SU851098A1 - Вибрационный расходомер - Google Patents

Description

(54) ВИБРАЦИОННЫЙ РАСХОДОМЕР

1

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к измерени м газожидкостных смесей в нефт ной химической и других отрасл х -проныш-, ленности.

Известен вибрационный расходомер, предназначенный дл  измерени  массового расхода газожидкостной среды, содержащий участок трубопровода, в котором возбуждаютс  незатухающие колебани , возбудитель колебаний, датчик давлени , расположенный внутри . трубопровода и датчик частоты 11J.

Недостатком известного расходомера  вл етс  больша  погрешность измерени  расхода.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  вибрационный расходомер, содержащий чувствительный элемент резонатор в виде полого упругого стержн , возбудитель колебаний, датчик скорости колебаний чувствительного злемента (адаптер), усилитель, схему автоматической регулировки усн ,лени  (АРУ), состо щую из выпр мител  и сравнивающего устройства 2}.

Недостатками известного расходомера  вл ютс  низка  точность и малое быстродействие, а также сложность реализации различных законов регулировани .

Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи  измерени  расхода газожидкостной смеси и упроще10 нне реализации различных режимов регулировани ,л

Claims (2)

1. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в вибрационный расходомер, содержанц-1Й чувствительный злемент - реIS зонатор в виде консольно укрепленного в корпусе на упругом подвесе проточного стержн , возбудитель колебаний, датчик скорости колебаний чувствительного элемента (адаптер), усили20 тель, схему АРУ, состо щую из выпр мител  и сравнивающего устройства, дополнительно введены нуль-орган, ключ, элемент аналоговой пам ти, ком Iyтaтop , аналого-цифровой преобразователь (АЦП), вычислительное устройство , цифровой аттенюатор и датчик давлени , причем выход датчика давлени  соединен со входом коммутатора, выход выпр мител  св зан со входами нуль-органа и ключа,iвыходы которых, соединены соответственно со вторым входом вычислительного устройства и первым входом элемента аналоговой пам ти, последний через коммутатор и АЦП св зан с вычислительным устройством , выходы которого соеданены со входами ключа, коммутатора, АЦП, элемента аналоговой пам ти и цифрового аттенюатора, другой вход аттенюатора соединен с усилителем, а выход- со входами возбудител  и выпр мител . На фиг. 1 представлена блок-схема.. вибрационного расходомера; на фиг. 2временные диаграммы, по сн ющие его функционирование. Устройство содержит резонатор 1, адаптер 2, усилитель 3, цифровой аттенюатор 4, возбудитель 5, образующие основной контур возбуждени  колебаний . Устройство включает также выпр митепь 6, нуль-орган 7, ключ В, аналоговую пам ть 9, датчик 10 давлени  среды, коммутатор П, аналогоцифровой преобразователь 12 и вычислительное устройство (ВУ) 13, Устройство работает следующим образом . Параметры элементов 1т5 основного контура возбуждени  колебаний выбира ioT таким образом, что соблюдаютс  услови  самовозбуждени  (баланс амплитуд и фаз). Таким образом, в основ ном контуре, возникают автоколебани , синусоидальность которых определ етс  фильтрующим действием высокодоброт ного механического резонатора, эти ко лебани  Поступают на вход двухполупе риодного выпр мител  6, на выходе ко торого получают пульсирук цее напр же ние (фиг. 1 и 2, точка о). Это напр  жение поступает одновременно на вход нуль-органа 7 с зоной нечувствительности UQ и на вход аналогового ключа 8. На выходе нуль-органа 7 в точке-8 получают последовательность синхрони- зирующих импульсов с периодом Т/2, пропорциональным плотности проход щей через резонатор смеси, и длительно ,стью tTj. , определ емой моментом раэенства выпр мленного измер емого напр жени  с порогом срабатывани  нуль органа 00. Данную последовательность импульсов подают на вход вычисленного устройства 13 дл  определени  значений Т и Tg , на основании которых в вычислительных устройствах 13 генери р.уетс  последовательность импульсов дискретизации (фиг. 1 и 2, точка С) с заданным интервалом дискретизации временем цикла Гц. (на фиг. ), Отсчет первого интервала начинают через врем  после по влени  синхронизирукщего импульса. В момент t импульсом дискретизации переключают коммутатор I Г и открывают ключ 8, пропуска  в точку d мгновенное значение напр жени  с выхода выпр мител  6, соответствующее этому моменту. Be- . личину напр жет1Я зшюминают в аналоговой пам ти 9 на врем  tr дцр , достаточное дл  преобразовани  напр жени  в код с помощью АЦП 12, на вход которого подают данное напр жение, с помо щью коммутатора П, переключаемого в тот же момент tT импульсами с вычислительного устройства 13 (точка К ). После преобразовани  напр жени  в код вычислительное устройство 13 считывает код и вырабатывает импульсы в точках s f и к, которые сбрасывают АЦП 12 в. ноль, разр жают емкость аналоговой пам ти 9 и переключают коммутатор II к выходу датчика давлени  10. Выходное напр жение с датчика- О давлени  (точкат) поступает на вход ЩП 12 (точка п), где его преобразуют в код в течение щ емени и занос т в пам ть ВУ 3. Оставшеес  врем  t в цикле используют дл  обработки информбщии. Таким образом, в вычислительном устройстве 13 посто нно происходит определение величиш  Т/2, момента начала отсчета интервала ТГц , величины этого интервала Гц, напр жени  с вы , . хода выпр мител  6 в моменты t и давлени  среды в резонаторе Р-. На основании этих данных определ ют амплитуду синусоидального колебани  по формуле А- -: SlHOUtu где В - отсчет напр жени  в момент tj, или по формуле , «B.l А- g-t SiMOlCu Wl где m - число последовательно вз тых отсчетов или интервал сглаживани , если необходима фильтраци  напр жени  от помех (скольз щее усреднение). За тем определ ют величину отклонени  iae где заданна  амплитуда скорое ти колебаний. В соответствии с выбранным законо регулировани  определ ют код величины регулирующего воздействи  УСЮК„ А1К-1)-АСюНн-дА (КМ)-А(К-2)-/А(К) 1, где kjj, К, К(« - коэффициенты усилеtfflH , соответственно , пропорционально го, интегрального и дифференциального законов регулнровани ; - регулирующее воздей ствие в К-й момент времени, которое по ступает на цифровой аттенюатор. Затем вычисл ют массовый расход газожидкос кой смеси и ее компонентов , использу  значение периода Т, давленш Р и У(К). При использовавши предлагаемого вибрационного расходомера дл  измере ний при добыче нефти из п сква з {н устройство повтор етс п раз, кроме коммутатора, АЦП и ВУ, причем коммут тор 1 I в этом случае выполн етс  с 2п входами, к которым подключают п .датчиков 10 давлени  и п элементов андлозговой пам ти. Выходные сигналы этих элементов последовательно подкпючак тс  на вход МЩ 12 внутри цикл t, при этом должно выполн тьс  неравенство на величину TO. . ; Экономический эффект от испопьэов ни  изобретени  достигаетс  за счетсокращени  време1Ш измерени  на одну сквахз1ну, что позвол ет увеличить количество опросов датчиков по отдел ным скважинам и сократить потери неф ти из-за аварий, уменыиить затраты на приобретение систем телемеханики и на прокдадку линий св зи. Возможиость изменени  закона регулировани  позвол ет уменьшить номенклатуру изделий , повьшает надежность функционировани  устройства и требует меньошх затрат на изготовление и .наладку устройства. Формула изобретени  Вибрацио::1г 1й расходомер, содержащий чувствительный элемент - резонатор в виде консольно укрепленного в корпусе на упругом подвесе проточно го стержн , возбудитель колебаний, датчик скорости колебаний чувствительного элемента (адаптер), усилитель, схему автоматической регулировки усилени  (АРУ), состо щую из выпр мител  и сравнивакицего устройства, о тл и ч а ю щ и йс   тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи  измерени  расхода газожидкостной смеси и упрощени  реализации различных режимов регулировани , в устройство дополнительно введены нуль-орган, ключ, элемент аналоговой пам ти, юммутатор , аналого-цифроввй преобразователь , вычислитель, цифровой аттенюатор и датчик давлени , выход которого соединен со входом коммутатора, а выход выпр мител  соединен с входом нуль-органа и входом ключа, выходы которых соединены соответственно со ffvopfot входом вычислител  и перклм входом элемента аналоговой пам ти, соединенного через коммутатор и аналого-цифровой преобразователь с пер- ним входом вычислител , соединенного с входами ключа, коммутатора, аналогоцифрового преобразовател , элемента аналоговой пам ти и цифрового аттенюатора , второй вход которого соединен с усилителем, а выход соединен с входами возбудител  и вьmp  штeл . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 627Э28, кл. G 01 F 1/66, 1977,
2. 2.Авторское свидетельство СССР 587764, кл. G 01 F 1/00, 1976.

   tput.f