Повышение точности измерения вихреакустических расходомеров

Внедрение: 2020 г.

Цель диссертационной работы [1] – разработать алгоритмы обработки информации для повышения точности измерения вихреакустических расходомеров (ВР) при измерении малых расходов жидкости в широком диапазоне температур измеряемой среды в автоматизированных системах управления технологическими процессами. В экспериментальном исследовании разработанных алгоритмов и метода был использован модуль E20‑10.

В ВР существует зависимость между частотой (скоростью) поступления информации о частоте вихреобразования и расходом жидкости (скоростью течения). Эта зависимость положена в основу функциональной схемы вихреакустического расходомера (рисунок 1). 

Рисунок 1. Функциональная схема вихреакустического расходомера.
 
На рисунке 2 приведены временные диаграммы сигналов в соответствующих точках функциональной схемы.

Рисунок 2. Временная диаграмма работы вихреакустического расходомера.

Для диагностирования устойчивости работы расходомеров во время проведения тестов, а также для получения информации о мгновенных частотах, в ходе испытаний использовалась схема, приведенная на рисунке 3. Численные значения мгновенных частот испытуемого расходомера и расходов с эталонных расходомеров были получены при помощи протокола Modbus и сохранялись в ПК. Модуль ввода-вывода использовался для визуального контроля сигнала.

Рисунок 3. Схема соединений для регистрации информации о мгновенных частотах при проведении эксперимента.

Полученные данные о мгновенных частотах вихреобразования и мгновенных расходах были подвергнуты проверке на отклонение распределения вероятностей от нормального закона распределения с помощью критерия Эппса-Палли. Было показано, что распределения мгновенных частот и мгновенных расходов не противоречат нормальному распределению вероятностей при уровне значимости 0,05. С помощью критерия обнаружения промахов (МИ 2091‑90) было установлено, что в выборках мгновенных частот количество промахов не превышает 0,5 %.

Один из основных выводов диссертационной работы состоит в следующем: было экспериментально подтверждено, что предлагаемые модели функции преобразования и алгоритм обработки информации о частоте вихреобразования позволяют повысить точность измерения в области малых расходов вихреакустических расходомеров в широком диапазоне температур измеряемой среды (воды) при установившемся и изменяющемся режимах расхода.

Источник:
Дружков А.М. Алгоритмы обработки информации для повышения точности измерения вихреакустических расходомеров в составе АСУ ТП: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. – Челябинск. – 2020. – 24 с.

Разработчик: Дружков А.М. (ФГАОУ ВО Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)