UA31921U - Спосіб вимірювання густини газу - Google Patents

Abstract

Спосіб вимірювання густини газу належить до галузі вимірювальної техніки, зокрема до вимірювання густини газів в умовах, приведених до стандартних умов.

Description

Опис винаходу

Корисна модель відноситься до галузі вимірювальної техніки, зокрема до вимірювання густини газів в 2 умовах, приведених до стандартних умов.

Відомий метод вимірювання густини газу за стандартних умов -аналітичний, або хроматографічний з визначенням складових газу хроматографом та обчисленням густини газу як суми густин його складових | ГОСТ 10679-76).

Проте цей відомий метод передбачає вимірювання густини газу в умовах хіміко-аналітичних лабораторій, є 70 довготривалим, оскільки забезпечує вимірювання густини тільки одномоментно на час відбору проб газу та пов'язаний з великими затратами.

Відомий також метод вимірювання густини газу з використанням газового густиноміра 50402, розробленого корпорацією ЙОКОГАВА з використанням явища, за якого резонансна частота тонкоплівкової циліндричної посудини коливається в залежності від густини газу, що оточує циліндричну посудину, при цьому якщо на одну і 12 ту ж циліндричну посудину діють частоти двох типів і вимірюється різниця частот, густину вимірюють без застосування збудження, оскільки вимірювання частоти є функцією густини. |(МХокодажма ЕПІесігіс Согрогайоп. 55 11ТЗ3Е1-О1Е, 1-е изд.: Февраль 1998. У)

Проте цей метод є суттєво дороговартісним і малодоступним, потребує окремого живлення газом для калібрування нульової точки і окремого живлення газом для калібрування даних в діапазоні вимірювань, що пов'язано з додатковими затратами.

Найбільш близький до корисної моделі, що заявляється, є спосіб обчислення густини газу за визначеною математичною моделлю залежності густини газу від параметрів тиску, температури, і коефіцієнту стисливості газу, виміряних за певних умов, з використанням формули

Ро ТЯ Ка ра ВТО Ко -о де Ра, 14, Кі В тиск, температура, коефіцієнт стисливості і густина газу за стандартних умов

Ро, т, К; і ро 7 тиск, температура, коефіцієнт стисливості і густина газу за умов, для яких визначають - густину газу. (ІРозгонюк В.В і ін. Довідник працівника газотранспортного підприємства. "Ростк", К., 2001, с.91 см

Проте практичне використання способу методом зведення густини газу до умов, за яких проводять (о) обчислення, з врахуванням параметрів тиску, температури і коефіцієнту стисливості газу, за такою визначеною математичною моделлю, складає певні труднощі, які впливають на точність вимірювань і величину похибки. --

В основу корисної моделі поставлено задачу винайдення колібровочного способу вимірювань густити газу «9 шляхом обчислення густини газу за результатами вимірювань параметрів газу і одночасних вимірювань за стандартних умов, витрати/об'єму газу у трубопроводі за умов, за яких коефіцієнт стисливості газу дорівнює одиниці (тиск газу рівний 101,325кПа, температура газу дорівнює 202С) і витрата/об'єм газу є функціональною « залежністю від густини газу (метод змінного перепаду тиску на діафрагмі або соплі Вентурі, метод із застосуванням трубки Піто, метод усереднювальних напірних трубок (УНТ), та вимірювань витрати/об'єму газу - с методом із застосуванням лічильників газу (роторних турбінних, тощо) за умов, де відсутня функціональна в залежність витрати від густини газу, і пропонуванням пристрою для здійснення способу забезпечити точність » вимірювань.

Поставлена задача корисної моделі виконується тим, що вимірювання густини, згідно корисної моделі, здійснюють за результатами одночасних вимірювань параметрів газу і витрати/об'єму газу за стандартних умов со методом змінного перепаду тиску на усереднювальній напірній трубці/соплі і методом вимірювань - витрати/об'єму газу із застосуванням лічильників, при цьому обчислення густини газу здійснюють з використанням визначеної математичної моделі за алгоритмом со Ве - А АР Ат, іо) де А - конструктивний коефіцієнт густиноміра; га А Р, - перепад тиску на УНТ (соплі Вен турі, трубці Пітто, діафрагмі);

Ат - період слідування імпульсів з перетворювача обертання робочого елементу лічильника витрати/об'єму (турбінки, ротора, мембрани, тощо) в імпульсні сигнали, конструктивний коефіцієнт густономира А визначають за формулою: с д- 00462580 87 Квт те де 0 - діаметр трубопроводу за температури 202С, в мм; 60 є- поправний множник на розширення вимірюваного середовища (коефіцієнт розширення);

КУ унт - калібрувальний коефіцієнт усереднювальної напірної трубки; со. - коефіцієнт пропорційності, що характеризує зміну частоти слідування імпульсів з перетворювача обертів робочого елемента лічильника залежно від витрати;

Т, - абсолютна температура газу в газопроводі, в С; б5 к - коефіцієнт стисливості газу,

і обчислення результатів вимірювань здійснюють електронною інформаційно-вимірювально-керуючою системою.

Крім того запропоновано пристрій для здійснення способу вимірювання густини газу, що включає трубопровідну систему подачі газу, обладнану регулювальною апаратурою і засобами вимірювання параметрів газу, в якого трубопровідна система подачі газу складається з трубопроводу середнього та двох газопроводів низького тиску і обладнана регулювальною апаратурою в складі понижуючого редуктора тиску, встановленого на стикуванні трубопроводів середнього і низького тиску, регулятора тиску, встановленого аналогічно паралельно з редуктором тиску, регулятора температури, розміщеного послідовно в трубопроводі низького тиску після 7/о регулятора тиску разом з засобами вимірювання тиску і температури, в склад яких додатково включено пристрій вимірювання витрати на усереднювальних напірних трубках та турбінний перетворювачем витрати/лічильником газу з перетворювачем обертів турбіни в імпульсні сигнали, котрі послідовно з'єднані з засобами вимірювання параметрів газу і з компресором, закільцьованим в трубопроводах низького тиску, при цьому всі засоби вимірювання і регулювальна апаратура пов'язані з електронною інформаційно-вимірювально-керуючою /5 СсИСТемою.

Отже сукупністю запропонованих суттєвих ознак щодо способу вимірювання густини і пристрою для його здійснення маємо достатнє і комплексне рішення поставленої задачі корисної моделі.

Суть запропонованого способу і пристрою пояснюється кресленням.

На Фіг. наведено технологічну схему здійснення способу для вимірювання густини газу.

Пристрій складається з трубопровідної системи подачі газу, яка включає трубопровід середнього 1 і два трубопроводи низького тиску 2 і 3, і обладнана регулювальною апаратурою в складі понижуючого редуктора 4 з середнього до низького тиску, регулятора тиску 5 також з середнього на низький тиск з керуванням від електронної інформаційно-вимірювально-керуючої системи 6. Після регулятора тиску 5 послідовно розміщено регулятор температури газу 7, засоби вимірювань параметрів газу - тиску 8 та температури 9 в трубопровідній об сИСТемі, пристрій вимірювання витрати на усереднюючи напірних трубках 10 та турбінний перетворювач витрати/лічильник газу 11 з перетворювачем обертів турбіни в імпульсні сигнали 12, котрі послідовно з'єднані - з компресором 13, закільцьованим в систему трубопроводами низького тиску 2 і З, що забезпечує необхідну витрату та заданий тиск газу.

Спосіб вимірювання густини газу з пристроєм для його здійснення здійснюють наступним чином. - зо При протіканні газу по трубопроводі середнього тиску 1 тиск газу понижується до низького тиску регулятором витрати 4 в трубопроводі низького тиску 2. Одночасно тиск газу з трубопроводу середнього тиску7 ЄМ протікає в трубопровід низького тиску З через регулятор тиску 5, який підтримує в ньому тиск на рівні б 101,325кПа за допомогою інформаційно-вимірювально-керуючої системи 6 за результатами вимірювань тиску перетворювачем тиску газу 8. Температура газу після дроселювання підтримується регулятором температури ч- зв тазу 7 рівною 2090 і регулюється інформаційно-вимірювально-керуючою системою б за результатами с вимірювань температури перетворювачем температури газу 9.

Таким чином, газ, приведений до стандартних умов, проходить через два вимірювальні пристрої витрати/ об'єму, один з яких працює на основі усереднювальних напірних трубок 10, а другий - на основі турбінного перетворювача/лічильника газу 11 з перетворювачем швидкості обертання турбіни в електричні імпульсні « сигнали 12, при цьому коефіцієнт стисливості газу дорівнює одиниці. -о с При протіканні газу через пристрій на основі усереднювальних напірних трубок 12 останній перетворює з» швидкість потоку газу в перепад тиску Ар оа при протіканні через турбінний перетворювач витрати/лічильник " газу 11 - в імпульсні сигнали з частотою її і з періодом слідування імпульсів Ат перетворювачем швидкості обертів турбіни 12, при цьому необхідна витрата і заданий тиск газу забезпечується компресором 13. с що Таким чином, підтримуючи тиск газу на рівні 101,325кПа та температуру газу на рівні 2023, проводячи вимірювання перепаду тиску газу на УНТ АВ періоду слідування імпульсів ат з турбінного перетворювача 12 - на основі лічильника газу 11, з урахуванням визначеного конструктивного коефіцієнта густиноміра А, за (се) допомогою інформаційно-вимірювально-керуючої системи 6 обчислюють значення густини газу в трубопроводі

Ф 20 за стандартних умов з використанням математичної моделі за алгоритмом ре - ААВАтУ. "-

Спосіб вимірювання густини газу і пристрій для його здійснення дозволяють калібровочно вимірювати густину газу шляхом її обчислення електронною інформаційно-вимірювально-керуючою системою за результатами в одночасних вимірювань за стандартних умов параметрів газу і витрати/об'єму газу методом змінного перепаду тиску на усереднювальній напірній трубці/соплі і методом вимірювань витрати/об'єму газу із застосуванням с лічильників газу з забезпеченням необхідної точності вимірювань і допустимої величини похибки.

Claims (1)

1. Формула винаходу

   Спосіб вимірювання густини газу, що включає обчислення густини газу за визначеною математичною моделлю залежності густини газу від параметрів тиску, температури і коефіцієнта стисливості газу, виміряних за певних умов, який відрізняється тим, що вимірювання густини здійснюють за результатами одночасних

   65 вимірювань за стандартних умов параметрів газу і витрати/об'єму газу методом змінного перепаду тиску на усереднювальній напірній трубці/соплі і методом вимірювань витрати/об'єму газу із застосуванням лічильника газу, при цьому обчислення густини газу здійснюють з використанням математичної моделі за алгоритмом р. - ААРАтТ, де А - конструктивний коефіцієнт густиноміра; ДР - перепад тиску на усереднювальній напірній трубці (соплі Вентурі, трубці Пітто, діафрагмі); 1

   Дт. - період слідування імпульсів з перетворювача обертання робочого елемента лічильника витрати/об'єму (турбінки, ротора, мембрани тощо) в імпульсні сигнали, конструктивний коефіцієнт густиноміра А визначають за формулою: то оба рик А-- 111 1 7 - т р ; де О - діаметр трубопроводу при температурі 20 С, мм; Е - поправний множник на розширення вимірюваного середовища (коефіцієнт розширення); | 2 - калібрувальний коефіцієнт усереднювальних напірних трубок; ск - коефіцієнт пропорційності, що характеризує зміну частоти слідування імпульсів з перетворювача обертів робочого елемента лічильника залежно від витрати; 2 Т, - абсолютна температура газу в газопроводі, ес; К - коефіцієнт стисливості газу, і обчислення результатів вимірювань здійснюють електронною інформаційно-вимірювально-керувальною системою. щі з «-- с (22) «-- Зо «о -

   с . и? о - (Се) ко "- с 60 б5