Спосіб точного оцінювання об’єму дзвона еталона витрати газу

Спосіб точного оцінювання об'єму дзвона еталона витрати газу, який полягає у визначенні площ його поперечних перетинів та висот окремих ділянок з подальшим сумуванням їх об'ємів, який від 33448 розмірів [Kee David F. Fundamentals of bell proving. Calibration and Operation "W. Va. Univ. Eng. Stat. bull", 1971, 105, p. 57-63]. Для калібрування дзвона цим способом проводять серію вимірювань внутрішніх діаметрів по його висоті, після чого визначають середнє значення діаметра для кожної відмітки, а по ньому знаходять площу кола, еквівалентного даному перетину дзвона. Знаючи площу, неважко визначити і об'єм. Однак, і цей спосіб не позбавлений недоліку, який полягає у необхідності проведення дуже великої кількості трудомістких вимірювань внутрішнього діаметра дзвона, а також його висоти. Крім того при такому способі необхідно вимірювати прирости об'єму рідини, що витісняється стінками дзвона при його опусканні. При зменшенні ж кількості вимірювань діаметра втрачається правомірність заміни фігури реального перетину дзвона на коло еквівалентного діаметра. Задача, що ставилась при створенні винаходу - підвищення точності оцінювання об'єму дзвона еталона витрати газу шляхом подрібнення математичними прийомами площ його поперечних перетинів на мікросектори з подальшим їх інтегруванням при одночасному зменшенні кількості трудомістких вимірювань діаметра та висоти, а також при одночасному підвищенні точності обробки результатів за рахунок використання ПЕОМ. Поставлена задача вирішується таким чином. У відомому способі точного оцінювання об'єму дзвона, що включає визначення площ його поперечних перетинів та висот окремих ділянок з подальшим сумуванням їх об'ємів, згідно з винаходом, з метою підвищення точності оцінювання об'єму дзвона без збільшення кількості прямих вимірювань діаметрів за допомогою математичних прийомів здійснюється подрібнення площ його поперечних перетинів на мікросектори з подальшим інтегруванням цих мікроплощ і визначенням повної площі кожного з перетинів дзвона по висоті як фігури довільного профілю, що наближається до кругового з наступним визначенням повного об'єму дзвона як суми об'ємів його ділянок при одночасному підвищенні точності обробки результатів калібрування за рахунок використання ПЕОМ. З цією метою в k перетинах дзвона по його висоті шляхом прямих вимірювань за допомогою мікрометричного нутроміра визначають n значень його внутрішнього діаметра в кожному перетині через певний кут a. Значення k та a вибираються, виходячи з геометричних розмірів дзвона та умов досягнення необхідної точності - з одного боку, і можливості одержання достатнього обсягу експериментальних даних - з другого. Таким чином дістаємо інформацію у вигляді k масивів по n значень діаметра в кожному для подальшої обробки на ПЕОМ. Перетин дзвона розглядається як довільна фігура, яка своїм периметром наближається до кола. З метою підвищення точності розрахунку площі перетину Sj передбачається використання ПЕОМ. Шляхом інтерполяції кривої периметра перетину за методом кубічних сплайнів, який згідно [Калиткин. Численные методьі. , М. ] забезпечує найвищу точність проведення такої операції, на основі виміряних експериментально n діаметрів дзвона розраховують їх дещо більшу кількість N для кожного з k перетинів, причому N вибирається з міркувань досягнення потрібної точності визначення площі перетину. Таким чином вхідна інформація розширюється і може бути представлена у вигляді матриці розмірністю (k´N). Для визначення площі перетину дзвона умовне коло розбивають на ряд секторів, кожен з яких обмежується відомими радіусами (буде одержано 2·N секторів). Площа кожного і-того сектора обчислюється як 2 де 2 d вн i = p × d внi ×a , Ci = 4 × 360 d внi + d внi +1 - середнє значення 2 двох сусідніх діаметрів і-того сектора. Кут a визначається як a= 360 2× N . Сумарна площа j-того перетину дзвона визначається за формулою Sj = 2× N å Ci . i =1 Для калібрування системи вимірювання положення дзвона (СВПД) по висоті (її похибка є однією зі складових похибки збору і обробки вимірювальної інформації еталона витрати газу) через кожен міліметр його положення за допомогою ПЕОМ транспонується вхідна матриця розмірністю (k´N) в матрицю розмірністю (N´k). Ця матриця характеризує конфігурацію дзвона по вертикалі. Далі за допомогою ПЕОМ інтерполюється матриця розмірністю (N´k) з перетворенням її в масив розмірністю (N´k). Інтерполюючи ще раз одержану матрицю, одержують інформацію у вигляді К масивів по N значень у кожному, де K - величина, що вибирається в залежності від потрібної точності калібрування (число масивів К рекомендується вибирати рівним висоті ділянки робочого об'єму дзвона в мм з метою забезпечення можливості обчислення площ січення дзвона з інтервалом через кожен міліметр його висоти). Таким чином дістанемо площі К перетинів по висоті дзвона на основі N значень діаметрів. Повний об'єм дзвона V розглядається як сума об'ємів ділянок дзвона між двома сусідніми перетинами, розрахованими за описаною вище методикою. Таким чином повний об'єм дзвона дорівнює K V = åV H , l =1 де VH - об'єм ділянки дзвона між двома сусідніми перетинами. Об'єм VH визначається як об'єм зрізаного прямого конуса за формулою VH = 2 ( H × S H +1 + S H + S H × S H +1 3 ), 33448 де SH - площа верхньої основи конуса, яка фактично є площею верхнього перерізу Н-ї ділянки дзвона, SH+1 - площа нижньої основи конуса, яка фактично є площею нижнього перерізу Н-ї діля нки дзвона, Н - висота ділянки (у випадку, коли К дорівнює висоті ділянки робочого об'єму дзвона в мм, Н=1 мм). ______________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3