Статья 8320

Название статьи

К ВОПРОСУ О ПОВЫШЕНИИ ТОЧНОСТИ ЭХОЛОКАЦИОННЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ
УРОВНЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СРЕД В РЕЗЕРВУАРАХ 

Авторы

Ашанин Василий Николаевич, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой электроэнергетики   и электротехники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), eltech@pnzgu.ru
Мельников Анатолий Аркадьевич, ведущий инженер, кафедра электроэнергетики и электротехники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), eltech@pnzgu.ru
Исаев Сергей Геннадьевич, кандидат технических наук, доцент, кафедра электроэнергетики и электротехники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), eltech@pnzgu.ru
Цуриков Сергей Александрович, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), eltech@pnzgu.ru 

Индекс УДК

621.3.082.73 

DOI

10.21685/2072-3059-2020-3-8

Аннотация

Актуальность и цели. При коммерческом учете задача точного измерения уровня жидких и сыпучих материалов, хранимых и перевозимых в резервуарах, является весьма актуальной. Целью работы является анализ способов уменьшения влияния параметров среды распространения ультразвука на точность измерения эхолокационных уровнемеров и разработка рекомендаций по совершенствованию предложенного способа и устройства измерения уровня.
Материалы и методы. Экспериментальные и теоретические исследования ранее предложенного авторами способа и микропроцессорного устройства измерения уровня разделения сред в резервуарах показали наличие методической погрешности, определяемой радиальным распространением ультразвуковой волны в газовой среде при отражении от границ разделения сред и элементов конструкции резервуара. Анализ пути распространения отраженной и переотраженной ультразвуковых волн в резервуаре заданной конструкции показал наличие методической погрешности, которая может быть исключена введением поправки в цифровой форме в результат измерения.
Результаты. Рассмотрены известные методы повышения точности ультразвуковых измерителей уровня. Предложена микропроцессорная реализация уровнемера, отличающаяся независимостью скорости распространения ультразвуковой волны от параметров газовой среды резервуара, что обеспечивает высокие метрологические характеристики при относительно простой аппаратной реализации. Это позволяет использовать разработанный уровнемер при коммерческом учете различных жидких и сыпучих материалов в резервуарах.
Выводы. Введение поправки в цифровой форме в результат измерения, учитывающей конструктивные параметры резервуара и радиальное распространение ультразвуковой волны при отражении от поверхностей контролируемого вещества и элементов конструкции резервуара, обеспечивает высокие метрологические и эксплуатационные характеристики разработанного микропроцессорного уровнемера. 

Ключевые слова

уровень разделения сред, газовая среда, скорость распространения ультразвука, методическая погрешность измерения, алгоритм преобразования, микропроцессор, коррекция результата измерения.

 

 Скачать статью в формате PDF

Список литературы

1. Мельников, А. А. Ультразвуковые преобразователи в средствах измерения / А. А. Мельников, А. А. Мельников. – Москва : Спутник+, 2010. – 154 с.
2. Воробьев, В. А. Теория ультразвуковых колебаний как основа построения и применения технических средств получения информации : учеб. пособие / В. А. Воробьев. – Санкт-Петербург : СПбГУАП, 2002. – 54 с.
3. Хамидуллин, В. К. Ультразвуковые контрольно-измерительные устройства и системы / В. К. Хамидуллин. – Ленинград : Изд.-во Ленинградского университета, 1989. – 249 с.
4. Кэй, Дж. Таблицы физических и химических постоянных : пер. с англ. / Дж. Кей, Т. Лэби. – Москва : Физматгиз, 1962. – 248 с.
5. Бабинцев, В. А. Влияние влажности на скорость звука в воздухе / В. А. Бабинцев, Е. А. Виноградов, К. Ф. Шипилов // Исследовано в России. – 2003. – URL: http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/215.pdf- с. 2509-25136.
6. Клюев, М. С. О погрешностях акустического измерения уровня жидкости и методах их снижения / М. С. Клюев, С. П. Клюев, В. В. Краснобородько // Акустический журнал. – 1999. – Т. 45, № 6. – С. 825–831.
7. Калинов, Г. А. О точности измерения уровня жидкости в резервуарах акустическим эхо-методом // Г. А. Калинов, А. И. Кондратьев, О. А. Никитин, В. И. Римлянд // Акустический журнал. – 2001. – Т. 47, № 4. – С. 564–566.
8. Громов, А. Н. Метод измерения уровня, учитывающий физические свойства среды на пути распространения акустического сигнала / А. Н. Громов // Сборник трудов XI сессии Российского Акустического Общества. – 2001. – Т. 2. – С. 262– 265.
9. Громов, А. Н. Моделирование процесса измерения уровня жидкости акустическим методом, учитывающим факторы среды / А. Н. Громов // Техническая акустика. –2007. – URL: http://www.ejta.org 2007,10.
10. Гусельников, В. К. О применении тестовых методов для повышения точности ультразвуковых уровнемеров / В. К. Гусельников, Е. А. Борисенко. – Харьков : Метрология, 2012. – С. 531–534.
11. Гу сельников, В. К. К вопросу о применении тестовых методов при измерении уровня ультразвуковым способом / В. К. Гусельников, Е. А. Борисенко // Вестник Национального технического университета «ХПИ» : сб. науч. тр. Темат. вып.: Автоматика и приборостроение. – Харьков : НТУ «ХПИ», 2011. – № 11. – С. 22–26.
12. Гу сельников, В. К. Способы компенсации погрешностей ультразвуковых уровнемеров / В. К. Гусельников, Е. А. Борисенко // Український метрологічний журнал. – 2011. – № 4. – С. 31–35.
13. Патент №2364841 Российская Федерация. Способ измерения уровня жидкости / Ашанин В. Н., Мельников А. А., Кисилев А. Н., Пивоваров П. В., Соколов В. А. ; 20.08.2009, БИ № 23.
14. Ашанин, В. Н. Прецизионный ультразвуковой измеритель уровня разделения сред в резервуарах / В. Н. Ашанин, А. А. Мельников // Датчики и системы. – 2014. – № 7 (182). – С. 39–42. 

 

Дата создания: 08.09.2020 11:26
Дата обновления: 03.12.2020 12:50