Інформаційно-вимірювальна система обліку витрат газу

Номер патенту: 53539

Опубліковано: 15.01.2003

Автори: Бестелесний Андрій Григорович, Петришин Ігор Степанович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Інформаційно-вимірювальна система обліку витрат газу, що містить лічильник газу і обчислювач з вхідними каналами для вимірювання тиску та температури газу, яка відрізняється тим, що додатково містить вихідний редуктор та вхідний регулятор тиску, які утворюють разом з обчислювачем і лічильником за заданими алгоритмами систему керування зі зворотним зв'язком.

Текст

Інформаційно-вимірювальна система обліку витрат газу, що містить лічильник газу і обчислювач з вхідними каналами для вимірювання тиску та температури газу, яка відрізняється тим, що додатково містить вихідний редуктор та вхідний регулятор тиску, які утворюють разом з обчислювачем і лічильником за заданими алгоритмами систему керування зі зворотним зв'язком Винахід належить до галузі метрології і може бути використаний для вимірювання та комерційного обліку витрат газу певними споживачами у різних галузях народного господарства, де одночасне споживання газу може коливатись у досить широкому діапазоні вимірювань (відношення максимальної втрати Qmax до мінімальної Q m може m складати 1000 1 і більше) У переважній більшості облік газу здійснюють лічильниками газу або витратомірами з застосуванням звужуючих пристроїв на трубопроводах великих діаметрів [1] Застосовують ці пристрої при вимірюванні сталих витрат газу звужуючих пристроях (діафрагмах) на одному, двох або трьох трубопроводах газовимірювального пункту Комплекс є засобом вимірювання і включає обчислювач, термінал, датчики тиску газу, перепаду тиску та температури газу Комплекс забезпечує автоматичне безперервне вимірювання, обчислення та відображення показів витрат газу за певний інтервал часу і здебільшого використовують його для обліку витрат, які знаходяться в межах діапазону вимірювань дифманометрів перепадомірів і де потік газу має постійний режим без коливань у широкому діапазоні вимірювань [3] Найбільш близьким по функціональному призначенню і технічній суті до запропонованого винаходу відомий вимірювальний комплекс для обліку газу "DIGI Flowsis" [4], який складається з лічильника, обчислювача з вхідними каналами для підключення перетворювачів тиску та температури Комплекс в автоматичному режимі здійснює зняття, обробку вимірювальної інформації та обчислення об'єму газу з врахуванням стандартних умов Проте вимірювальна схема комплексу розрахована на вимірювання витрат, які знаходяться в межах діапазону вимірювань лічильника, що в них застосовується Таким чином, комплекс конструктивно непридатний обліковувати витрати, якщо вони виходять за мінімальні і максимальні межі діапазону лічильника Для вимірювання великих обсягів споживання газу застосовують схему паралельного підключення декількох ЛІЧИЛЬНИКІВ з автоматизованою сис темою керування процесом подачі і вимірювання параметрів газу, в т ч густини газу, вмісту в ньому вуглекислого газу, азоту, тощо Вимірювальна дільниця із застосуванням ЛІЧИЛЬНИКІВ газу складається із трубопровідної обв'язки, ЛІЧИЛЬНИКІВ газу, засобів вимірювань тиску та температури газу При цьому ВІДОМІ пристрої обліку, в яких крім ЛІЧИЛЬНИКІВ газу застосовують засоби вимірювань тиску та температури газу, а зведення отриманого об'єму газу до стандартних умов здійснюють вручну або із застосуванням мікропроцесорних пристроїв [2] До витратомірів із застосуванням звужуючих пристроїв можна віднести "Сеперфлоу-И" багатонитковий вимірювальний мікропроцесорний комплекс, призначений для безперервного автоматичного вимірювання та обчислення витрат та об'єму газу, зведенні його до стандартних умов, по методу змінного перепаду тиску на стандартних Однак в газорозподільчій системі, такій, як побудинковий облік у комунальному господарстві, де існує необхідність у безперервному автоматичному вимірюванні параметрів потоку газу, що споживається з наступним обчисленням зведених до стандартних умов витрат та об'єму, ці параметри со Ю СО Ю 53539 можуть коливатись у широкому діапазоні в залежності від поточного споживання кожним конкретним споживачем Існуючі засоби вимірювальної техніки (лічильники газу) не спроможні задовольнити вимоги достатності верхньої і нижньої границь вимірювань витрат газу при досить широкому діапазоні споживання, оскільки кожен розрахований на певний об'єкт вимірювань Задача, що ставилась при створенні винаходу, передбачала розробити таку інформаційно - вимірювальну систему обліку витрат газу, яка б шляхом зміни структурної схеми в частиш елементів вводу інформації у лічильник дозволила адаптувати вимірювальну схему системи до поточного споживання, і вести облік в межах діапазону вимірювань лічильника, що забезпечить достовірність і точність обліку, а також розширить діапазон вимірювань Поставлена задача вирішується тим, що у відомий вимірювальний комплекс для обліку газу, що включає лічильник газу з обчислювачем та підключеними до нього перетворювачами тиску і температури, згідно з винаходом додатково введені вхідний регулятор тиску і вихідний редуктор з утворенням разом з обчислювачем і лічильником за заданими алгоритмами системи керування зі зворотнім зв'язком Для реалізації функцій інформаційновимірювальної системи обліку витрат газу було задіяно декілька алгоритмів, таких як алгоритм ідентифікації стабільних параметрів, алгоритм виявлення змін поточного споживання газу, алгоритм адаптивного керування процесом обліку Інформаційне забезпечення алгоритмів склали ПОСТІЙНІ та ЗМІННІ параметри До постійних параметрів було віднесено максимальні та мінімальні витрати газу певними споживачами, а також максимальні та мінімальні діапазони вимірювання витрат ЛІЧИЛЬНИКІВ газу, задіяних у системі До змінної інформації були віднесені параметри, що відтворюють процес вимірювання в даний момент часу, а саме вхідний тиску газу в лічильник та вихідна витрата газу споживачами в цей момент Суть роботи системи полягає в тому, що шляхом редукування змінюють тиск газу перед лічильником до значення, необхідного для вимірювання певної витрати газу лічильником Необхідний вхідний тиск газу для вимірювань розраховують за формулою гвх — [ ( г в и х •• Гоар ) - Саіліч X Н б а р ] ' У п і ч * де Рвх - тиск газу на вході в лічильник (кг/см ) для забезпечення витрати споживачу ОСПож (м3/год), Рвих - надлишковий тиск в магістралі до регулятора тиску (кг/см2), Рбар - атмосферний тиск (кг/см ), Q r витрата газу через лічильник (м /год) При цьому реалізують алгоритми адаптивного керування процесом і виявлення змін поточного споживання газу Введення в систему регулятора тиску, задіяного у зворотнім зв'язку з лічильником, дозволяє по керуючому сигналу обчислювача змінювати тиск газу на вході лічильника в залежності від поточного споживання і обчислювати витрату в межах діапазону вимірювання лічильника Система обробки сигналів, що задіяна в обчислювачі, включає декілька обчислювальних блоків, які реалізують алгоритм ідентифікації стабільних параметрів, алгоритм виявлення змін поточного споживання газу, алгоритм адаптивного керування процесом обліку, на підставі яких обчислювач виробляє керуючий сигнал для управління регулятором тиску, тобто визначає величину необхідного вхідного тиску та напрям його зміни (збільшення чи зменшення) Суть винаходу пояснюється кресленням, де на фіг 1 зображено блок-схему інформаційновимірювальної системи обліку витрат газу, фіг 2 діаграму, що ілюструє роботу системи в режимі середньої витрати, фіг 3 - режимі максимальної витрати, фіг 4 - режимі мінімальної витрати Як показано на фіг 1 інформаційно - вимірювальна система обліку витрат газу містить регулятор тиску 1, обчислювач 2, лічильник газу 3, редуктор 4 Пристрій працює наступним чином Газ із трубопроводу середнього тиску поступає через регулятор тиску на вхід лічильника 3 (фіг 1), проходить через нього з певними втратами тиску і поступає на вхід редуктора 4 Останній підтримує постійний тиск у магістралі низького тиску, тобто підтримує режим споживання газу споживачами Він працює таким чином, що через нього проходить будь - яка витрата газу при ЗМІНІ тиску на вході та при постійному тиску на виході Цю витрату необхідно вимірювати лічильником 3, а тиск на вході задати регулятором тиску 1 Для цього система працює таким чином, що спочатку обчислювач 2 дає команду на відкриття регулятора тиску 1 і підвищення тиску на вході в редуктор 4 Витрата через лічильник 3 збільшується і поступає на вхід редуктора 4 і далі в магістраль до споживачів Якщо витрата зменшиться, відбір газу зменшиться і тиск на вході в редуктор 4 буде підвищуватися і може стати такий випадок, що він зрівняється з тиском на вході в лічильник 3 і лічильник 3 може зупинитися Для запобігання цьому обчислювач 2 аналізує витрату через лічильник 3 і при досягненні мінімальної витрати подасть команду на відкриття регулятора тиску 1 з таким розрахунком, щоб через нього проходила витрата, що відповідає його діапазону вимірювань При незначному збільшенні витрати в магістралі впаде тиск на виході лічильника 3, а так як тиск на вході підтримується постійний, то витрата буде збільшуватися і при досягненні максимальної витрати через лічильник 3, обчислювач 2 подає команду на закриття регулятора тиску 1 і тим самим зменшує тиск на вході в лічильник 3 Таким чином, обчислювач 2 вибирає режим роботи лічильника 3 таким, щоб лічильник 3 працював в певному діапазоні витрат від мінімальної витрати, коли регулятор тиску 1 закритий максимально і вся втрата тиску падає на ньому (АРрег) та на лічильнику 3 (АРЛіч) (фіг 4), до максимальної витрати, коли регулятор тиску 1 відкритий максимально і вся втрата тиску падає на редукторі 4 (АРред) та лічильнику 3 (АРЛіч) (фіг 3) При середніх значеннях витрати частина втрат тиску падає на регуляторі 1 (APper), частина - на лічильнику 3 (АРліч), частина - на редукторі 4 (ДР ред )(фіг2) Джерела информацм 53539 1 Говдяк Р М , Дмитренко І І , ВІЛІНСЬКИЙ О І Сучасні засоби вимірювання для комерційного обліку витрати газу на газовимірювальних станціях "Нафтова і газова промисловість" - № 3, 1998 С 44-45 2 Комплекси виміру витрат газу "Флоутек" Проспект ТОВ "Ун і тек" - Івано-Франківськ, 1998 р 3 Технічний опис і інструкція по експлуатації "Многониточный измерительный микропроцессорный комплекс "Суперфлоу-N", ЗН2 838 009 ТО, Москва, 1994 р 4 Каталог продукції 2000 р Exportromc GmbH (Німеччина), 2000 р ФіГІ Фіг. 2 Фіг. З ЛЁчнаывй? Редуктор Фи-. 4 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Information-measuring system for metering gas flow rate

Автори англійською

Petryshyn Ihor Stepanovych, Bestelesnyi Andrii Hryhorovych

Назва патенту російською

Информационно-измерительная система для учета расхода газа

Автори російською

Петришин Игорь Степанович, Бестелесный Андрей Григорьевич

МПК / Мітки

МПК: G01F 13/00, G01F 3/00, G01F 22/00

Мітки: газу, інформаційно-вимірювальна, витрат, обліку, система

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-53539-informacijjno-vimiryuvalna-sistema-obliku-vitrat-gazu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Інформаційно-вимірювальна система обліку витрат газу</a>

Подібні патенти