Спосіб визначення швидкості потоку та витрати рідких і газоподібних продуктів

Спосіб визначення швидкості потоку та витрати рідких і газоподібних продуктів, що включає випромінювання акустичних сигналів вздовж потоку і проти потоку під різними кутами до осі потоку і визначення різниці часу проходження цими сигналами базової відстані, який відрізняється тим, що додатково вимірюють шумову складову акустично 3 88702 4 де хn - початкова послідовність даних; Найбільш близьким до винаходу по сукупності і - уявна одиниця; суттєвих ознак є спосіб вимірювання витрати рідиN - кількість значень в послідовності. ни [4], вибраний як прототип. Він полягає в тому, Сутність винаходу пояснюється за допомогою що рідину, що протікає в клиновидному каналі, що нижчеприведених результатів, які були отримані рівномірно звужується, опромінюють ультразвукозаявником при реалізації винаходу. На ілюстраціях вими імпульсами по потоку і проти потоку під різзображено: Фіг. 1 - зразок запису на ПЕВМ свідними кутами до осі потоку, причому несиметрично чень вимірника швидкості течії при різній швидкощодо осі потоку. Визначають значення різниці часті потоку; Фіг. 2 - приклад спектру амплітуд для сів проходження цими імпульсами базової відсташвидкості потоку V = 8,01см/с; Фіг. 3 - дисперсія ні. Обчислюють витрату рідини по отриманій сукупності часів проходження імпульсів по потоку і спектру амплітуд акустичного сигналу залежно від проти потоку в обох вимірювальних каналах з урашвидкості потоку. хуванням геометричних характеристик клиновидСпосіб був здійснений таким чином. За допоного каналу, а також кутів нахилу і довжини вимімогою вимірника швидкості течії ІСТ-1 [4], встанорювальної бази. вленого на атестованому гидролотку (м.Київ, ГідСхожими суттєвими ознаками прототипу і зарометеослужба України), було проведено 19 явленого винаходу є випромінювання ультразвувимірювань. Кожне вимірювання складалося з кових сигналів по потоку і проти потоку під різними 3200 дискретних значень. кутами до осі потоку і визначення різниці часів Швидкість потоку на цьому зразковому гидропроходження цими сигналами базової відстані. лотку задавалася в діапазоні 0,01-4,3м/с, одночасно вівся запис свідчень вимірника ІСТ-1 на ПЕВМ з Недоліком прототипу є те, що він, як і інші частотою 50Гц. На Фіг. 1. виразно видно збільшенаналоги, не забезпечує необхідної точності виміня шумової складової зміряного сигналу при збірювання унаслідок впливу на результат вимірювання тимчасової затримки сигналів в передавальшенні швидкості потоку. льних і приймальних трактах, а також із-за Для кожної вибірки, з використанням дискретмінливості від зовнішніх дій довжини вимірювального перетворення Фур’є, були розраховані спектної бази. ри по формулі (3). На Фіг. 2 видно, що окрім шумоУ основу винаходу поставлено завдання ствової складової на спектрі присутні амплітудні рення способу вимірювання і контролю параметрів сплески сигналу, викликані впливом конструкції (швидкості і витрати) потоку продукту (рідини або гидролотка. газу), в якому за рахунок використання залежності Далі, не фільтруючи амплітудні сплески, визначалася дисперсія спектру для 19 вибірок і була дисперсії спектру амплітуд шумової складової акупобудована залежність дисперсії шумового спектстичного сигналу від швидкості потоку досягається ру від величини швидкості потоку. На Фіг. 3 видно, технічний результат винаходу - підвищення точнощо крива залежності має вид гладкої кривої. Апрості вимірювання і контролю параметрів потоку при ксимуючи цю криву поліномом другого ступеня, спрощенні способу. було отримано середнє квадратичне відхилення Поставлене завдання вирішується тим, що в кривих, рівне 0,3. способі визначення швидкості потоку і витрати Використовуючи залежності швидкості течії від рідких і газоподібних продуктів, що включає збушумової акустичної складової сигналу, можна внодження пружних хвиль у формі імпульсу по потоку і проти потоку під різними кутами до осі потоку, сити поправку у вимірювальний канал швидкості вимірювання часів проходження імпульсами базовід зміни тимчасової затримки сигналів в передавої відстані від випромінювача до приймача в двох вальних і приймальних трактах, включаючи затринапрямах: уподовж і проти потоку, обчислення мки в акустичних перетворювачах, які залежать від величини швидкості і витрати по різниці часів протемператури, тиску і тимчасової мінливості, дрейходження цими імпульсами базової відстані, новим фу постійної складової при нульовому вхідному є те, що додатково вимірюють шумову складову сигналі. акустичного сигналу, з якої виділяють величину Досягнутий технічний результат винаходу осодисперсії спектру цієї складової, а швидкість потобливо виявляється в тому, що швидкість потоку ку К визначають по виразу можна визначити, використовуючи акустичні шуми, отримавши в результаті обробки сигналу величину (1) V = а0+а1σ+ а2⋅σ2, дисперсії спектру цих шумів. Це відкриває нові де а0, а1, а2 - коефіцієнти полінома, отримані можливості для використання акустичних шумів у при градуюванні; вимірювальних приладах. σ - дисперсія спектру шумової складової, яку Джерела інформації: визначають по виразу 1. Філатов В.І., Кремлівській П.П. Ультразвукоk ві витратоміри. Методи і прилади для вимірювання ∑ ( X k − X) 2 (2) витрати і кількостей рідини, газу і пари. - Таллінн: σ= 0 , Машинобудування, 1972. – С.116-125. k −1 2. Біргер Г.І., Бражников Н.І. Ультразвукові виде Хк - спектр шумової складової; тратоміри. -М.: Металургія, 1964. - 382с. k = 0, ..., N -1, 3. Табін Д. Ультразвукової метод вимірювання при цьому Хk визначають по виразу швидкості потоку, заснований на оцінці різниці 2πi інтервалів часу розповсюдження звуку у різних N −1 − kn (3) напрямах// Контрольно-ізмеріт. Техніка. - 1989. Xk = ∑ xne N , №9. - С.12-16. n=0 5 88702 6 4. Авторське свідоцтво СРСР №1247659, кл. G швидкості течеї ІСТ-1. Системи контролю навко01 F 1/66, 1986 - прототип. лишнього середовища: Сб. науч. тр./ HAH України. 5. М.О. Греков, П.В. Райській, В.Ж. Мішуров, МГИ: - Севастополь. 2005. – С.35-40. А.С. Бондаренко. Переносний акустичний вимірник 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 88702 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601