Автоматизированные системы контроля параметров жидкости в наблюдательных скважинах и резервуарах

• Автор: Калинов, Геннадий Алексеевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Список принятых сокращений:

ГГД - гидрогеодеформационное поле,

УВХ - устройство выборки и хранения,

УЗ - ультразвук,

УЗК - ультразвуковые колебания,

ЭДС - электродвижущая сила,

АЦП - аналого-цифровой преобразователь,

ПБП - измерительный блок преобразования,

СИУ-система измерения уровня,

АРУ - автоматическая регулировка усиления, с.к.о. - среднеквадратическое отклонение,
БСИ - блок сбора информации,
SPI - Serial Peripheral Interface,
TWI - Two Wire Interface,
UART - Universal Asynchronous serial Receiver and Transmitter, ВСЕГИНГЕО - Всероссийский научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии.
СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СИСТЕМЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ГИДРОГЕОЛОГИИ
1.1. Системы и способы измерения уровня жидкости для промышленного контроля в резервуарах
1.2. Системы измерения параметров подземных вод в наблюдательных скважинах для мониторинга состояния напряженности горного давления
Глава 2. ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В НАБЛЮДАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ И РЕЗЕРВУАРАХ ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ
2.1. Ультразвуковой способ измерения уровня жидкости
2.1.1. Схема поплавкового акустического излучателя
2 Л.2. Измерение времени прихода акустического импульса в
ультразвуковом поплавковом уровнемере
2.1.3. Схема приема и измерения времени прихода акустического импульса
2.2. Устройство и способ измерения уровня жидкости с встроенной автоматической калибровкой
Глава 3. Анализ факторов влияющих на точность и достоверность измерения уровня жидкости
3.1. Влияние дисперсионных искажений акустического сигнала
3.2. Измерение уровня жидкости ультразвуковым способом в условиях изменяющейся температуры акустического волновода
3.3. Уменьшение влияния шумов при фазовом способе определения момента прихода акустического импульса
3.4. Обеспечение достоверности измерения уровня в наблюдательных скважинах и резервуарах
Глава 4. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ПАРАМЕТРОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИЗМЕРЕНИЯ

УРОВНЯ В РЕЗЕРВУАРАХ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОТОЧНОГО
УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОПЛАВКОВОГО УРОВНЕМЕРА
4Л. Архитектура автоматизированной системы сбора гидрологических параметров
4.2. Автономные системы мониторинга подземных вод типа «Кедр-А2» и «Кедр-ДМ, С»
4.2.1. Структурная и функциональная схемы автономного комплекса измерения гидрологической информации
4.2.2. Система приема и передачи информации средствами сотовой и спутниковой связи
4.3. Особенности измерения дополнительных параметров измерительным комплексом для мониторинга подземных вод
4.4. Технические характеристики и применение измерительных комплексов типа «Кедр» в составе системы мониторинга подземных вод.

4.5. Автоматизированная система измерения уровня жидкости в резервуарах на основе поплавкового ультразвукового метода измерения
4.6. Программное обеспечение автоматизированной системы СИУ-1... 114 Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫСОКОТОЧНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО УРОВНЕМЕРА
5.1. Разработка стендового оборудования для проведения метрологических исследований
5.2. Выбор и обоснование методики калибровки датчика уровня
5.3. Влияния плотности жидкости (воды) на точность измерения уровня поплавковым способом
5.4. Влияние геометрической неоднородности акустического волновода на точность измерения уровня жидкости
5.5. Оценка влияния температуры на точность измерения уровня
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

вырабатывает определенной амплитуды и длительности электрический импульс для возбуждения пьезокерамики. Сформированный УЗ импульс через протектор и тонкий слой контролируемой жидкости передается в металлический волновод 5, в котором возбуждается продольная акустическая волна. На верхнем конце металлического волновода устанавливается приемник УЗК - 3.
1 - микропроцессор, 2 - понижающий трансформатор, 3 - приемник УЗК, 4 - схема формирования момента прихода акустического импульса, 5 - металлический волновод,
6 - провод вторичной обмотки,
7 - поплавок, 8 - электронная схема 7 формирования акустического импульса, 9 - акустический излучатель поплавка. 10 - дополнительный акустический излучатель.
Рис. 2.1. Упрощенная схема ультразвукового уровнемера с автоматической калибровкой.
Уровень жидкости рассчитывается исходя из времени распространения ультразвукового сигнала от излучателя до приемника УЗК по формуле
Аи - Аач ~ Ьсг А г,-К Ат2-У0,
(2.1)
где 1Сг - длина металлического волновода, Ьцзм - измеренное расстояние от акустического излучателя до приемника УЗК, д/г/ - время распространения УЗК от излучателя до поверхности воды, Лт2 - время распространения УЗК от поверхности воды до УЗК приемника, У0 - средняя скорость распространения первого пересечения сигнала УЗК через нулевое значение в волноводе.
Величина Ат] определяет постоянную составляющую, которая включает в себя кроме времени распространения УЗК еще и время обработки акустического сигнала.