Повышение точности информационно-измерительных систем измерения расхода и количества газа

• Автор: Даев, Жанат Ариккулович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 169 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 Основные направления повышения точности измерения расхода
1.1 Требования, предъявляемые к современным средствам и системам измерения расхода газа
1.2 Причины погрешностей систем и средств измерения расхода со стандартными диафрагмами
1.3 Влияние шероховатости трубопровода на коэффициент истечения диафрагм
1.4 Влияние притупления входной кромки диафрагмы на ее коэффициент истечения
1.6 Влияние коэффициента расширения на результат измерения расхода
1.6 Применение других первичных преобразователей расхода
1.7 Сравнительный анализ систем и средств измерения расхода газа
Результаты и выводы к главе
Г ЛАВА 2 Разработка информационно-измерительных систем измерения расхода и количества газа, которые исключают влияние коэффициента истечения сужающих устройств процесс измерения расхода
2.1 Применение тестовых методов повышения точности для задач измерения расхода газа
2.2 Информационно-измерительная система измерения расхода газа повышенной точности
2.3 Применение методов теории инвариантности измерительных устройств для задач измерения расхода газа
2.4 Информационно-измерительная система измерения расхода, основанная на принципе многоканальности
2.5 Особенности инвариантной информационно-измерительной

системы измерения газа, построенной по принципу многоканальности .
2.6 Требования к измерительным трубопроводам инвариантных
информационно-измерительных систем измерения расхода газа
Результаты и выводы к главе
Г ЛАВА 3 Первичные преобразователи инвариантных информационноизмерительных систем измерения расхода газа
3.1 Причины, которые влияют на процесс притупления входной кромки диафрагмы
3.2 Методика разработки износоустойчивой диафрагмы для информационно-измерительных систем измерения расхода газа
3.3 Внезапное расширение русла (трубы) в качестве первичного преобразователя расхода газа
3.4 Диффузоры в качестве первичных преобразователей расхода газа
3.5 Вывод коэффициентов расширения для расширяющих устройств
3.6 Погрешности измерения расхода для систем измерения расхода газа
с расширяющими устройствами
Результаты и выводы к главе
Г ЛАВА 4 Экспериментальные исследования инвариантной информационно-измерительной системы измерения расхода и
количества газа
4.1 Испытание инвариантной информационно-измерительной системы
измерения расхода и количества газа
Результаты и выводы к главе
Основные результаты и выводы по работе
Список использованной литературы
Приложение А
Приложение Б
ВВЕДЕНИЕ

Расходомеры и счетчики количества веществ, применяемые для учета веществ и контроля технологических процессов, являются средствами измерений, которые относятся к группе ресурсосберегающих [29].
Невозможно представить ни одну отрасль промышленности, в которой не было бы контроля расхода, в которой обходились бы без расходомеров. Без расходомеров нельзя обеспечить управление и оптимизацию технологических режимов в энергетике, металлургии, нефтяной, газовой, целлюлозно-бумажной, пищевой и во многих других отраслях промышленности. Без этих приборов невозможны и автоматизация производства, и достижение максимальной ее эффективности [41].
В [40, 41, 42, 43, 58] представлена полная классификация средств измерения расхода жидкостей и газов.
В газовой промышленности измерение расхода сводится к задаче так называемого учета газа. Целью данной задачи является определение объемов природного газа, проходящего через участников системы газораспределения для проведения взаимных расчетов.
Главными вопросами учета природного газа являются достоверность учета и обеспечение совпадения результатов измерений на узлах учета поставщика и потребителей: приведенный к стандартным условиям объем газа, отпущенный поставщиком, должен быть равен сумме приведенных к стандартным условиям объемов газа, полученных всеми потребителями. Последняя задача называется сведением балансов в пределах устойчивой структуры газораспределения.
Различают следующие виды контроля и учета [14]:
1. Коммерческий контроль и учет, являющийся наиболее ответственным видом учета. Производится по правилам и документам, имеющим статус юридических норм, регулирующих взаимоотношения между поставщиком и покупателем.

Последний фактор заставляет разработчиков снабжать конструкцию дополнительными датчиками или отражателями, что делает расходомер более сложным, возрастает вероятность ошибки работы при выходе из строя датчиков системы. Тем не менее, у данного метода есть ряд достоинств:
• отсутствие перепада давлений, в качестве местного сопротивления расходомер классифицируется как шаровой кран;
• высокое быстродействие;
• отсутствие подвижных элементов.
Перечислим основные погрешности, которые возникают при использовании данного метода [8, 37]:
• погрешности, вызванные отклонением температуры и концентрации среды;
• несимметричность акустического канала;
• ревербационные, обусловленные наличием отражений ультразвуковых волн от поверхностей датчиков;
• гидродинамические, обусловленные отклонением профиля скоростей потока от расчетного.
Применение тахометрических расходомеров, в отличие от расходомеров с сужающими устройствами и ультразвуковых, ограничено диапазоном диаметров, т.к. при увеличении условного прохода растет погрешность измерения расхода. Документы [17] и [18] накладывают ограничение на применение расходомеров с сужающими устройствами для диаметров выше 1000 мм, и единственным оптимальным методом измерения расхода на больших диаметрах является ультразвуковой метод измерения расхода, т.к. существует ряд фирм изготавливающих ультразвуковые расходомеры для труб большого диаметра, до 13 м. Применение накладных чувствительных элементов делает данный метод очень удобным с точки зрения монтажа и эксплуатации.
С другой стороны, проблема искажения профиля потока не является непреодолимой для ультразвуковых расходомеров. В работе [32] описываются методы выравнивания потока путем хордовых измерений и моделирования