ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТІ РОЗРОБКИ ФАЗО-ЧАСТОТНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ШВИДКОСТІ ПОТОКУ ПРИРОДНОГО ГАЗУ В ЗАКРИТИХ ТРУБОПРОВОДАХ МАЛОГО ДІАМЕТРА

  • Й. Й. Білинський Вінницький національний технічний університет
  • В. Б. Бурдейний Вінницький національний технічний університет
Ключові слова: швидкість потоку, природний газ, фазо-частотний ультразвуковий метод

Анотація

Досліджено можливість розробки фазо-частотного ультразвукового вимірювального перетворювача швидкості потоку природного газу в закритих трубопроводах малого діаметра. Аналіз сучасних ультразвукових витратомірів показує наявність мертвої зони у разі невеликого діаметра газопроводу, що вимагає інших рішень в умовах ближньої зони. Це зумовлює необхідність створення витратомірів з високими метрологічними характеристиками та широкою сферою застосування. Розроблено математичну модель фазо-частотного ультразвукового вимірювального перетворювача, використовуючи яку швидкість потоку можна визначити за допомогою чотирьох частот ультразвукової хвилі та відповідних фазових зсувів сигналів, за яких фазові зсуви лежали в межах кількості цілих довжин акустичної хвилі. Це дає змогу розширити робочий діапазон, вибрати оптимальну частоту ультразвукової хвилі для роботи вимірювального перетворювача та збільшити точність вимірювання. На основі запропонованої математичної моделі, розроблено структурну схему фазо-частотного вимірювального перетворювача швидкості потоку та засобу вимірювального контролю витрат природного газу, який складається з ділянки трубопроводу, двох передавальних та двох приймальних п’єзоелементів, двох генераторів, двох формувачів імпульсів, двох фазових детекторів та мікропроцесорного блока. Для дослідження запропонованої математичної моделі вимірювального перетворювача зібрано експериментальну установку, що складається з генератора сигналів, осцилографа, вимірювальних датчиків, розміщених на ділянці трубопроводу, та генератора потоку повітря, і дає змогу отримати залежність зсуву фази сигналів від швидкості потоку. Отримані експериментальні дані свідчать про перспективність практичного застосування фазо-частотного методу вимірювання швидкості потоку та створення на його базі ультразвукового витратоміра з високими метрологічними характеристиками, здатного працювати в умовах ближньої зони.

Біографії авторів

Й. Й. Білинський, Вінницький національний технічний університет

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри електроніки та наносистем

В. Б. Бурдейний, Вінницький національний технічний університет

аспірант кафедри електроніки та наносистем

Посилання

A. E. Brown, “Ultrasonic Flowmeters,” Flow Measurement — Practical Guides for Measurement Control, no. 20, pp. 517-575, 2001.

A. X. Matson, J. Kucmas, P. O. Khrakovsky, and X. S. Li, “Ultrasonic Clamp-On Flow Measurement of Natural Gas, Steam and Compressed Air,” in 5th International Symposium, Fluid Flow Measurement, 2002, pp.7-10.

Й. Й. Білинський, «Аналіз ультразвукових засобів вимірювального контролю витрати плинних середовищ,» Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах, № 2, с. 23-29, 2016.

И. И. Крюков, «О размере ближней зоны плоских ультразвуковых преобразователей, находящихся на одной оси», Акустический журнал, № 1, с. 101-105, 1995.

В. К. Хамидуллин, Ультразвуковые контрольно-измерительные устройства и системы. Ленинград: изд-во Ленинградского Университета, 1989, с. 248.

П. П. Кремлевский, Расходомеры и счетчики количества веществ. Санкт-Петербург, Россия: Политехника, 2004, с. 412.

Переглядів анотації: 59 Завантажень PDF: 22
Опубліковано
2019-10-31
Як цитувати
[1]
Й. Білинський і В. Бурдейний, ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТІ РОЗРОБКИ ФАЗО-ЧАСТОТНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВИМІРЮВАЛЬНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА ШВИДКОСТІ ПОТОКУ ПРИРОДНОГО ГАЗУ В ЗАКРИТИХ ТРУБОПРОВОДАХ МАЛОГО ДІАМЕТРА, Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 5, с. 7-13, Жов 2019.
Номер
Розділ
Автоматика та інформаційно-вимірювальна техніка

Завантаження

Данные скачивания пока не доступны.

Найчитабильні статті цього ж автора(ів)

1 2 > >>