Тенденции совершенствования современных ультразвуковых расходомеров

  • Владимир [Vladimir] Дмитриевич [D.] Глушнев [Glushnev]
  • Михаил [Mikhail] Михайлович [M.] Панов [Panov]
Ключевые слова: ультразвуковой метод измерения расхода, ультразвуковой сигнал, коэффициент гидродинамической поправки, расход жидкости, разрешающая способность точность измерений, пьезоэлектрический преобразователь

Аннотация

Для измерения расхода жидкости и других веществ, протекающих в трубопроводах, используют специализированные измерительные приборы — расходомеры. Ввиду большого числа разных по содержанию требований, предъявляемых к расходомерам, были разработаны и реализованы разнообразные методы измерения расхода, применяющиеся в зависимости от физико-химических свойств вещества, протекающего по трубе, требований к метрологическим характеристикам, простоты конструкции самого измерительного устройства и его обслуживании. Ультразвуковой метод измерения — один из перспективных и быстроразвивающихся методов измерения расхода жидкостей. Ему присущи высокая надежность и точность, измерение расхода непроводящих жидкостей, а также возможность измерений без нарушения целостности стенок трубопровода. Наряду с этим, они обладает специфичными особенностями и проблемами, с которыми неизбежно сталкиваются все разработчики ультразвуковых расходомеров (УЗР). Проанализированы основные составляющие погрешности ультразвуковых расходомеров (гидродинамическая погрешность, погрешность измерения интервалов времени и разности времен распространения и др.), рассмотрены методы повышения их точности, используемые в современных УЗР, а также пути дальнейшего совершенствования. Основная целью данной работы — обзор текущего уровня развития и возможностей совершенствования данного метода, знакомство с крупными фирмами-производителями ультразвуковых расходомеров, их выпускаемыми приборами, применяемыми конструктивными и схемотехническими решениями. Статья актуальна для тех, кто нуждается в оценке возможностей ультразвуковых расходомеров, перспективах их применения, стремится разработать высокоточный ультразвуковой расходомер, обладающий улучшенными метрологическими характеристиками.

Сведения об авторах

Владимир [Vladimir] Дмитриевич [D.] Глушнев [Glushnev]

Учёная степень:

кандидат технических наук

Место работы

кафедра Информационно-измерительной техники НИУ «МЭИ»

Должность

доцент

Михаил [Mikhail] Михайлович [M.] Панов [Panov]

Место работы

кафедра Информационно-измерительной техники НИУ «МЭИ»; АО «Российские космические системы»

Должность

аспирант; инженер-исследователь 3 категории

Литература

1. Биргер Г.И. Бражников Н.И. Ультразвуковые расходомеры. М.: Металлургия, 1964.

2. Thompson E.J. Mid-radius Ultrasonic Flow Measurement // Proc. Intern. Flow Meas. Conf., 1978. Pp. 153—161.

3. Антонов Н.Н., Дмитриев Е.В., Решетников В.А. Многоканальный частотно-временной ультразвуковой расходомер // Измерительная техника. 1976. № 10. С. 45—46.

4. ПМГ 96—2009. Результаты и характеристики качества измерений.

5. Лобачев П.В., Мясников В.И. Снижение гидродинамической погрешности ультразвуковых расходомеров // Измерительная техника. 1981. № 11. С. 38—39.

6. Банк данных All-Pribors. Преобразователи расхода жидкости ультразвуковые [Электрон. ресурс] DFX-MM http://www.all-pribors.ru/opisanie/57471-14- dfx-mm-dfx-lv-61420 (дата обращения 05.04.2017).

7. ACAM-messelectronic gmbh. TDC-GP22. Универсальный двухканальный времяцифровой преобразователь специально для ультразвуковых счетчиков расхода воды. [Офиц. сайт] http://acame.ru/pdf/DB_GP22_ru.pdf (дата обращения 12.05.2017).

8. Texas Instruments. MSP430FR6047. Ultrasonic Sensing MSP430™ Microcontrollers for WaterMetering Applications [Офиц. сайт] https://www.ti.com/product/ MSP430FR6047 (дата обращения 11.03.2017).

9. Texas Instruments. Digital Signal Processors TMS320F2809. Data Manual. [Офиц. сайт] https://www.ti.com/lit/ds/sprs230n/sprs230n.pdf (дата обращения 11.03.2017).

10. Gerasimov S., Glushnev V., Panov M. Trends in the Development of an Ultrasonic Method for the Liquid Flow Measuring // Proc. IEEE 2nd Intern. Conf. Appl. Information Techn. Renewable Energy Processes and Systems. Amman, 2017.
---
Для цитирования: Глушнев В.Д., Панов М.М. Тенденции совершенствования современных ультразвуковых расходомеров // Вестник МЭИ. 2018. № 3. С. 94—100. DOI: 10.24160/1993-6982-2018-3-94-100.
#
1. Birger G.I. Brazhnikov N.I. Ul'trazvukovye Raskhodomery. M.: Metallurgiya, 1964. (in Russian).

2. Thompson E.J. Mid-radius Ultrasonic Flow Measu rement. Proc. Intern. Flow Meas. Conf., 1978:153—161.

3. Antonov N.N., Dmitriev E.V., Reshetnikov V.A. Mnogokanal'nyy Chastotno-vremennoy Ul'trazvukovoy Raskhodomer. Izmeritel'naya Tekhnika. 1976;10:45—46. (in Russian).

4. PMG 96—2009. Rezul'taty i Kharakteristiki Kachestvа Izmereniy. (in Russian).

5. Lobachev P.V., Myasnikov V.I. Snizhenie Gidro- dinamicheskoy Pogreshnosti Ul'trazvukovykh Raskhodo- merov. Izmeritel'naya Tekhnika. 1981;11:38—39. (in Russian).

6. Bank dannykh All-Pribors. Preobrazovateli Raskhoda Zhidkosti Ul'trazvukovye [Elektron. Resurs] DFX-MM http://www.all-pribors.ru/opisanie/57471-14- dfx-mm-dfx-lv-61420 (Data Obrashcheniya 05.04.2017). (in Russian).

7. ACAM-messelectronic gmbh. TDC-GP22. Universal'nyy Dvukhkanal'nyy Vremyatsifrovoy Preobrazovatel' Spetsial'no dlya Ul'trazvukovykh Schetchikov Raskhoda Vody. [Ofits. Sayt] http://acame.ru/pdf/ DB_GP22_ru.pdf (Data Obrashcheniya 12.05.2017). (in Russian).

8. Texas Instruments. MSP430FR6047. Ultrasonic Sensing MSP430™ Microcontrollers for WaterMetering Applications [Ofits. Sayt] https://www.ti.com/product/ MSP430FR6047 (Data Obrashcheniya 11.03.2017).

9. Texas Instruments. Digital Signal Processors TMS320F2809. Data Manual. [Ofits. Sayt] https://www. ti.com/lit/ds/sprs230n/sprs230n.pdf (Data Obrashcheniya 11.03.2017).

10. Gerasimov S., Glushnev V., Panov M. Trends in the Development of an Ultrasonic Method for the Liquid Flow Measuring. Proc. IEEE 2nd Intern. Conf. Appl. Information Techn. Renewable Energy Processes and Systems. Amman, 2017.
---
For citation: Glushnev V.D., Panov М.М. Trends in Improvement of Modern Ultrasonic Flowmeters. MPEI Vestnik. 2018;3:94—100. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2018-3-94-100.
Опубликован
2018-06-01
Раздел
Информатика, вычислительная техника и управление (05.13.00)