records.

Питание устройства от сети переменного тока напряжения от 187 до 242 В, частотой 50±1 Гц. Мощность потребления, потребляемая РМ-5-Б3, не превышает 60 Вт.The device is powered by AC voltage from 187 to 242 V, with a frequency of 50 ± 1 Hz. The power consumption consumed by the RM-5-B3 does not exceed 60 watts.

Claims (17)

1. Способ для определения расхода в трубопроводах больших диаметров, в котором измерители локальной скорости устройства калибруют проливным способом при полностью заполненном электропроводящей жидкостью мерном участке проливного стенда, среднюю скорость u контролируемой жидкости в мерном участке трубопровода вычисляют согласно выражению:
Figure 00000012
где N - число измерителей локальной скорости; αi - нормированные коэффициенты скорости, vi - значения локальной скорости в измерительных точках; величину расхода контролируемой жидкости вычисляют как произведение средней скорости на площадь измерительного сечения: Gv=u⋅S, площадь измерительного сечения рассчитывают по формуле: S=πD2/4-SM; где Sм - суммарная площадь миделей датчиков локальной скорости:
Figure 00000013
где d - диаметр датчика скорости; hi - глубина погружения i-го датчика локальной скорости, i=1, 2, 3;
1. A method for determining the flow rate in pipelines of large diameters, in which the local speed meters of the device are calibrated by the pouring method with a completely measured portion of the pouring stand, the average velocity u of the controlled fluid in the measured portion of the pipeline is calculated according to the expression:
Figure 00000012
where N is the number of meters local speed; α i - normalized velocity coefficients, v i - local speed values at the measuring points; the flow rate of the controlled fluid is calculated as the product of the average velocity by the measuring cross-sectional area: G v = u⋅S, the measuring cross-sectional area is calculated by the formula: S = πD 2 /4-S M ; where S m - the total area of the midsection of the local speed sensors:
Figure 00000013
where d is the diameter of the speed sensor; h i - immersion depth of the i-th local speed sensor, i = 1, 2, 3;
отличающийся тем, что в режиме калибровки измерителей локальной скорости определяют номинальную статическую характеристику, задают на проливном стенде в мерном участке ряд значений эталонных локальных скоростей vэ в измерительной точке погружного датчика локальной скорости; для каждого значения локальной скорости vэ измеряют значение информационного разностного сигнала Ci измерителя локальной скорости, причем значения эталонной локальной скорости vэ изменяют в диапазоне (0.2, …, 5) м/с, кроме того измеряют значение информационного разностного сигнала Ci при нулевой скорости контролируемой электропроводящей жидкости в трубопроводе, полученные значения разностного сигнала Ci и эталонной скорости vэ запоминают и сохраняют в памяти микроконтроллера преобразователя первичных сигналов в автоматическом режиме согласно составленному алгоритму и программе;characterized in that in the calibration mode of the local speed meters, the nominal static characteristic is determined, a series of values of the reference local velocities ve are set on the pouring bench in the measuring section at the measuring point of the submersible local speed sensor; for each value of the local velocity ve they measure the value of the information difference signal Ci of the local speed meter, and the values of the reference local velocity ve vary in the range (0.2, ..., 5) m / s, in addition, the value of the information difference signal Ci is measured at zero speed of the controlled electrically conductive liquid in the pipeline, the obtained values of the difference signal Ci and the reference velocity ve are stored and stored in the memory of the microcontroller of the primary signal converter in automatic mode asno composed of algorithms and programs; во время измерительного цикла Т в течение интервалов времени t1, t2, t3, t4 в микроконтроллере задают уровни логических управляющих сигналов: в интервал времени t1 - логические управляющие сигналы g1=1, g2=0; в интервал времени t2 - логические управляющие сигналы g1=0, g2=0; в интервал времени t3 - логические управляющие сигналы g1=0, g2=1; в интервал времени t4 - логические управляющие сигналы g1=0, g2=0; при этих условиях соответственно микроконтроллер формирует логические управляющие сигналы g1, g2, в формирователе тока формируют положительный полупериод меандра тока катушки I+ в интервал времени логического управляющего сигнала g1 длительностью Tg1, с электродов снимают информационный сигнал U±v, пропорциональный локальной скорости контролируемой жидкости v, подают его на вход предварительного усилителя, и на выходе имеют согласованный и усиленный информационный сигнал kU±v, затем оцифровывают данный сигнал и получают на выходе аналого-цифрового преобразователя оцифрованный информационный сигнал kU'±v, пропорциональный локальной скорости v, по истечении времени паузы Т0=t2 формируют отрицательный полупериод меандра тока катушки I- в интервал времени логического управляющего сигнала g2 длительностью Tg2, причем задние фронты управляющего логического сигнала g2, отрицательного полупериода меандра тока катушки I- и информационного сигнала U-v сдвинуты относительно передних фронтов управляющего логического сигнала g1, положительного полупериода меандра тока катушки I+ и информационного сигнала U+v на время паузы Т0=t4=t2, при этом в интервалы времени t1 и t3 формируют положительные и отрицательные полупериоды меандра тока через катушку и оцифровывают усиленный и согласованный информационный сигнал kU±v и сигнал тока через катушку UI, пропорциональный току в этой цепи, снимаемый с опорного резистора Rоп датчика тока, причем информационный сигнал kU±v оцифровывают в интервал времени T1 после завершения интервала времени переходного процесса Тс, затем оцифровывают сигнал, пропорциональный току через катушку UI в интервал времени Т2, зарезервированный микроконтроллером для измерения тока через катушку, в интервалы времени формирования положительного и отрицательного полупериода меандра тока через катушку t1 и t3 микроконтроллер соответственно подает управляющую команду f2 на переключатель, при этом с выхода предварительного усилителя на вход аналого-цифрового преобразователя подают информационный сигнал kU±v, затем микроконтроллер подает управляющую команду е оцифровать неоднократно n раз с равномерным или неравномерным шагом на аналого-цифровой преобразователь, n значений оцифрованного сигнала kU'±v запоминают в оперативной памяти микроконтроллера для дальнейшей обработки, затем микроконтроллер подает на переключатель управляющую команду f1, при этом с выхода датчика тока на вход АЦП подают сигнал датчика тока UI и на его выходе имеют оцифрованный сигнал датчика тока через катушку U'I, затем микроконтроллер подает управляющий сигнал-команду е оцифровать на АЦП, оцифрованный сигнал датчика тока через катушку U'I подают на вход микроконтроллера и запоминают в его оперативной памяти для дальнейшей обработки,during the measuring cycle T during the time intervals t1, t2, t3, t4 in the microcontroller set the levels of logical control signals: in the time interval t1 - logical control signals g1 = 1, g2 = 0; in the time interval t2 - logical control signals g1 = 0, g2 = 0; in the time interval t3 - logical control signals g1 = 0, g2 = 1; in the time interval t4 - logical control signals g1 = 0, g2 = 0; under these conditions, respectively, the microcontroller generates logical control signals g1, g2, a positive half-period of the coil current waveform I + is generated in the current driver in the time interval of the logical control signal g1 of duration T g1 , the information signal U ± v proportional to the local velocity of the controlled fluid v is removed from the electrodes , it is fed to the preamplifier input and output are coordinated and amplified information signal kU ± v, then digitize the signal to obtain at the outlet analogous o-digital converter the digitized information signal kU '± v, proportional to the local velocity v, after the pause time T 0 = t2 form a negative half-cycle square wave current coil I - in the time interval of the logical control signal g2 duration T g2, wherein the trailing edges of the control logic signal, g2, negative half cycle of the meander coil current I - Uv information signal and shifted relative to the front edge of the control logic signal g1, a positive half-cycle meander coil current I + and nformatsionnogo signal U + v at the pause T 0 = t4 = t2, while in the time intervals t1 and t3 form the positive and negative half-cycles of meander of current through the coil and a digitized amplified and coherent information signal kU ± v and current signal through the coil U I, proportional to the current in this circuit, taken from the reference resistor Rop of the current sensor, and the information signal kU ± v is digitized in the time interval T 1 after the transition time interval Tc is completed, then the signal proportional to the current through the coil U I the time interval T 2 reserved by the microcontroller for measuring current through the coil, during the intervals of formation of the positive and negative half-periods of the current meander through the coil t1 and t3, the microcontroller respectively sends a control command f 2 to the switch, while the output of the pre-amplifier to the input of the analog-to-digital converter supplied information signal kU ± v, then the microcontroller delivers a control command to digitize e n times repeatedly with a uniform or irregular pitch to an analog-Dig oic converter, n kU digitized signal values' ± v stored in the main memory of the microcontroller for further processing, then the microcontroller supplies the switch control command f 1, and a current sensor output to the input of the ADC is fed the current U I sensor signal and its output are the digitized signal of the current sensor through the coil U ' I , then the microcontroller sends a control signal command e to digitize the ADC, the digitized signal of the current sensor through the coil U' I is fed to the input of the microcontroller and stored in its operational memory for further processing, также уменьшают случайную составляющую относительной погрешности измерения локальной скорости: n значений оцифрованного информационного сигнала kU'±v,j, где j=1, 2 … n, получают в интервалы времени тока через катушку положительной полярности t1 и отрицательной полярности t3 и запоминают их в оперативной памяти микроконтроллера, обрабатывают согласно заранее составленной методике, реализованной в программе для микроконтроллера при этом используют метод усреднения с исключением выбросов, по которому отбрасывают максимальное и минимальное значение оцифрованного информационного сигнала kU'±v,j, оставшиеся n-2 значения этого сигнала усредняют, запоминают в оперативной памяти микроконтроллера и используют в дальнейших вычислениях,they also reduce the random component of the relative error of measuring the local speed: n values of the digitized information signal kU ' ± v, j , where j = 1, 2 ... n, are received at current time intervals through a coil of positive polarity t1 and negative polarity t3 and store them in the operational the microcontroller’s memory, it is processed according to a pre-compiled technique implemented in the program for the microcontroller using the averaging method with the exception of outliers, by which the maximum and minimum The values of the digitized information signal kU '± v, j, the remaining n-2 values that averaged signal is stored in the RAM of the microcontroller and are used in subsequent calculations, также устраняют влияние нестабильности информационного сигнала U±v, связанное с нестабильностью тока питания катушек, и одновременно устраняют сигнал смещения U0, обусловленный протеканием на электродах побочных электрохимических процессов, в автоматическом режиме согласно составленному алгоритму и программе для микроконтроллера определяют значения информационного разностного сигнала Ci как:they also eliminate the influence of the instability of the information signal U ± v associated with the instability of the supply current of the coils, and at the same time eliminate the bias signal U 0 due to the occurrence of secondary electrochemical processes on the electrodes, in automatic mode, according to the compiled algorithm and the program for the microcontroller, determine the values of the information difference signal C i as: Ci+-=kU+/UI+-kU-/UI-=(U+/I+-U-/I-)⋅k/Rоп, C i = С +- = kU + / U I + -kU - / U I- = (U + / I + -U - / I - ) ⋅k / R op, где U+ и U- - суммарный сигнал соответственно положительной и отрицательной полярности, снимаемый с электродов погружного датчика локальной скорости в различные интервалы времени измерительного цикла Тизм;where U + and U - are the total signal, respectively, of positive and negative polarity, taken from the electrodes of the submersible local speed sensor at various time intervals of the measurement cycle Tism; U+=U0+Uv в интервал времени формирования положительного полупериода меандра тока через катушку t1, когда логические управляющие сигналы g1=1, g2=0 и через катушку течет ток положительной полярности;U + = U 0 + U v in the time interval for the formation of a positive half-wave of the meander current through the coil t1, when the logical control signals g1 = 1, g2 = 0 and a current of positive polarity flows through the coil; U-=U0-Uv в интервал времени формирования отрицательного полупериода меандра тока через катушку t3, когда логические управляющие сигналы g1=0, g2=1 и через катушку течет ток отрицательной полярности;U - = U 0 -U v in the time interval for the formation of a negative half-wave of the meander current through the coil t3, when the logical control signals g1 = 0, g2 = 1 and a negative polarity current flows through the coil; U0 - суммарный сигнал в интервалы времени паузы t2 и t4, когда логические управляющие сигналы g1=0, g2=0 и ток через катушку отсутствует, при этом многоканальный блок питания в цепи катушки не потребляет электроэнергию из промышленной сети, то есть получают экономию;U 0 is the total signal during pause intervals t2 and t4, when the logical control signals g1 = 0, g2 = 0 and there is no current through the coil, while the multi-channel power supply in the coil circuit does not consume electricity from the industrial network, that is, it saves energy; определенные в микроконтроллере значения информационного разностного сигнала Ci запоминают в его оперативной памяти до поступления новых значений Ci в следующих циклах измерений,the values of the information difference signal C i determined in the microcontroller are stored in its RAM until new values of C i are received in the following measurement cycles, также измеряют значения локальной скорости v по измеренным значениям информационного разностного сигнала Ci, при этом используют номинальную статическую характеристику измерителя локальной скорости, полученную при его калибровке, запоминают и сохраняют в памяти микроконтроллера,the local velocity v is also measured by the measured values of the information difference signal Ci, while the nominal static characteristic of the local velocity meter obtained during its calibration is used, it is stored and stored in the memory of the microcontroller, результаты измерений локальной скорости v контролируемой жидкости в преобразователях первичных сигналов сохраняют в оперативной памяти микроконтроллеров в течение времени измерительного цикла Тизм=Tg10=Tg20 до поступления новых измерений в следующем измерительном цикле Тизм, при этом старые измерения заменяются новыми, то есть наступает следующий измерительный цикл,the results of measurements of the local velocity v of the controlled fluid in the primary signal converters are stored in the microcontroller memory for the duration of the measurement cycle T ISM = T g1 + T 0 = T g2 + T 0 until new measurements are received in the next measurement cycle T ISM , while the old measurements replaced by new ones, that is, the next measuring cycle begins, затем микропроцессор автономно, независимо от работы преобразователей первичных сигналов, в автоматическом режиме согласно составленному алгоритму и программе считывает ежесекундно из памяти микроконтроллеров текущие измеренные значения локальных скоростей v1, v2 и v3 в измерительных точках i1, 2, 3 погружных датчиков локальной скорости.then the microprocessor autonomously, regardless of the operation of the primary signal converters, automatically, according to the compiled algorithm and the program, reads from the microcontroller memory every second the current measured values of local speeds v 1 , v 2 and v 3 at measuring points i 1, 2, 3 of submersible local speed sensors . 2. Устройство для определения расхода в трубопроводах больших диаметров, содержащее мерный трубопровод, включающий три измерителя локальной скорости, каждый из которых состоит из преобразователя первичных сигналов и подсоединенного к нему погружного датчика локальной скорости, включающего магнитную систему с катушками, погружная часть которого содержит чувствительный элемент с электродами, и погруженного в трубопровод, полностью заполненный электропроводящей жидкостью, многоканальный блок питания постоянного тока, автономный блок питания постоянного тока, три преобразователя первичных сигналов на основе электромагнитных расходомеров, которые содержат предварительный усилитель, переключатель, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, вычислительный блок, который содержит микропроцессор, блок памяти и индикатор, при этом выход электродов через предварительный усилитель, переключатель, аналого-цифровой преобразователь подсоединен к входу микроконтроллера, а выходы микроконтроллеров соединены с входом микропроцессора вычислительного блока, выход микропроцессора соединен с блоком памяти и индикатором, выход, то есть положительный полюс автономного блока питания постоянного тока, соединен со схемами питания микропроцессора, блока памяти, индикатора в точках д, е, ж, з, один из выходов, то есть положительный полюс многоканального блока питания, соединен с цепями питания предварительного усилителя, переключателя, аналого-цифрового преобразователя, микроконтроллера в точках а, б, в, г, управляющий выход f микроконтроллера подсоединен к переключателю с целью выдачи на него управляющих команд f1, f2, управляющий выход е микроконтроллера подсоединен к аналого-цифровому преобразователю, управляющий выход р микропроцессора соединен с соответствующими управляющими входами р микропроцессоров преобразователей первичных сигналов, отличающееся тем, что дополнительно введены формирователь тока, включающий ключи К1, К2 с переключателем; датчик тока на основе опорного прецизионного резистора и пассивного фильтра на чип-резисторах, входящий в состав преобразователей первичных сигналов и включающий опорный резистор Rоп; кнопочная четырехклавишная клавиатура; причем в составленной программе использованы значения информационного разностного сигнала Ci и эталонной локальной скорости vэ для кусочно-линейной аппроксимации номинальной статической характеристики измерителя локальной скорости, количество отрезков аппроксимации номинальной статической характеристики задан не менее трех, чувствительные элементы погружных датчиков локальной скорости в режиме измерений погружены внутрь трубопровода, полностью заполненного электропроводящей жидкостью, на глубину h1, 2, 3, измерен внутренний диаметр трубопровода D, диаметры d погружных чувствительных элементов датчиков локальной скорости, расстояния от внутренней стенки трубопровода до измерительных точек Y1-3, его величина состоит из суммы Y1-3=h1-3+Xeff, где Xeff - расстояние от торца погружных датчиков локальной скорости до измерительной точки, для погружных датчиков локальной скорости, Xeff=2 мм, эти геометрические параметры хранят в памяти вычислительного блока;2. A device for determining the flow rate in large diameter pipelines, comprising a measuring pipeline, including three local speed meters, each of which consists of a primary signal converter and a local speed immersion sensor connected to it, including a magnetic system with coils, the immersion part of which contains a sensing element with electrodes, and immersed in a pipeline completely filled with an electrically conductive liquid, a multi-channel DC power supply unit, an autonomous unit DC power, three primary signal converters based on electromagnetic flowmeters, which contain a pre-amplifier, a switch, an analog-to-digital converter, a microcontroller, a computing unit that contains a microprocessor, a memory unit and an indicator, while the output of the electrodes through a pre-amplifier, a switch, analog a digital converter is connected to the input of the microcontroller, and the outputs of the microcontrollers are connected to the input of the microprocessor of the computing unit, the outputs are the processor is connected to the memory unit and the indicator, the output, that is, the positive pole of the autonomous DC power supply unit, is connected to the power circuits of the microprocessor, memory unit, indicator at points e, f, f, h, one of the outputs, that is, the positive pole of the multi-channel unit power supply, connected to the power circuits of the pre-amplifier, switch, analog-to-digital converter, microcontroller at points a, b, c, d, the control output f of the microcontroller is connected to the switch in order to issue control comms to it ND f1, f2, f control output of the microcontroller is connected to an analog-digital converter, the control output of the microprocessor P connected to the respective control inputs of the p transmitters microprocessors primary signals, characterized in that additionally introduced a current driver comprising keys K1, K2 to the switch; a current sensor based on a reference precision resistor and a passive filter on chip resistors, which is part of the primary signal converters and includes a reference resistor Rop; four-button push-button keyboard; moreover, in the compiled program, the values of the information difference signal Ci and the reference local velocity ve were used for piecewise linear approximation of the nominal static characteristic of the local speed meter, the number of segments of the approximation of the nominal static characteristic was set to at least three, the sensitive elements of the local speed immersion sensors are immersed inside the pipeline completely filled with an electrically conductive liquid to a depth of h 1, 2, 3 , the internal diameter is measured tr of the pipeline D, diameters d of the immersion sensitive elements of the local speed sensors, the distance from the inner wall of the pipeline to the measuring points Y 1-3 , its value consists of the sum Y 1-3 = h 1-3 + X eff , where X eff is the distance from the end face of the local speed immersion sensors to the measuring point, for the local speed immersion sensors, X eff = 2 mm, these geometric parameters are stored in the memory of the computing unit; причем выходы катушек погружных датчиков локальной скорости подсоединены через формирователи тока, датчики тока к выходам, то есть положительным полюсам многоканального блока питания катушек, запитаного от промышленной сети переменного напряжения; выход, то есть отрицательный полюс многоканального блока питания катушек, соединен с отрицательным полюсом устройства в точке Б, другой выход многоканального блока питания через датчик тока на основе опорного прецизионного резистора и пассивного фильтра на чип-резисторах, формирователь тока подсоединен к входу катушки, управляющие выходы микроконтроллера g1 и g2 подсоединены к ключам К1 и К2 формирователя тока, причем выход датчика тока подсоединен к входу переключателя; причем защищают цепь электродов и входную цепь предварительного усилителя от проникновения внешних электромагнитных помех, от синфазных помех и земляных токов устройства, для этого общую шину устройства в точке Б электрически изолируют от местного защитного заземления в точке В, при этом защитные корпуса первичных преобразователей сигналов в точке В соединены с местным защитным заземлением в точке з;moreover, the outputs of the coils of submersible sensors of local speed are connected through current drivers, current sensors to the outputs, that is, the positive poles of the multi-channel power supply unit of the coils, powered from an industrial AC voltage network; the output, that is, the negative pole of the multi-channel power supply unit of the coils, is connected to the negative pole of the device at point B, another output of the multi-channel power supply unit through a current sensor based on a reference precision resistor and a passive filter on chip resistors, a current driver is connected to the input of the coil, control outputs the microcontroller g1 and g2 are connected to the keys K1 and K2 of the current driver, and the output of the current sensor is connected to the input of the switch; moreover, they protect the electrode circuit and the input circuit of the preamplifier from the penetration of external electromagnetic interference, from common-mode interference and earth currents of the device, for this the common bus of the device at point B is electrically isolated from the local protective ground at point B, while the protective casings of the primary signal converters at B are connected to the local protective earth at point h; причем отрицательные полюсы раздельного многоканального и автономного блоков питания постоянного тока соединены с отрицательным полюсом общей шины питания устройства в точке Б, причем отрицательный полюс общей шины питания устройства в точке Б электрически изолирован от местного защитного заземления в точке В, защитные корпуса преобразователей первичных сигналов в точке В соединены с местным защитным заземлением в точке з; причем микропроцессор взаимодействует с микроконтроллерами трех первичных преобразователей сигналов путем их опроса и подачи команд управления, а оператор подает команды микропроцессору через кнопочную четырехклавишную клавиатуру, считывает информацию с индикатора и запоминает в блоке памяти вычислительного блока.moreover, the negative poles of the separate multichannel and autonomous DC power supplies are connected to the negative pole of the device’s common power bus at point B, the negative pole of the device’s common power bus at point B is electrically isolated from the local protective earth at point B, the protective casings of the primary signal converters at B are connected to the local protective earth at point h; moreover, the microprocessor interacts with the microcontrollers of the three primary signal converters by interrogating them and issuing control commands, and the operator sends commands to the microprocessor through the four-button keyboard, reads information from the indicator, and stores it in the memory unit of the computing unit.
RU2017111286A 2017-04-04 2017-04-04 Method and device for determining consumption in large diameter pipelines RU2645834C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017111286A RU2645834C1 (en) 2017-04-04 2017-04-04 Method and device for determining consumption in large diameter pipelines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017111286A RU2645834C1 (en) 2017-04-04 2017-04-04 Method and device for determining consumption in large diameter pipelines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2645834C1 true RU2645834C1 (en) 2018-02-28

Family

ID=61568408

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017111286A RU2645834C1 (en) 2017-04-04 2017-04-04 Method and device for determining consumption in large diameter pipelines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2645834C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3680628A1 (en) * 2019-01-09 2020-07-15 Georg Fischer Signet LLC Magnetic flowmeter assembly with zero-flow measurement capability
EP3680627A1 (en) * 2019-01-09 2020-07-15 Georg Fischer Signet LLC Magnetic flowmeter assembly having independent coil drive and control system
WO2021045922A1 (en) * 2019-09-05 2021-03-11 Micro Motion, Inc. Continuously adaptive digital coil driver for magnetic flowmeter
WO2021045915A1 (en) * 2019-09-05 2021-03-11 Micro Motion, Inc. Magnetic flowmeter
US11204267B2 (en) 2019-09-05 2021-12-21 Micro Motion, Inc. Continuously adaptive digital coil driver for magnetic flowmeter
US11204268B2 (en) 2019-09-05 2021-12-21 Micro Motion, Inc. Magnetic flowmeter having a programmable bi-directional current generator
US11333537B2 (en) 2019-09-05 2022-05-17 Micro Motion, Inc. Load leveling boost supply for magnetic flowmeter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU12240U1 (en) * 1999-04-13 1999-12-16 ЗАО "Энергис-сервис" ELECTROMAGNETIC FLOW METER SIGNAL CIRCUIT
RU2295706C2 (en) * 2005-06-07 2007-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Electromagnetic flow meter
RU2489684C1 (en) * 2011-12-26 2013-08-10 Закрытое акционерное общество "Управляющая компания Холдинга "Теплоком" Electromagnet flow metre

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU12240U1 (en) * 1999-04-13 1999-12-16 ЗАО "Энергис-сервис" ELECTROMAGNETIC FLOW METER SIGNAL CIRCUIT
RU2295706C2 (en) * 2005-06-07 2007-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Electromagnetic flow meter
RU2489684C1 (en) * 2011-12-26 2013-08-10 Закрытое акционерное общество "Управляющая компания Холдинга "Теплоком" Electromagnet flow metre

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Материалы 16 Международной научно-практической конференции "Коммерческий учет энергоносителей", сост. В.И. Лачков, СПб, Политехника, 2002 г., стр. 397-400, Авторы: Шинелев А.А., Бурдунин М.Н., Вельт И.Д. *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3680628A1 (en) * 2019-01-09 2020-07-15 Georg Fischer Signet LLC Magnetic flowmeter assembly with zero-flow measurement capability
EP3680627A1 (en) * 2019-01-09 2020-07-15 Georg Fischer Signet LLC Magnetic flowmeter assembly having independent coil drive and control system
CN111426356A (en) * 2019-01-09 2020-07-17 乔治费歇尔图章有限责任公司 Magnetic flow meter assembly with independent coil drive and control system
WO2021045922A1 (en) * 2019-09-05 2021-03-11 Micro Motion, Inc. Continuously adaptive digital coil driver for magnetic flowmeter
WO2021045915A1 (en) * 2019-09-05 2021-03-11 Micro Motion, Inc. Magnetic flowmeter
US11181404B2 (en) 2019-09-05 2021-11-23 Micro Motion, Inc. Magnetic flowmeter with a current sampling circuit sampling coil current pulses at a sampling frequency
US11204267B2 (en) 2019-09-05 2021-12-21 Micro Motion, Inc. Continuously adaptive digital coil driver for magnetic flowmeter
US11204268B2 (en) 2019-09-05 2021-12-21 Micro Motion, Inc. Magnetic flowmeter having a programmable bi-directional current generator
US11333537B2 (en) 2019-09-05 2022-05-17 Micro Motion, Inc. Load leveling boost supply for magnetic flowmeter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2645834C1 (en) Method and device for determining consumption in large diameter pipelines
JP6219961B2 (en) Magnetic flow meter with multiple coils
US7788046B2 (en) Method for operating a magneto-inductive flow measuring device
US6634238B2 (en) Method of operating an electromagnetic flowmeter
EP3680628A1 (en) Magnetic flowmeter assembly with zero-flow measurement capability
US20230213367A1 (en) Method of operating a magnetically-inductive flowmeter
RU2584384C2 (en) Method of measuring flow rate of electroconductive liquids
CN101545795A (en) Fluent metal electrical flow meter
RU2489684C1 (en) Electromagnet flow metre
Ge et al. Study on a new electromagnetic flowmeter based on three-value trapezoidal wave excitation
Cramer et al. Experimental study on the sensitivity and accuracy of electric potential local flow measurements
Wu et al. Transient process based electromagnetic flow measurement methods and implementation
Michalski et al. An energy-saving algorithm for electromagnetic flow measurement in open channels [Instrumentationnotes
RU175583U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING COSTS IN LARGE DIAMETER PIPELINES
CN105571661B (en) The computational methods of electromagnetic flowmeter instrument characteristic coefficient based on error of indication fitting
RU2631916C1 (en) Method of controlling fluid media flow measurement by electromagnetic flowmeter
US20200309577A1 (en) Magnetic Flowmeter with Enhanced Signal/Noise Ratio
DK1541973T3 (en) Magnetic-inductive flow meter and measurement method for a magnetic-inductive flow meter
Zhao et al. Measurement and control systems for an imaging electromagnetic flow metre
CN108680210A (en) A kind of Transient Electromagnetic flow transmitter based on voltage and current differential
CN207379978U (en) A kind of conductivity meter based on impulse eddy current
RU2694277C1 (en) Self-contained heat meter and method of its implementation
RU12240U1 (en) ELECTROMAGNETIC FLOW METER SIGNAL CIRCUIT
RU2584343C2 (en) Method of measuring flow rate of electroconductive liquids
JP2000028408A (en) Electromagnetic flow meter