RU2707124C1 - Method of measuring oil products mass flow in a pipeline - Google Patents

Method of measuring oil products mass flow in a pipeline Download PDF

Info

Publication number
RU2707124C1
RU2707124C1 RU2019106937A RU2019106937A RU2707124C1 RU 2707124 C1 RU2707124 C1 RU 2707124C1 RU 2019106937 A RU2019106937 A RU 2019106937A RU 2019106937 A RU2019106937 A RU 2019106937A RU 2707124 C1 RU2707124 C1 RU 2707124C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mass flow
measurement
oil
pipeline
density
Prior art date
Application number
RU2019106937A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Семенов
Михаил Николаевич Чемоданов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ)
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 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ)
Priority to RU2019106937A priority Critical patent/RU2707124C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2707124C1 publication Critical patent/RU2707124C1/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
    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment, in particular, for measurement of mass flow rate of liquid petroleum products pumped via pipelines in a flow in a wide range of flow rates, as well as for determination of the type of oil product to be measured. Technical result is achieved by using for measurement of mass flow of oil products acoustic signals excited by piezoelectric elements in flow direction and back, not requiring direct contact with measured medium, installed with displacement in diametral plane on external surface of pipeline housing and providing higher frequency of measurements to increase accuracy of mass flow rate measurement in transient processes, as well as determination of material type and its density as to reference dependence. Use of this invention improves efficiency of oil refining and oil-filling works due to efficiency of the method, simplifies installation of equipment that realizes it, increases service life of equipment.
EFFECT: measurement of mass flow rate of oil products without disruption of the housing of the pipeline, high accuracy of measurements, high measurement frequency for more accurate measurement of mass flow in conditions of transient processes, determination of the type and density of pumped oil.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, для измерения массового расхода перекачиваемых по трубопроводам жидких нефтепродуктов в потоке в широком диапазоне величин расхода, а также для определения типа измеряемого нефтепродукта.The invention relates to measuring equipment, in particular, for measuring the mass flow rate of liquid petroleum products pumped through pipelines in a stream in a wide range of flow rates, as well as for determining the type of measured petroleum product.

Известны расходомеры, приборы, использующие эффект Кориолиса для измерения массового расхода жидкостей, газов. Принцип действия основан на изменениях фаз механических колебаний U-образных трубок, по которым движется измеряемая среда. Сдвиг фаз пропорционален величине массового расхода. Достоинством данного метода является измерение массового расхода без необходимости проводить дополнительные измерения плотности и скорости. Недостаток - необходимость использовать специальный участок трубы сложной формы и зависимость от внешних вибраций.Known flow meters, devices that use the Coriolis effect to measure the mass flow of liquids, gases. The principle of operation is based on phase changes in the mechanical vibrations of U-shaped tubes along which the medium is moving. The phase shift is proportional to the mass flow rate. The advantage of this method is the measurement of mass flow without the need for additional measurements of density and speed. The disadvantage is the need to use a special section of the pipe of complex shape and dependence on external vibrations.

Известны расходомеры, основанные на разнице давлений в жидкости в зависимости от скорости ее протекания, например, патент RU 2222785.Known flow meters based on the difference in pressure in the liquid depending on its flow rate, for example, patent RU 2222785.

Недостатком такого решения является необходимость установки датчиков давления непосредственно в трубопроводе и априорно знание типа перекачиваемой жидкости.The disadvantage of this solution is the need to install pressure sensors directly in the pipeline and a priori knowledge of the type of pumped liquid.

Известны устройства, взвешивающие часть трубы известного объема, и таким образом измеряющие плотность материала в трубе, например, «Способ измерения весового расхода газожидкостной смеси и устройство для его осуществления» - патент №2279641 (10.07.2006)), а также расходомер, измеряющий скорость движения материала в патенте №2367912 (12.05.2008). «Способ определения объемного расхода контролируемой среды в трубопроводе». Зная массу материала в трубе известного объема однозначно определяют плотность, а зная скорость движения материала и сечение трубы однозначно определяется массовый расход этого материала за единицу времени. Достоинством данного способа является измерение плотности и скорости, по которым вычисляется массовый расход. Недостатки - сложность установки, необходимость дорогостоящего обслуживания элементов трубы: шарнирного соединения, системы подвеса, самой трубы в процессе износа и коррозии, зависимость от вибраций трубы, на которой проводятся измерения.Known devices that weigh part of a pipe of known volume, and thus measuring the density of the material in the pipe, for example, “Method for measuring the mass flow rate of a gas-liquid mixture and a device for its implementation” - Patent No. 2279641 (07/10/2006)), as well as a flow meter measuring speed the movement of material in patent No. 2367912 (05/12/2008). "A method for determining the volumetric flow rate of a controlled medium in a pipeline." Knowing the mass of material in a pipe of known volume, the density is uniquely determined, and knowing the speed of the material and the cross section of the pipe, the mass flow rate of this material per unit time is uniquely determined. The advantage of this method is the measurement of density and speed by which the mass flow rate is calculated. Disadvantages - the complexity of the installation, the need for costly maintenance of the pipe elements: articulation, suspension system, the pipe itself in the process of wear and corrosion, dependence on the vibration of the pipe on which measurements are made.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является «Способ измерения массового расхода жидкого материала в трубопроводе» патент Японии JP 58-206926, G01F 1/80, 1983 г., реализация которого осуществляется установкой на прямую трубку пьезоэлемента, деформируемого путем приложения к нему переменного напряжения, выходных пьезоэлементов и блока определения разности фаз выходных сигналов.The closest method of the same purpose to the claimed invention in terms of features is the "Method of measuring the mass flow of liquid material in the pipeline" Japanese patent JP 58-206926, G01F 1/80, 1983, the implementation of which is carried out by installing on a straight tube of a piezoelectric element deformed by application to it of alternating voltage, output piezoelectric elements and a unit for determining the phase difference of the output signals.

Недостатком способа, принятого за прототип, является необходимость замены части трубопровода для перекачки измеряемых нефтепродуктов специальной трубкой известной жесткости, на которой снаружи закреплены три пьезоэлемента, один из которых является возбудителем вибраций всей трубки вместе с ее содержимым, а два других - приемниками выходных сигналов. Реализация способа требует врезки измерительной трубки с датчиками в трубопровод, что нарушает целостность трубопровода и в известной степени ухудшает метрологические характеристики способа так как отдельно определяется точность и стабильность результата измерения скорости, механические параметры трубки, защита от внешних вибраций и т.д.The disadvantage of the method adopted for the prototype is the need to replace part of the pipeline for pumping measured petroleum products with a special tube of known stiffness, on which three piezoelectric elements are fixed on the outside, one of which is the causative agent of vibration of the entire tube along with its contents, and the other two are receivers of output signals. The implementation of the method requires the insertion of a measuring tube with sensors into the pipeline, which violates the integrity of the pipeline and to a certain extent worsens the metrological characteristics of the method, since the accuracy and stability of the speed measurement result, mechanical parameters of the tube, protection from external vibrations, etc. are separately determined.

Техническим результатом предлагаемого способа является обеспечение измерения массового расхода нефтепродуктов без нарушения целостности корпуса трубопровода, повышение точности измерений, увеличение частоты измерений для более точного измерения массового расхода в условиях переходных процессов, определения типа и плотности перекачиваемого нефтепродукта.The technical result of the proposed method is the provision of measuring the mass flow rate of oil products without violating the integrity of the pipeline body, increasing the accuracy of measurements, increasing the frequency of measurements for more accurate measurement of mass flow rate under transient conditions, determining the type and density of the pumped oil product.

Технический результат достигается использованием для измерений массового расхода углеводородов акустических сигналов возбуждаемых пьезоэлементами не требующих прямого контакта с измеряемой средой, которые устанавливают на внешней поверхности корпуса трубопровода, и обеспечивающими количественное увеличение частоты измерений, что необходимо для более точного измерения массового расхода в переходных процессах.The technical result is achieved by using acoustic signals for measuring the mass flow of hydrocarbons that are excited by piezoelectric elements that do not require direct contact with the medium to be measured, which are installed on the outer surface of the pipeline body, and provide a quantitative increase in the measurement frequency, which is necessary for more accurate measurement of the mass flow in transients.

Контроль качества продукции на предприятиях нефтепереработки и нефтепродуктообеспечения должен быть достаточно точным для ведения технологических процессов и в то же время оперативным и экономичным, чтобы не удорожать продукцию.Quality control of products at oil refineries and petroleum products should be accurate enough to conduct technological processes and at the same time efficient and economical so as not to increase the cost of production.

Плотность принято считать обобщенным универсальным показателем качества нефти и нефтепродуктов; ее измерение входит обязательным элементом в большинство технологических процессов обработки и транспортировки нефтепродуктов [1].Density is considered to be a generalized universal indicator of the quality of oil and oil products; its measurement is an indispensable element in most technological processes of processing and transportation of petroleum products [1].

Плотность разных типов нефтепродуктов значительно (0,7…0,97 г/см3) отличается друг от друга [2,5]. Отличается она и у разных типов бензинов внутри одной группы (0,71-0,76 г/см3).The density of different types of petroleum products significantly (0.7 ... 0.97 g / cm 3 ) differs from each other [2.5]. It differs for different types of gasolines within the same group (0.71-0.76 g / cm 3 ).

Методы измерения плотности разделяются на прямые и косвенные [2, 3]. К прямым следует отнести методы, основанные на механике жидкости, косвенные -основанные на зависимости между плотностью и различными физическими свойствами жидкости.Density measurement methods are divided into direct and indirect [2, 3]. Direct methods include those based on fluid mechanics, indirect methods based on the relationship between density and various physical properties of a fluid.

Наиболее универсальны по диапазонам измерения, точности и удобству эксплуатации - ультразвуковые методы измерения плотности, а наиболее точные из них при использовании накладных датчиков для измерения плотности через стенку трубы - скоростные методы измерения, то есть методы, основанные на измерении скорости звука в среде.The most universal in measuring ranges, accuracy and ease of use are ultrasonic methods for measuring density, and the most accurate of them when using surface sensors to measure density through a pipe wall are high-speed measurement methods, that is, methods based on measuring the speed of sound in a medium.

Скорость распространения ультразвука в нефтепродуктах может быть рассчитана на основании их физико-химического строения [4]:The propagation velocity of ultrasound in petroleum products can be calculated based on their physico-chemical structure [4]:

1. Увеличение плотности вызывает увеличение скорости звука;1. An increase in density causes an increase in the speed of sound;

2. Увеличение молекулярного веса обуславливает уменьшение скорости звука;2. An increase in molecular weight causes a decrease in the speed of sound;

3. Увеличение молекулярного объема ведет к увеличению скорости звука;3. An increase in molecular volume leads to an increase in the speed of sound;

4. Из двух нефтепродуктов с близкими молекулярными весами скорость звука больше в более плотном;4. Of the two petroleum products with close molecular weights, the speed of sound is greater in a denser one;

5. В очень вязких нефтепродуктах скорость звука больше, чем в менее вязких;5. In very viscous petroleum products, the speed of sound is greater than in less viscous;

6. При изменении химического строения углеводородной смеси нефтепродукта первичным является изменение сжимаемости. Так как сжимаемость β зависит от молекулярных сил притяжения или отталкивания, являющихся в основном электрическими силами, то β будет тем меньше, чем больше силы сцепления, то есть чем меньше расстояния между отдельными молекулами;6. When changing the chemical structure of a hydrocarbon mixture of an oil product, the primary is a change in compressibility. Since the compressibility of β depends on the molecular forces of attraction or repulsion, which are mainly electric forces, β will be the smaller, the greater the adhesion force, that is, the smaller the distance between the individual molecules;

7. Увеличение отношения удельных теплоемкостей

Figure 00000001
- приводит к увеличению скорости звука;7. The increase in the ratio of specific heat
Figure 00000001
- leads to an increase in the speed of sound;

8. Увеличение числа групп ОН в молекулах вызывает уменьшение скорости звука.8. An increase in the number of OH groups in molecules causes a decrease in the speed of sound.

Скорость звука в различных органических жидкостях с учетом ряда факторов, характеризующих взаимодействие молекул, может быть определена по выражению [5]:The speed of sound in various organic liquids, taking into account a number of factors characterizing the interaction of molecules, can be determined by the expression [5]:

Figure 00000002
Figure 00000002

где М - молекулярная масса, ρ - плотность жидкости, b - постоянная Ван-дер-Ваальса.where M is the molecular mass, ρ is the density of the liquid, b is the van der Waals constant.

Учитывая, что плотность ρ определяется молекулярным весом М и молярным объемом V можно представить формулу для скорости звука в виде:Given that the density ρ is determined by the molecular weight M and the molar volume V, we can present the formula for the speed of sound in the form:

Figure 00000003
Figure 00000003

где b - учетверенное значение объема, занимаемого молекулами в одном моле;

Figure 00000004
- отношение удельных емкостей.where b is the quadruple value of the volume occupied by the molecules in one mole;
Figure 00000004
- the ratio of specific capacities.

Молекулярная масса нефти и нефтепродуктов как смеси дает понятие об относительной молекулярной массе «средней» молекулы из числа молекул, входящих в состав смеси, так как «молекулы нефтепродукта» не существует. Для определения молекулярной массы нефтепродуктов используют ряд эмпирических формул, например, формулу Воинова [4] для нефтяных фракций парафинового основания:The molecular weight of oil and oil products as a mixture gives the concept of the relative molecular weight of the “average” molecule among the molecules that make up the mixture, since there is no “oil product molecule”. To determine the molecular weight of oil products, a number of empirical formulas are used, for example, the Voinov formula [4] for oil fractions of a paraffin base:

Figure 00000005
Figure 00000005

где tср - средняя температура кипения нефтепродукта.where t cf is the average boiling point of the oil product.

Формула Воинова для моторных топлив (бензинов, керосинов и т.п.), учитывающая характеристический фактор K:Voinov's formula for motor fuels (gasoline, kerosene, etc.), taking into account the characteristic factor K:

Figure 00000006
Figure 00000006

Формула Крега [4] для нефтяных фракций:Craig formula [4] for oil fractions:

Figure 00000007
Figure 00000007

где ρ - плотность нефтепродукта при 15°С.where ρ is the density of the oil at 15 ° C.

Таким образом, оказывается возможным измерить плотность нефтепродукта через прямое измерение скорости звука, используя акустические сигналы.Thus, it is possible to measure the density of the oil through a direct measurement of the speed of sound using acoustic signals.

Скорость потока в трубе можно измерять теми же акустическими датчиками, что и плотность, если расположить их так, чтобы распространение сигнала происходило по направлению движения потока и против него. Угол ввода сигнала в среду определяется параметрами материала трубы и измеряемой жидкости, и чем меньше угол между направлением движения жидкости и направлением распространения сигнала тем лучше. Но при распространении сигнала от электроакустического излучателя через стенку трубы в измеряемую жидкость могут возникать зоны полного внутреннего отражения, при которых распространение сигнала между средами становится невозможным. Поэтому для стальной трубы и нефтепродуктов направление излучаемого акустического сигнала выбрано под углом равным 22…25 градусов от нормали к стенке трубы, так как при больших углах амплитуда излучаемого в жидкость сигнала сильно падает.The flow velocity in the pipe can be measured by the same acoustic sensors as the density, if you arrange them so that the signal propagates in the direction of flow and against it. The angle of entry of the signal into the medium is determined by the parameters of the pipe material and the measured liquid, and the smaller the angle between the direction of movement of the liquid and the direction of propagation of the signal, the better. But during the propagation of the signal from the electro-acoustic emitter through the pipe wall into the measured liquid, zones of total internal reflection may arise in which the propagation of the signal between the media becomes impossible. Therefore, for a steel pipe and oil products, the direction of the emitted acoustic signal is chosen at an angle equal to 22 ... 25 degrees from the normal to the pipe wall, since at large angles the amplitude of the signal emitted into the liquid decreases significantly.

Сигнал с датчика в направлении движения потока распространяется быстрее, чем с датчика посылающего сигнал в обратном направлении, так как скорости распространения сигнала и движения среды в одном случае суммируются, а в другом - вычитаются. При движении потока под углом к направлению распространения сигнала суммируется скорость распространения сигнала и проекция скорости движения потока на направление распространения сигнала. В результате, получив два измерения двумя датчиками в двух направлениях, становится возможным измерить отдельно скорость звука в неподвижной среде и скорость движения среды (два независимых линейных уравнения и два неизвестных).The signal from the sensor in the direction of flow propagates faster than from the sensor sending the signal in the opposite direction, since the propagation velocity of the signal and the movement of the medium are summed in one case and subtracted in the other. When the flow moves at an angle to the signal propagation direction, the signal propagation velocity and the projection of the flow velocity on the signal propagation direction are summed. As a result, having obtained two measurements by two sensors in two directions, it becomes possible to separately measure the speed of sound in a stationary medium and the speed of the medium (two independent linear equations and two unknowns).

Предлагаемый способ реализован, с учетом изложенного, с использованием структуры масс-расходомера, представленной на фиг. 1.The proposed method is implemented, taking into account the foregoing, using the structure of the mass flowmeter shown in FIG. one.

Масс-расходомер состоит из генератора зондирующих импульсов (1), двух электроакустических преобразователей (2) и (3), установленных на внешней стенке трубы (4) с нефтепродуктами (5), усилителя-ограничителя (6), аналогово-цифрового преобразователя (7), фазового детектора, датчика температуры и блока цифровой обработки сигналов (8).The mass flowmeter consists of a probe pulse generator (1), two electro-acoustic transducers (2) and (3) mounted on the outer wall of the pipe (4) with oil products (5), an amplifier-limiter (6), an analog-to-digital converter (7 ), phase detector, temperature sensor and digital signal processing unit (8).

Блок цифровой обработки сигнала 8 обеспечивает полосовую фильтрацию, преобразование Гильберта, обнаружение сигнала, вычисление времени распространения сигнала от излучающего преобразователя к приемному, вычисление скорости звука при известном расстоянии между преобразователями 2 и 3.The digital signal processing unit 8 provides band-pass filtering, Hilbert transform, signal detection, calculation of the propagation time of the signal from the emitting transducer to the receiving one, calculation of the speed of sound at a known distance between transducers 2 and 3.

Реализация способа с использованием масс-расходомера осуществляется следующим образом.The implementation of the method using a mass flowmeter is as follows.

Генератор сигнала 1 формирует сигнал (пакет из нескольких импульсов, короткая тональная посылка или сложный сигнал), который подают на входы электроакустических преобразователей - пьезокерамических датчиков 2 и 3, установленных на наружной стенке трубопровода 4. Каждый датчик преобразует электрические импульсы в акустические и излучает их через стенку трубы в поток нефтепродуктов 5 направленно друг к другу и принимает сигнал с другой стороны трубы. Датчики располагают на наружной стенке в продольной плоскости трубопровода так, чтобы скорость потока нефтепродуктов существенно влияла на время распространения сигнала между датчиками, то есть со смещением относительно диаметральной плоскости по направлению потока. Принятые сигналы каждый датчик 2 и 3 преобразует акустический сигнал в электрический, который поступает затем последовательно на блоки усиления 6, фильтрации, аналогово-цифрового преобразователя 7 и цифровой обработки сигнала 8. На выходе блока цифровой обработки осуществляется одновременное формирование по эталонной зависимости [5] значения величины плотности, типа материала, скорости потока и массового расхода продукта. Первичное измерение - время распространения сигнала между датчиками. Наиболее точный результат позволяет получить фазовый метод измерения [6].Signal generator 1 generates a signal (a packet of several pulses, a short tone signal or a complex signal), which is fed to the inputs of electro-acoustic transducers - piezoceramic sensors 2 and 3 mounted on the outer wall of the pipeline 4. Each sensor converts the electrical pulses into acoustic ones and emits them through the wall of the pipe into the oil flow 5 is directed to each other and receives a signal from the other side of the pipe. The sensors are placed on the outer wall in the longitudinal plane of the pipeline so that the flow rate of oil products significantly affects the propagation time of the signal between the sensors, that is, with an offset relative to the diametrical plane in the direction of flow. Received signals, each sensor 2 and 3 converts the acoustic signal into an electric signal, which then passes sequentially to the amplification 6, filtering, analog-to-digital converter 7 and digital signal processing units 8. At the output of the digital processing unit, the value is simultaneously generated using the reference dependence [5] density values, type of material, flow rate and mass flow rate of the product. The primary measurement is the propagation time of the signal between the sensors. The most accurate result allows to obtain the phase measurement method [6].

Как уже было сказано, по времени распространения сигнала между электроакустическими преобразователями вычисляется скорость звука в направлении движения потокаAs already mentioned, the sound velocity in the direction of flow is calculated from the propagation time of the signal between the electro-acoustic transducers

Figure 00000008
Figure 00000008

где r - расстояние между датчиками, Δt1 - время распространения сигнала, с - скорость звука в нефтепродукте, V - скорость потока, а - угол проекции скорости потока на направление движения сигнала. Против движения потокаwhere r is the distance between the sensors, Δt 1 is the propagation time of the signal, s is the speed of sound in the oil product, V is the flow velocity, and is the angle of projection of the flow velocity on the direction of the signal. Against the movement of the stream

Figure 00000009
Figure 00000009

и средняя скорость звука (для относительно небольших скоростей до 20…30 м/с)and average speed of sound (for relatively low speeds up to 20 ... 30 m / s)

Figure 00000010
Figure 00000010

По средней скорости звука определяют тип материала и его плотность, по разнице скоростей звука в направлении потока и против потока определяют скорость движения самого потока. Интегрированием по времени произведения скорости, плотности и площади поперечного сечения трубы однозначно определяют массу перекачанного материалаThe average speed of sound determines the type of material and its density, the difference in the speed of sound in the direction of flow and against the flow determines the speed of movement of the stream. By integrating over time the product of the velocity, density and cross-sectional area of the pipe, the mass of the pumped material is uniquely determined

Figure 00000011
Figure 00000011

Где ρ(t) - текущая плотность в момент времени t, V(t) - текущая скорость в момент времени t, S - площадь поперечного сечения.Where ρ (t) is the current density at time t, V (t) is the current speed at time t, S is the cross-sectional area.

Таким образом, предлагаемое устройство реализует проведение измерения через стенку трубы плотности нефтепродукта, идентификацию его типа (из списка заданных), скорость движения смеси и массовый расход, обеспечивая высокую чувствительность, а, следовательно, и точность измерения, а также широкий диапазон измеряемых плотностей и скоростей.Thus, the proposed device implements the measurement through the wall of the pipe of the density of the oil product, identification of its type (from the list of preset), the speed of the mixture and mass flow rate, providing high sensitivity and, consequently, the measurement accuracy, as well as a wide range of measured densities and speeds .

Использование данного изобретения повышает эффективность нефтедобывающих, нефтеперерабатывающих и эксплуатирующих организаций благодаря использованию надежного, точного и при этом недорогого способа измерения массового расхода нефтепродуктов без нарушения корпуса транспортирующего трубопровода, и как следствие обеспечивает снижение стоимости оборудования для проведения данных измерений.The use of this invention improves the efficiency of oil producing, oil refining and operating organizations due to the use of a reliable, accurate and at the same time inexpensive way to measure the mass flow of oil products without breaking the body of the conveying pipeline, and as a result, reduces the cost of equipment for carrying out these measurements.

Литература:Literature:

1. Когогин А.А. Учет нефти и нефтепродуктов. Метрологическое обеспечение / А.А. Когогин, И.И. Фишман, А.Г. Сладовский // Контроль качества продукции. - 2010. - №1. - С 28-311. Kogogin A.A. Accounting for oil and petroleum products. Metrological support / A.A. Kogogin, I.I. Fishman, A.G. Sladovsky // Product Quality Control. - 2010. - No. 1. - C 28-31

2. Рыбак Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов / Б.М. Рыбак. - 5-е изд., доп. И пераб. - М.:Гостоптехиздат, 1962. - 888 с.2. Fisherman B.M. Analysis of oil and oil products / B.M. Fisherman. - 5th ed., Ext. And perab. - M.: Gostoptekhizdat, 1962 .-- 888 p.

3. Беляков В.Л. Автоматический контроль параметров нефтяных эмульсий: справочное пособие. - М.: Недра, 1992. - 202 с.3. Belyakov V.L. Automatic control of parameters of oil emulsions: a reference guide. - M .: Nedra, 1992 .-- 202 p.

4. Шаевич А.Б. Стандартные образцы для аналитических целей / А.Б. Шаевич. - М.: Химия, 1987. - 183 с.4. Shaevich A.B. Standard samples for analytical purposes / A.B. Shaevich. - M .: Chemistry, 1987 .-- 183 p.

5. Р 50.2.076-2010. Государственная система обеспечения единства измерений. Плотность нефти и нефтепродуктов. Метода расчета. Программа и таблицы приведения.5. P 50.2.076-2010. State system for ensuring uniformity of measurements. Density of oil and oil products. Calculation method. Program and cast tables.

6. Баженов В.Г. Применение методов фазометрии для прецезионного измерения расстояний / В.Г. Баженов, Е.К. Батуревич, С.М. Маевский, Ю.В. Куц // К.: Вища школа, изд-во при Киев ун-те, 1983. - 84 с.6. Bazhenov V.G. Application of phasemetry methods for precision distance measurement / V.G. Bazhenov, E.K. Baturevich, S.M. Mayevsky, Yu.V. Kuts // K .: Vishcha school, publishing house at Kiev University, 1983. - 84 p.

Claims (6)

1. Способ измерения массового расхода нефтепродуктов в трубопроводе, характеризующийся установкой 2-х приемо-передающих электроакустических преобразователей со смещением относительно поперечного сечения на корпусе трубопровода, формированием сигнала генератором, одновременной посылкой сигнала направленно друг к другу электроакустическими преобразователями через стенку трубопровода, при этом первым из них в направлении движения потока среды, вторым - в направлении противотока, прошедшие через измеряемую среду сигналы с каждого преобразователя поступают на входы блока предварительной обработки сигнала, затем производят их аналогово-цифровое преобразование, полосовую фильтрацию и, используя фазовый метод, определяют время прохождения сигналов в обе стороны, вычисляют скорости звука в двух направлениях, по среднеарифметическому измеренных скоростей звука и по эталонной зависимости скорости звука от плотности вычисляют плотность компонентов среды, массовый расход которой определяют по формуле1. A method of measuring the mass flow rate of oil products in a pipeline, characterized by installing 2 transceiver electroacoustic transducers with offset relative to the cross section on the pipeline body, generating a signal by a generator, simultaneously sending a signal directed to each other by electroacoustic transducers through the pipeline wall, the first of which them in the direction of flow of the medium, the second - in the direction of the counterflow, signals that passed through the measured medium from each The browser enters the inputs of the signal preprocessing unit, then performs their analog-to-digital conversion, band-pass filtering and, using the phase method, determine the signal travel time in both directions, calculate the sound speeds in two directions, according to the arithmetic mean of the measured sound velocities and the reference velocity dependence sound density, calculate the density of the components of the medium, the mass flow rate of which is determined by the formula
Figure 00000012
,
Figure 00000012
,
где ρ(t) - плотность среды в момент времени t,where ρ (t) is the density of the medium at time t, S - сечение трубопровода,S is the cross section of the pipeline, V(t) - скорость движения потока в момент времени t.V (t) is the flow velocity at time t. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электроакустические преобразователи устанавливают со смещением в продольной плоскости на корпусе трубопровода под углом 22-26° относительно друг друга.2. The method according to p. 1, characterized in that the electro-acoustic transducers are installed with a displacement in the longitudinal plane on the pipeline body at an angle of 22-26 ° relative to each other.
RU2019106937A 2019-03-11 2019-03-11 Method of measuring oil products mass flow in a pipeline RU2707124C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106937A RU2707124C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Method of measuring oil products mass flow in a pipeline

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019106937A RU2707124C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Method of measuring oil products mass flow in a pipeline

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707124C1 true RU2707124C1 (en) 2019-11-22

Family

ID=68653138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019106937A RU2707124C1 (en) 2019-03-11 2019-03-11 Method of measuring oil products mass flow in a pipeline

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707124C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4475406A (en) * 1981-07-10 1984-10-09 Centro Ricerche Fiat S.P.A. Ultrasonic device for the measurement of the delivery of a fluid in a _conduit
RU2190191C1 (en) * 2001-02-05 2002-09-27 Кармазинов Феликс Владимирович Ultrasonic pulse flowmeter
EP1382943A1 (en) * 2002-01-28 2004-01-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Acoustic matching layer, ultrasonic transmitter-receiver, their manufacturing methods, and ultrasonic flowmeter
RU66030U1 (en) * 2007-03-19 2007-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева DEVICE FOR MEASURING FLOW, DENSITY AND VISCOSITY OF OIL PRODUCTS
DE202006021163U1 (en) * 2006-07-03 2013-08-01 Endress + Hauser Flowtec Ag Device for determining the concentrations of components of a gas mixture
RU2612735C1 (en) * 2014-12-12 2017-03-13 ЗИК Энджиниринг ГмбХ Method and ultrasonic flow-measuring device for determining factor of co2 emissions by flare gas installations

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4475406A (en) * 1981-07-10 1984-10-09 Centro Ricerche Fiat S.P.A. Ultrasonic device for the measurement of the delivery of a fluid in a _conduit
RU2190191C1 (en) * 2001-02-05 2002-09-27 Кармазинов Феликс Владимирович Ultrasonic pulse flowmeter
EP1382943A1 (en) * 2002-01-28 2004-01-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Acoustic matching layer, ultrasonic transmitter-receiver, their manufacturing methods, and ultrasonic flowmeter
DE202006021163U1 (en) * 2006-07-03 2013-08-01 Endress + Hauser Flowtec Ag Device for determining the concentrations of components of a gas mixture
RU66030U1 (en) * 2007-03-19 2007-08-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева DEVICE FOR MEASURING FLOW, DENSITY AND VISCOSITY OF OIL PRODUCTS
RU2612735C1 (en) * 2014-12-12 2017-03-13 ЗИК Энджиниринг ГмбХ Method and ultrasonic flow-measuring device for determining factor of co2 emissions by flare gas installations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11293791B2 (en) Leaky lamb wave flowmeter
KR101810724B1 (en) Multiphase fluid characterization system
EP1886098B1 (en) An apparatus and method for measuring a parameter of a multiphase flow
EP1585944B1 (en) Apparatus and method using an array of ultrasonic sensors for determining the velocity of a fluid within a pipe
US7503227B2 (en) Method and apparatus for measuring parameters of a fluid flow using an array of sensors
US6575043B1 (en) Method and apparatus for characterizing flows based on attenuation of in-wall propagating wave modes
JP4800543B2 (en) Method and apparatus for simultaneously measuring the flow rate and concentration of a multiphase liquid / gas mixture
US20110098938A1 (en) Multiphase flow measurement
EP1982169B1 (en) Apparatus and method for measuring parameters of a multiphase fluid flow
WO2009112834A1 (en) Flow rate determination of a gas-liquid fluid mixture
US11333538B2 (en) Systems and methods for fluid flow measurement with mass flow and electrical permittivity sensors
CN100504311C (en) Apparatus and method using an array of ultrasonic sensors for determining the velocity of a fluid within a pipe
RU2707124C1 (en) Method of measuring oil products mass flow in a pipeline
Hauptmann et al. Ultrasonic sensors for process industry
RU66029U1 (en) INTEGRATED DEVICE FOR MEASURING FLOW, DENSITY AND VISCOSITY OF OIL PRODUCTS
RU2478917C2 (en) Fluid medium flow metre in free-flow pipelines
Comes et al. Ultrasonic flowmeter
US11221244B2 (en) Clamp-on circumferential resonance ultrasonic flowmeter for collectively exciting and receiving circumferential modes of a pipe
RU2386931C2 (en) Method for detection of multiphase medium flow parametres and ultrasonic flow metre for its realisation
RU2723149C1 (en) Ultrasound acoustoimpedance liquid level meter
RU2126143C1 (en) Ultrasonic flowmeter of components of multiphase medium
RU2826948C1 (en) Ultrasonic doppler flowmeter of two-phase medium
Millán-Blasco et al. Linearity error in Clamp-on ultrasonic flowmeters due to the installation on pipes made of dispersive materials
RU2689250C1 (en) Multicomponent fluid ultrasonic doppler flowmeter
Ustinov Features of selection of flow measurement methods and devices for flow measuring of liquefied petroleum gas in pipelines