RU66030U1 - DEVICE FOR MEASURING FLOW, DENSITY AND VISCOSITY OF OIL PRODUCTS - Google Patents
DEVICE FOR MEASURING FLOW, DENSITY AND VISCOSITY OF OIL PRODUCTS Download PDFInfo
- Publication number
- RU66030U1 RU66030U1 RU2007110032/22U RU2007110032U RU66030U1 RU 66030 U1 RU66030 U1 RU 66030U1 RU 2007110032/22 U RU2007110032/22 U RU 2007110032/22U RU 2007110032 U RU2007110032 U RU 2007110032U RU 66030 U1 RU66030 U1 RU 66030U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- computing device
- phase detector
- amplifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Устройство относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для оперативного определения расхода, плотности и вязкости нефтепродуктов. Устройство содержит генератор, выход которого подключен ко входу делителя частоты, один выход которого подключен ко входу формирователя зондирующих импульсов выход которого подключен ко входу управляемого вычислительным устройством коммутатора, к которому подключены два пьезоэлектрических преобразователя, выход коммутатора подключен ко входу усилителя, выход которого подключен ко входу фазового детектора, ко второму входу которого подключен так же выход делителя частоты, выход фазового детектора подключен ко входу вычислительного устройства, выход которого подключен ко входу индикаторного устройства, устройство измерения коэффициента поглощения звука, вход которого подключается к выходу фазового детектора, а выход подключен ко входу вычислительного устройства, датчик температуры, выход которого подключен ко входу нормирующего усилителя, выход которого подключен ко входу вычислительного устройства, два датчика давления, расположенные по периферии трубопровода так, что линия, соединяющая центры двух датчиков, параллельна основной оси потока, выходы которых подключены ко входам нормирующих усилителей, выходы которых подключены ко входам компаратора, выход которого подключается ко входу вычислительного устройства. Изобретение обеспечивает повышение точности прибора за счет ввода в вычислительное устройство информации о профиле потока жидкости. 1 илл.The device relates to ultrasonic measuring equipment and can be used to quickly determine the flow rate, density and viscosity of petroleum products. The device comprises a generator, the output of which is connected to the input of the frequency divider, one output of which is connected to the input of the probe pulse generator, the output of which is connected to the input of a switch controlled by a computing device, to which two piezoelectric transducers are connected, the output of the switch is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the input phase detector, to the second input of which the output of the frequency divider is also connected, the output of the phase detector is connected to the input of the computational device, the output of which is connected to the input of the indicator device, a device for measuring sound absorption coefficient, the input of which is connected to the output of the phase detector, and the output is connected to the input of the computing device, a temperature sensor, the output of which is connected to the input of the normalizing amplifier, the output of which is connected to the input of the computing device , two pressure sensors located on the periphery of the pipeline so that the line connecting the centers of the two sensors is parallel to the main axis of the flow, the outputs of which are Keys to the inputs of the normalizing amplifier, the outputs of which are connected to the inputs of a comparator whose output is connected to an input of a computing device. The invention provides improved accuracy of the device by entering into the computing device information about the profile of the fluid flow. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для измерения расхода жидкостей, плотности, вязкости нефтепродуктов в нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.The utility model relates to ultrasonic measuring equipment and can be used to measure the flow rate of liquids, density, viscosity of petroleum products in the petrochemical, refining and other industries.
Известны различные ультразвуковые расходомеры, принцип работы которых состоит в излучении ультразвуковых колебаний по потоку или против потока измеряемой среды, прием прошедших среду колебаний с преобразованием в электрические сигналы и запоминанием их, а также анализ вышеуказанных электрических сигналов для определения разности времени прохождения ультразвуковых колебаний по потоку и против него для вычисления расхода среды: RU 2180432 С2 G01F 1/66; RU №2018089 С1 G01F 1/66; RU 2226263 С2 G01F 1/66; RU 2210062 С1 G01F 1/66.Various ultrasonic flow meters are known, the principle of operation of which is to emit ultrasonic vibrations upstream or downstream of the measured medium, receive vibrations transmitted through the medium with conversion into electrical signals and store them, as well as analyze the above electrical signals to determine the difference in the transit time of ultrasonic vibrations through the flow and against it to calculate the flow rate of the medium: RU 2180432 C2 G01F 1/66; RU No.2018089 C1 G01F 1/66; RU 2226263 C2 G01F 1/66; RU 2210062 C1 G01F 1/66.
Известно также устройство для определения плотности жидкости, основанное на определении скорости распространения ультразвуковых волн в жидкости и температуры жидкости, в предварительном установлении зависимости скорости распространения ультразвука от температуры для жидкостей со схожими физико-химическими свойствами RU 2221234 С2 G01N 9/24, G01N 29/18.A device is also known for determining the density of a liquid, based on determining the propagation velocity of ultrasonic waves in a fluid and fluid temperature, in preliminary establishing the dependence of the propagation velocity of ultrasound on temperature for fluids with similar physicochemical properties RU 2221234 C2 G01N 9/24, G01N 29/18 .
Известно также устройство для определения физических параметров вещества, принцип работы которого состоит в том, что с помощью преобразователя возбуждают и принимают ультразвуковые волны, прошедшие через пластину заданной толщины, контактирующую с исследуемой жидкостью, определяют амплитуды отраженных волн и рассчитывают скорость ультразвука, плотность и другие физические параметры, при этом преобразователь и плоскопараллельную пластину A device is also known for determining the physical parameters of a substance, the principle of which is that with the help of a transducer, ultrasonic waves that pass through a plate of a given thickness in contact with the test liquid are excited and received, the amplitudes of the reflected waves are determined, and the speed of ultrasound, density and other physical parameters, while the converter and the plane-parallel plate
размещают соосно в исследуемой жидкости на заданном расстоянии друг от друга RU 2040789 C1 G01N 29/02.placed coaxially in the test fluid at a predetermined distance from each other RU 2040789 C1 G01N 29/02.
Прототипом заявляемой полезной модели является устройство измерения расхода и показателей качества нефтепродуктов [полезная модель RU 56597 U1 G01F 1/66; G01N 29/00, 2006], содержащее генератор, выход которого подключен ко входу делителя частоты, один выход которого подключен ко входу формирователя зондирующих импульсов выход которого подключен ко входу управляемого вычислительным устройством коммутатора, к которому подключены два пьезоэлектрических преобразователя, выход коммутатора подключен ко входу усилителя, выход которого подключен ко входу фазового детектора, ко второму входу которого подключен так же выход делителя частоты, выход фазового детектора подключен ко входу вычислительного устройства, выход которого подключен ко входу индикаторного устройства, устройство измерения коэффициента поглощения звука, вход которого подключается к выходу фазового детектора, а выход подключается ко входу вычислительного устройства, датчик температуры, выход которого подключен ко входу нормирующего усилителя, выход которого подключен ко входу вычислительного устройства.The prototype of the claimed utility model is a device for measuring the flow rate and quality indicators of petroleum products [utility model RU 56597 U1 G01F 1/66; G01N 29/00, 2006], containing a generator whose output is connected to the input of the frequency divider, one output of which is connected to the input of the probe pulse generator, the output of which is connected to the input of a switch controlled by a computing device, to which two piezoelectric transducers are connected, the output of the switch is connected to the input amplifier, the output of which is connected to the input of the phase detector, to the second input of which the output of the frequency divider is also connected, the output of the phase detector is connected to the input of the computational about the device, the output of which is connected to the input of the indicator device, the device for measuring the sound absorption coefficient, the input of which is connected to the output of the phase detector, and the output is connected to the input of the computing device, the temperature sensor, the output of which is connected to the input of the normalizing amplifier, the output of which is connected to the input of the computing devices.
Недостатком известного устройства является низкая точность определения расхода нефтепродуктов, поскольку при его вычислении не принимается во внимание профиль скоростей потока, оказывающий существенное влияние.A disadvantage of the known device is the low accuracy of determining the flow rate of oil products, since when calculating it, the profile of flow rates, which has a significant effect, is not taken into account.
Поставлена задача повышение точности прибора при сохранении функциональных возможностей и принципа измерения.The task is to increase the accuracy of the device while maintaining the functionality and measurement principle.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройство измерения расхода и показателей качества нефтепродуктов, содержащее генератор, выход которого подключен ко входу делителя частоты, один выход которого подключен ко входу формирователя зондирующих импульсов выход которого подключен ко входу управляемого The solution of this problem is achieved by the fact that in the device for measuring the flow rate and quality indicators of petroleum products containing a generator, the output of which is connected to the input of the frequency divider, one output of which is connected to the input of the probe pulse generator, the output of which is connected to the input of the controlled
вычислительным устройством коммутатора, к которому подключены два пьезоэлектрических преобразователя, выход коммутатора подключен ко входу усилителя, выход которого подключен ко входу фазового детектора, ко второму входу которого подключен так же выход делителя частоты, выход фазового детектора подключен ко входу вычислительного устройства, выход которого подключен ко входу индикаторного устройства, устройство измерения коэффициента поглощения звука, вход которого подключен к выходу фазового детектора, а выход подключен ко входу вычислительного устройства, датчик температуры, выход которого подключен ко входу нормирующего усилителя, выход которого подключен ко входу вычислительного устройства, согласно полезной модели, дополнительно введены два датчика давления расположенные по периферии трубопровода так, что линия, соединяющая центры двух датчиков, параллельна основной оси потока, выходы которых подключены ко входам нормирующих усилителей, а выходы нормирующих усилителей подключены ко входам компаратора, выход которого подключен ко входу вычислительного устройства.the computing device of the switch, to which two piezoelectric transducers are connected, the output of the switch is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the input of the phase detector, to the second input of which the output of the frequency divider is connected, the output of the phase detector is connected to the input of the computing device, the output of which is connected to the input of the indicator device, a device for measuring the sound absorption coefficient, the input of which is connected to the output of the phase detector, and the output is connected to the input of a calculating device, a temperature sensor, the output of which is connected to the input of a normalizing amplifier, the output of which is connected to the input of a computing device, according to a utility model, two pressure sensors are additionally introduced located on the periphery of the pipeline so that the line connecting the centers of the two sensors is parallel to the main axis of the flow, the outputs of which are connected to the inputs of the normalizing amplifiers, and the outputs of the normalizing amplifiers are connected to the inputs of the comparator, the output of which is connected to the input of the computing device triplets.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на рис.1 изображена структурная схема предложенного устройства.The essence of the utility model is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows a structural diagram of the proposed device.
Схема содержит генератор 1, к которому подключен делитель частоты 2, к выходу которого подключен формирователь зондирующих импульсов 3, к выходу которого подключен управляемый коммутатор 4, к которому подключены пьезоэлектрические преобразователи 5 и 6, усилитель 7, вход которого подключен к коммутатору 4, фазовый детектор 8, один вход которого подключен к выходу усилителя 4, второй вход подключен к выходу делителя частоты 2, устройство измерения коэффициента поглощения звука 9 вход которого подключен к выходу фазового детектора 8, а выход подключен ко входу вычислительного устройства 10, датчик температуры 11, выход которого подключен ко входу нормирующего усилителя 12, выход которого подключен ко входу вычислительного устройства 10, индикаторное The circuit includes a generator 1, to which a frequency divider 2 is connected, to the output of which a probe pulse shaper 3 is connected, to the output of which a controlled switch 4 is connected, to which piezoelectric transducers 5 and 6 are connected, an amplifier 7, the input of which is connected to the switch 4, a phase detector 8, one input of which is connected to the output of amplifier 4, the second input is connected to the output of frequency divider 2, a device for measuring sound absorption coefficient 9, whose input is connected to the output of phase detector 8, and the output is sub is connected to the input of the computing device 10, the temperature sensor 11, the output of which is connected to the input of the normalizing amplifier 12, the output of which is connected to the input of the computing device 10, indicator
устройство 13, подключенное к выходу вычислительного устройства 10, датчики давления 14 и 15, выходы которых подключены ко входам нормирующих усилителей 16 и 17, выходы которых подключены ко входам компаратора 18, выход которого подключен ко входу вычислительного устройства 10.a device 13 connected to the output of the computing device 10, pressure sensors 14 and 15, the outputs of which are connected to the inputs of the normalizing amplifiers 16 and 17, the outputs of which are connected to the inputs of the comparator 18, the output of which is connected to the input of the computing device 10.
Пьезоэлектрические датчики установлены по периферии трубопровода диаметра D, по которому движется поток нефтепродуктов со скоростью ν. Оба датчика расположены на диаметрально противоположных сторонах и смещены вдоль образующей трубопровода. Длина линии, соединяющей центры двух датчиков, равна l, и эта линия образует с основной осью потока угол α. Датчики давления 14 и 15 расположены по периферии трубопровода. Длина линии, соединяющей центры двух датчиков, равна L, и эта линия параллельна основной оси потока.Piezoelectric sensors are installed on the periphery of the pipeline of diameter D, along which the flow of oil products with a speed of ν. Both sensors are located on diametrically opposite sides and are offset along the generatrix of the pipeline. The length of the line connecting the centers of the two sensors is equal to l, and this line forms an angle α with the main axis of the flow. Pressure sensors 14 and 15 are located on the periphery of the pipeline. The length of the line connecting the centers of the two sensors is L, and this line is parallel to the main axis of the flow.
Устройство работает следующим образом. Генератор 1 через делитель частоты 2 генерирует опорную частоту для формирователя зондирующих импульсов 3. По команде вычислительного устройства 10, зондирующий импульс через коммутатор 4 поступает на пьезоэлектрический преобразователь 5. Ультразвуковой импульс проходит сквозь жидкость и через время t1 улавливается датчиком 6. Электрический сигнал с преобразователя 6 усиливается усилителем 7 и поступает на вход фазового детектора 8. На другой вход фазового детектора поступает сигнал опорной частоты с делителя частоты. На выходе фазового детектора образуется число, пропорциональное значению времени t1, которое запоминается вычислительным устройством 10. При этом:The device operates as follows. The generator 1 through the frequency divider 2 generates a reference frequency for the probe pulse shaper 3. At the command of the computing device 10, the probe pulse through the switch 4 is fed to the piezoelectric transducer 5. The ultrasonic pulse passes through the liquid and after a time t 1 is picked up by the sensor 6. The electrical signal from the transducer 6 is amplified by an amplifier 7 and is fed to the input of the phase detector 8. The signal of the reference frequency from the frequency divider is received at the other input of the phase detector. The output of the phase detector produces a number proportional to the value of time t 1 , which is stored by the computing device 10. In this case:
где с - скорость распространения ультразвука в жидкости.where c is the velocity of propagation of ultrasound in the liquid.
После этого по команде вычислительного устройства 10, зондирующий импульс через коммутатор 4 поступает на пьезоэлектрический преобразователь 6. Ультразвуковой импульс проходит сквозь жидкость и через время t2 улавливается датчиком 5. Электрический сигнал с After that, at the command of computing device 10, the probe pulse through the switch 4 is fed to the piezoelectric transducer 6. An ultrasonic pulse passes through the liquid and after a time t 2 is captured by the sensor 5. The electrical signal with
преобразователя 5 усиливается усилителем 7 и поступает на вход фазового детектора 8. На другой вход фазового детектора поступает сигнал опорной частоты с делителя частоты. На выходе фазового детектора образуется число, пропорциональное значению времени t2, которое запоминается вычислительным устройством 10. При этом:the converter 5 is amplified by an amplifier 7 and is fed to the input of the phase detector 8. At a different input of the phase detector, a reference frequency signal is received from the frequency divider. The output of the phase detector produces a number proportional to the value of time t 2 , which is stored by the computing device 10. In this case:
Из (1) и (2):From (1) and (2):
Подставив вычисленное значение ν в (1), вычисляется скорость звука в жидкости с.Substituting the calculated value of ν in (1), the speed of sound in a fluid is calculated s.
Параллельно, с выхода усилителя 7 принятый сигнал поступает на вход устройства измерения коэффициента поглощения звука 9. С выхода 9 значение коэффициента поглощения звука αA поступает в вычислительное устройство 10.In parallel, from the output of the amplifier 7, the received signal is input to the device for measuring the sound absorption coefficient 9. From output 9, the value of the sound absorption coefficient α A enters the computing device 10.
С датчика температуры 11 через нормирующий усилитель 12 в вычислительное устройство 10 поступает информация о температуре жидкости.From the temperature sensor 11 through the normalizing amplifier 12 to the computing device 10 receives information about the temperature of the liquid.
В вычислительном устройстве 10 происходит вычисление плотности жидкости ρ:In the computing device 10, the fluid density ρ is calculated:
где Кβ - коэффициент связи между плотностью и сжимаемостью, зависящий от температуры жидкости.where K β is the coupling coefficient between density and compressibility, depending on the temperature of the liquid.
Затем происходит вычисление вязкости нефтепродукта:Then, the viscosity of the oil product is calculated:
С датчиков давления 14 и 15 через нормирующие усилители 16 и 17 в компаратор 18 поступает информация о давлениях жидкости в трубе в местах From the pressure sensors 14 and 15 through the normalizing amplifiers 16 and 17, the comparator 18 receives information about the pressure of the liquid in the pipe in places
установки датчиков 14 и 15. С выхода 18 напряжение, пропорциональное разнице давлений Δр поступает в вычислительное устройство 10.the installation of sensors 14 and 15. From the output 18, a voltage proportional to the pressure difference Δp enters the computing device 10.
Далее, вычисляется значение числа Рейнольдса:Next, the value of the Reynolds number is calculated:
Затем происходит вычисление корректировочного коэффициента, учитывающего профиль скоростей потока:Then, a correction factor is calculated taking into account the profile of flow rates:
Массовый расход жидкости GM определится как произведение усредненной по сечению трубопровода скорости жидкости, площади сечения трубопровода, плотности жидкости, учитывая калибровочный коэффициент Кh.The mass flow rate of fluid G M is defined as the product of the fluid velocity averaged over the cross section of the pipeline, the cross-sectional area of the pipeline, and the fluid density, taking into account the calibration coefficient K h .
Далее, вычисленные значения GM, ρ, η могут быть отображены индикаторным устройством 13.Further, the calculated values of G M , ρ, η can be displayed by the indicator device 13.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007110032/22U RU66030U1 (en) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | DEVICE FOR MEASURING FLOW, DENSITY AND VISCOSITY OF OIL PRODUCTS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007110032/22U RU66030U1 (en) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | DEVICE FOR MEASURING FLOW, DENSITY AND VISCOSITY OF OIL PRODUCTS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU66030U1 true RU66030U1 (en) | 2007-08-27 |
Family
ID=38597560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007110032/22U RU66030U1 (en) | 2007-03-19 | 2007-03-19 | DEVICE FOR MEASURING FLOW, DENSITY AND VISCOSITY OF OIL PRODUCTS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU66030U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2707124C1 (en) * | 2019-03-11 | 2019-11-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) | Method of measuring oil products mass flow in a pipeline |
| RU220542U1 (en) * | 2023-03-09 | 2023-09-21 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт технологии, контроля и диагностики железнодорожного транспорта" (ОАО "НИИТКД") | DEVICE FOR DETERMINING THE DENSITY OF LIQUID PETROLEUM PRODUCTS |
-
2007
- 2007-03-19 RU RU2007110032/22U patent/RU66030U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2707124C1 (en) * | 2019-03-11 | 2019-11-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) | Method of measuring oil products mass flow in a pipeline |
| RU220542U1 (en) * | 2023-03-09 | 2023-09-21 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт технологии, контроля и диагностики железнодорожного транспорта" (ОАО "НИИТКД") | DEVICE FOR DETERMINING THE DENSITY OF LIQUID PETROLEUM PRODUCTS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lynnworth et al. | Ultrasonic flowmeters: Half-century progress report, 1955–2005 | |
| JP4800543B2 (en) | Method and apparatus for simultaneously measuring the flow rate and concentration of a multiphase liquid / gas mixture | |
| EP1886098B1 (en) | An apparatus and method for measuring a parameter of a multiphase flow | |
| US20160313160A1 (en) | Apparatus and method for determining concentrations of components of a gas mixture | |
| US20170328751A1 (en) | Method for detection of pipeline vibrations and measuring instrument | |
| US10641641B2 (en) | Method for ascertaining a characteristic variable for evaluating a measuring arrangement comprising a clamp-on, ultrasonic, flow measuring device and a pipe and/or for evaluating measurement operation of such a measuring arrangement | |
| EP2324328B1 (en) | Method and system of detecting liquid in an acoustic flow meter | |
| WO1988008516A1 (en) | Ultrasonic fluid flowmeter | |
| CN102829829B (en) | A kind of Time-difference Ultrasonic Flow detection method and device | |
| JP4535065B2 (en) | Doppler ultrasonic flow meter | |
| CN116735072A (en) | Temperature flow measurement compensation method and system for ultrasonic measurement pipeline liquid pressure | |
| Han et al. | Studies on the transducers of clamp-on transit-time ultrasonic flow meter | |
| CN102829830B (en) | Method and the device of ultrasonic propagation velocity is detected in detecting for ultrasonic flow | |
| RU66029U1 (en) | INTEGRATED DEVICE FOR MEASURING FLOW, DENSITY AND VISCOSITY OF OIL PRODUCTS | |
| CN104568375A (en) | Non-intrusive measuring device and method for slug flow parameter | |
| Jacobson | New developments in ultrasonic gas analysis and flowmetering | |
| RU66030U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING FLOW, DENSITY AND VISCOSITY OF OIL PRODUCTS | |
| RU2396518C2 (en) | Method and device for acoustic measurement of gas flow rate | |
| JP2010256075A (en) | Flowmeter and method of measuring flow rate | |
| CN106841385B (en) | Detection method based on sound-ultrasound polypropylene production pipeline powder coherent condition | |
| US20150135801A1 (en) | Bubble size determination based on bubble stiffness | |
| KR101059931B1 (en) | Flow measurement method | |
| CN203489926U (en) | Ultrasonic flow meter | |
| RU56597U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING COSTS AND INDICATORS OF QUALITY OF OIL PIPELINES | |
| KR101379934B1 (en) | Apparatus and method for measuring the thickness of the scale in a pipe |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |