Область техники
Изобретение относится к области измерения параметров потока текучей среды такой как нефть, газ, вода или их комбинации, протекающей по магистральному трубопроводу, в частности изобретения предназначено для поверки и калибровки ультразвукового расходомера, установленного на магистральном трубопроводе
Уровень техники
Магистральным газопроводом называется трубопровод, предназначенный для транспорта газа из района добычи или производства в район его потребления или трубопровод, соединяющий отдельные газовые месторождения.
Одной из задач при транспортировке газа является измерение скорости и расхода текучих сред, проходящих через магистральный трубопровод, а также непрерывный контроль точности измеряемых характеристик ультразвукового расходомера, установленного на магистральном трубопроводе.
Как правило, контроль расхода газа в магистральных газопроводах большого диаметра (1200-1400 мм) производится в многониточном узле учета, в котором магистральный газопровод большого диаметра разветвляется на несколько измерительных трубопроводов, перпендикулярное сечение каждого из измерительных трубопроводов меньше сечения магистрального газопровода, и на каждом из которых имеется рабочий расходомер. При использовании многониточных пунктов учета газа погрешность измерения суммарного расхода и объема газа, проходящего через многониточный пункт учета, существенно уменьшается по сравнению с погрешностью однониточного пункта. При увеличении числа измерительных трубопроводов многониточного пункта учета газа результирующая погрешность измерения расхода и объема газа уменьшается примерно пропорционально количества измерительных трубопроводов, но она не может стать меньше значения, равного систематической составляющей предельной погрешности измерения расхода и объема газа одного измерительного трубопровода данного пункта учета.
Из уровня техники известно устройство RU173704. Предметом этого решения является способ поверки расходомера, встроенного в магистральный газопровод, заключающийся в том, что эталонный расходомер устанавливают на время проведения поверки вместо извлекаемой проходной втулки, которой снабжен байпасный трубопровод, предназначенный для обхода компрессорной станции магистрального газопровода, пропускают газовый поток последовательно через поверяемый и эталонный расходомеры и сличают их показания.
Недостатком этого решения является отсутствие возможности поверки и калибровки расходомера в течение всего периода эксплуатации, т.к. корпус устройства вварен в газопровод и нет возможности его демонтажа для поверки (калибровки), а дополнительных каналов для поверки/калибровки у устройства нет.
Из уровня техники также известно решение RU2639601, предметом которого является способ поверки расходомера, встроенного в магистральный газопровод, заключающийся в том, что эталонный расходомер устанавливают на время проведения поверки вместо извлекаемой проходной втулки, которой снабжен байпасный трубопровод, предназначенный для обхода компрессорной станции магистрального газопровода, пропускают газовый поток последовательно через поверяемый и эталонный расходомеры и сличают их показания.
Из уровня техники известно решение RU2780983 в котором газоизмерительная станция содержит измерительную линию с первым корпусным ультразвуковым преобразователем расхода большого диаметра и систему анализа физико-химических свойств газа, при этом первый корпусный ультразвуковой преобразователь расхода содержит ультразвуковые датчики, установленные на первом измерительном трубопроводе. Причем, измерительная линия содержит второй корпусный ультразвуковой преобразователь расхода большого диаметра с ультразвуковыми датчиками, установленными на первом измерительном трубопроводе, при этом второй корпусный ультразвуковой преобразователь расхода соединен последовательно с первым корпусным ультразвуковым преобразователем расхода, причем первый и второй корпусные ультразвуковые преобразователи расхода образуют сдвоенный ультразвуковой преобразователь расхода газа большого диаметра с основным и дублирующим каналами измерения расхода; при этом основой канал измерения расхода включает в себя первый датчик давления и первый датчик температуры, при этом дублирующий канал измерения расхода включает в себя второй датчик давления и второй датчик температуры, при этом первый датчик давления основного канала измерения расхода выполнен с возможностью измерения давления в месте установки первого корпусного ультразвукового преобразователя расхода, причем второй датчик давления выполнен с возможностью измерения давления в месте установки второго корпусного ультразвукового преобразователя расхода, при этом первый и второй датчики температуры расположены после второго корпусного ультразвукового преобразователя расхода по ходу течения газа; при этом с измерительной линией через технологический арматурный блок соединен эталонный узел поверки, содержащий третий корпусный ультразвуковой преобразователь расхода меньшего диаметра с ультразвуковыми датчиками, установленными на втором измерительном трубопроводе, при этом с третьим корпусным ультразвуковым преобразователем расхода соединены основной датчик давления и дублирующий датчик давления, расположенные последовательно и выполненные с возможностью измерения давления в месте установки третьего корпусного ультразвукового преобразователя расхода.
Однако в вышеуказанных решениях поверка осуществляется с помощью эталонного ультразвукового расходомера, расположенного на байпасном газопроводе. Для поверки устройства с помощью арматурного кранового блока производится последовательное включение основного и поверяемого (поверяемых) расходомера(-ов).
Известные из уровня техники решения имеют недостатки, вызванные наличием дорогостоящей трубопроводной обвязки в виде нескольких измерительных трубопроводов, байпасной линии и запорно-регулирующей арматуры, которая осуществляет перенаправление потока на время поверки. Также для них отсутствует прослеживаемость в Государственной системе единства измерения, поскольку для поверки одного ультразвукового расходомера другим, эталонным расходомером, эталонный расходомера должен быть поверен с точностью как минимум в 2 раза выше, чем поверяемый расходомера, причем в тех же условиях эксплуатации (при том же давлении и составе среды). Более того, поверка эталонного расходомера в реальных условиях эксплуатации на территории Российской Федерации невозможна ввиду отсутствия первичного эталона расхода газа высокого давления. Кроме того, эталонный расходомер имеет ограниченный метрологически подтверждаемый диапазон измерения, т.к. диаметр эталонной линии меньше диаметра поверяемого расходомера.
С целью преодоления вышеуказанных недостатков предложен настоящий лазерно-ультразвуковой расходомер газа.
Сущность изобретения
В соответствии с настоящим описанием предложен лазерно-ультразвуковой расходомер с автоматизированной поверкой и калибровкой, содержащий: блок ультразвукового преобразователя скорости потока, выполненный с возможностью связи по текучей среде с трубопроводом; и предназначенный для определения данных скорости потока текучей среды, проходящей через трубопровод с помощью ультразвуковых волн; блок лазерного преобразователя скорости потока, выполненный с возможностью связи по текучей среде с блоком ультразвукового преобразователя скорости потока; и предназначенный для определения данных скорости потока текучей среды, проходящей через трубопровод с помощью лазерного излучения; блок подачи частиц, выполненный с возможностью направления частиц в область измерения блока лазерного преобразователя скорости потока; блок обработки данных, выполненный с возможностью приема и обработки данных скорости потока текучей среды блока ультразвукового преобразователя и данных скорости потока текучей среды блока лазерного преобразователя, причем блок обработки данных дополнительно выполнен с возможностью сравнения данных скорости потока текучей среды блока ультразвукового преобразователя и данных скорости потока текучей среды блока лазерного преобразователя, и выдачи уведомления о результате поверки лазерно-ультразвукового расходомера на основе сравнения; при этом блок обработки данных дополнительно выполнен с возможностью калибровки блока ультразвукового преобразователя скорости потока на основе сравнения.
Также предложен лазерно-ультразвуковой способ измерения расхода потока текучей среды, проходящей через трубопровод, с автоматизированной поверкой и калибровкой, в котором: пропускают текучую среду через вышеуказанный лазерно-ультразвуковой расходомер, подают частицы в поток текучей среды; определяют данные скорости потока текучей среды, проходящей через трубопровод, с помощью блока ультразвукового преобразователя скорости потока, определяют данные скорости потока текучей среды, проходящей через трубопровод в области измерения с помощью блока лазерного преобразователя скорости потока; принимают и обрабатывают данные скорости потока текучей среды от блока ультразвукового преобразователя и данные скорости потока текучей среды от блока лазерного преобразователя с помощью блока обработки данных, сравнивают данные скорости потока текучей среды от блока ультразвукового преобразователя и данные скорости потока текучей среды от блока лазерного преобразователя, выдают уведомление о результате поверки лазерно-ультразвукового расходомера на основе сравнения; калибруют блок ультразвукового преобразователя скорости потока на основе сравнения.
Краткое описание фигур
Фиг. 1 - общий схематический вид заявленного лазерно-ультразвукового расходомера.
Фиг. 2 - схематический вид блока лазерного преобразователя скорости потока с возможностью управляемого перемещения.
Осуществление изобретения
На Фиг. 1 схематически представлен общий вид лазерно-ультразвукового расходомера (100) газа, устанавливаемого на магистральном трубопроводе (105) диаметром 1200-1400 мм. Лазерно-ультразвуковой расходомер (100) состоит из блока (101) ультразвукового преобразователя расхода, содержащего, по меньшей мере один ультразвуковой преобразователь (102), содержащий корпус (103), присоединяемый по текучей среде к магистральному трубопроводу (105), и имеющий установленную одну или более пар ультразвуковых преобразователей (104), предназначенных для формирования и приема ультразвуковых волн и для генерации электрических сигналов, характеризующих данные скорости потока текучей среды, проходящей внутри корпуса, в ответ на прием ультразвуковых волн, пересекающих поток текучей среды. В одном варианте осуществления блок (101) ультразвукового преобразователя расхода может состоять из двух ультразвуковых преобразователей (основного ультразвукового преобразователя (102) и дублирующего ультразвукового преобразователя (102')), такая конструкция позволит обеспечить возможность контроля изменения эпюры потока скорости в трубопроводе, посредством обеспечения возможности зондирования потока основным и дублирующим расходомером по отличающимся каналам измерения в проекции на сечение перпендикулярное общей оси основного ультразвукового преобразователя (102) расхода и дублирующего ультразвукового преобразователя (102') расхода.
Лазерно-ультразвуковой расходомер (100) также содержит блок (106) лазерного преобразователя скорости потока, содержащий корпус (107) блока лазерного преобразователя, присоединяемый по текучей среде к магистральному трубопроводу (105) и блоку (101) ультразвукового преобразователя расхода. Предпочтительно диаметр корпуса (103) блока (101) ультразвукового преобразователя расхода и диаметр корпуса (107) блока (106) лазерного преобразователя и диаметр магистрального трубопровода (105) имеют одинаковые значения. Также блок (106) лазерного преобразователя скорости потока содержит лазерный доплеровский анемометр (ЛДА) (108), установленный снаружи и перпендикулярно к корпусу (107). В качестве лазерного доплеровского анемометра (108) можно использовать анемометр электронно-оптический лазерный ЭОЛ-01 либо ЭОЛ-1М, выпускаемый НПО «ВЫМПЕЛ» и предназначенный для измерения скорости полидисперсных аэрозольных (двухфазных) потоков, состоящих из оптически рассеивающей среды (микрочастиц пыли, масла и др.) и газовой фазы. Лазерный доплеровский анемометр применяется для измерения скорости двухфазных газовых сред в газовой и теплоэлектрической промышленностях, а также при проведении исследовательских работ. Принцип действия ЛДА основан на выделении и последующем измерении доплеровского сдвига частоты, рассеянного движущимися в потоке газа аэрозольными оптическими неоднородностями (частицами пыли, компрессорного масла, ДЭГа и т.п.).
Во время работы блока (106) лазерного преобразователя скорости потока лазерный доплеровский анемометр (108) излучает два когерентных лазерных пучка (109), которые проходят через по меньшей мере одно оптически прозрачное окно (110) из кварцевого стекла внутрь корпуса (107). Оптически прозрачное окно (110) обеспечивает возможность выдерживать воздействие рабочих давлений до 20 МПа и возможность оперативного монтажа - демонтаж лазерного анемометра без изменения режима транспортировки газа. Оптически прозрачное окно (110), обеспечивает возможность пропускать когерентные лазерные лучи в поток и из потока текучей среды.
Два когерентных лазерных пучка (109) пересекаются в исследуемом потоке текучей среды, проходящей через корпус (107) блока лазерного преобразователя и образуют в зоне пересечения интерференционное поле или область (111) измерения. В одном варианте осуществления лазерный доплеровский анемометр (108) выполнен с возможностью перемещения области (111) измерения внутри потока текучей среды, например, область измерения (111) может быть перемещена ближе к стенке корпуса (107) блока лазерного преобразователя или дальше от стенки. В одном варианте осуществления область (111) измерения находится на расстоянии от стенки корпуса (107) блока лазерного преобразователя от 22,9% до 25,5% относительно радиуса корпуса (107) блока лазерного преобразователя. Такое расстояние является точкой средней скорости, т.е. точкой, в которой скорость равна средней по сечению скорости потока, вне зависимости от типа рабочей среды (газ, воздух), и давления. Измерение в этой точке позволяет проводить калибровку расходомера на воздухе при атмосферном давлении, а затем периодическую поверку на газе на высоком давлении, гарантируя, что в том и другом случае измеряемая скорость лазерным анемометром во всем диапазоне расходов соответствует средней скорости, определяемой ультразвуковым расходомером.
В одном варианте осуществления область (111) измерения блока лазерного преобразователя представляет собой область в центральной части потока текучей среды размером в длину от 1 мм до 10 мм.
На фиг. 2 представлена возможность перемещения лазерного анемометра (208) с целью перемещения области (211) измерения внутри потока текучей среды и реализована посредством установки лазерного анемометра (208) на раму (201) с винтовой передачей, закрепленной перпендикулярно корпусу (207) блока лазерного преобразователя, и расположенной на винтовой передаче лазерного анемометра (208), который может перемещаться вдоль рамы (201) посредством привода (203). Блок (206) лазерного преобразователя также содержит электронику (214) управления и средства коммуникации для связи с блоком обработки данных (114).
Управление перемещением лазерного анемометра (208) по раме (201) осуществляется блоком обработки данных (114), который выполнен с возможностью подачи сигнала на электронику (214) управления для перемещения лазерного анемометра (208) по раме (201) в направлении к или от стенки корпуса (207) блока лазерного преобразователя. Блок обработки данных (114), выполнен с возможностью подачи сигнала на проведение по меньшей мере одного измерения скорости потока текучей среды после каждого перемещения области (111, 211) измерения.
С целью определения зависимости между длительностью измерений скорости потока текучей среды и положением области (111, 211) измерения относительно стенки корпуса (207) блока лазерного преобразователя, были проведены исследования в результате которых было установлено, что при измерении скорости потока лазерным анемометром на расстоянии 30% от радиуса расширенная неопределенность измерения возрастает в K=1,7 раз относительно скорости в центре потока (на расстоянии 100% радиуса) и продолжает расти по мере приближения к поверхности трубопровода из-за высокого градиента скорости в пристеночном слое. Для сокращения значения расширенной неопределенности следует увеличить длительность измерения в K2 раз. В частности, на расстоянии 30% от радиуса длительность измерения нужно увеличить не менее чем в 1,72=2,89 раз. Следовательно, отношение длительности измерения скорости потока текучей среды на расстоянии от 0 до 30% размеров радиуса корпуса (207) блока лазерного преобразователя от его стенки к отношению длительности измерения скорости потока текучей среды на расстоянии от 30 до 100% размеров радиуса корпуса (207) блока лазерного преобразователя, от его стенки должно составлять не менее, чем 3.
Блок (106) лазерного преобразователя скорости потока содержит блок (112) подачи частиц (113), установленный выше по потоку относительно лазерного анемометра (108), и предназначенный для направления частиц (113) в область (111) измерения блока (106) лазерного преобразователя скорости потока.
В одном варианте осуществления блок (112) подачи частиц представляет собой форсунку, выполненную с возможностью формирования частиц (113) в виде аэрозоли из масла, газового конденсата, дизельного топлива или этиленгликоля. В другом варианте осуществления блок (112) подачи частиц, представляет собой аэрозольный распылитель твердых частиц (113).
В другом варианте осуществления блок (112) подачи частиц представляет собой парогенератор, формирующий частицы (113) в виде пара жидкой текучей среды, такой как пропиленгликоль, этиленгликоль, глицерин, жидкие парафины, спирт или их комбинации.
В другом варианте осуществления блок (112) подачи частиц, представляет собой криогенный парогенератор, выполненный с возможностью формирования частиц (113) в виде пара из сухого льда или жидкого азота.
Частицы (113) являются оптическими неоднородностями, которые пересекая пространственную интерференционную картину, рассеивают свет, который модулирован по амплитуде с частотой, пропорциональной скорости рассеивающих частиц (113). Рассеянный свет возвращается через оптически прозрачное окно (110) в лазерный анемометр (108) и преобразуется фотоприемником (не показан) в электрический сигнал, характеризующий скорость потока текучей среды, проходящей через область (111) измерения в ответ на прием лазерного излучения, отраженного от области (111) измерения блока (106) лазерного преобразователя.
С целью обработки данных скорости потока текучей среды от блока (101) ультразвукового преобразователя и данных скорости потока текучей среды от блока (106) лазерного преобразователя, управления перемещением области (111) измерения внутри потока текучей среды лазерного доплеровского анемометра (108) и управления блоком (112) подачи частиц в лазерно-ультразвуковом расходомере (100) и управлением лазерным анемометром (108) предусмотрен блок обработки данных (114), выполненный с возможностью приема и обработки данных от блока (101) ультразвукового преобразователя и данных от блока (106) лазерного преобразователя. Прием данных и прием/передача управляющих команд могут осуществляться посредством любого известного из уровня техники способа связи: беспроводным, проводным или комбинированным способом.
Блок обработки данных (114) сравнивает данные скорости потока от блока (101) ультразвукового преобразователя и данные скорости потока текучей среды от блока (106) лазерного преобразователя, и в случае расхождения показаний выше заданного порога, блок (114) обработки данных выдает уведомления о результате поверки лазерно-ультразвукового расходомера, а именно выводит на монитор данные скорости потока, расхода текучей среды, расхождение данных, сигнал тревоги о том, что блок ультразвукового преобразователя нуждается в поверке.
Также блок (114) обработки данных может на основе сравнения осуществить автоматическую калибровку показаний блока (101) ультразвукового преобразователя используя эталонные показания данные скорости потока текучей среды от блока (106) лазерного преобразователя.
Калибровка осуществляется следующим образом. На текущем расходе газа Q производится измерения расхода Qуз блоком ультразвукового преобразователя и расхода Qл блоком лазерного преобразователя. Длительность измерения составляет не менее 5 минут. Блок обработки рассчитывает поправочный коэффициент K=Qл/Qуз, который заносится в блок ультразвукового преобразователя и используется для калибровки текущего значения расхода: Qкал=K*Q, где Qкал - измеренное значение расхода после калибровки, Q - текущее значение расхода.
С целью подтверждения точности измерений лазерно-ультразвукового расходомера были проведены испытания, в результате которых было установлено, что точность измерения скорости потока в заданной скорости лазерным анемометром составляет 0,1%, расширенная неопределенность измерений при длительности измерения 30 минут не превосходит 0,22%, в итоге погрешность измерения блоком лазерного преобразователя скорости не превосходит , что позволяет осуществлять поверку блока ультразвукового преобразователя скорости с погрешностью 0,5%.
С помощью настоящего изобретения обеспечена возможность исключения дорогостоящей трубопроводной обвязки в виде нескольких измерительных трубопроводов, байпасной линии и запорно-регулирующей арматуры, которая осуществляет перенаправление потока на время поверки. Настоящее изобретение обеспечивает возможность поверки ультразвукового расходомера эталонным расходомером, в качестве которого используется эталонный лазерный анемометр с точностью как минимум в 3 раза выше, чем поверяемый расходомера, причем в тех же условиях эксплуатации (при том же давлении и составе среды).
Более того, в качестве первичного эталона расхода газа высокого давления на территории Российской Федерации может быть использован предложенный лазерный анемометр.
Ввиду того, что диаметр эталонной линии (диаметр корпуса) блока (106) лазерного преобразователя равен диаметру линии (диаметр корпуса) блока (101) ультразвукового преобразователя снимаются ограничения на метрологически-подтверждаемый диапазон измерения.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ поверки расходомера, встроенного в магистральный газопровод, и устройство для осуществления способа | 2017 |
|
RU2639601C1 |
Моноблочная однониточная газоизмерительная станция на ультразвуковых преобразователях расхода большого диаметра с узлом поверки на месте эксплуатации | 2022 |
|
RU2780983C1 |
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА И РАСХОДА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ | 2021 |
|
RU2772621C1 |
Ультразвуковой расходомер | 2020 |
|
RU2753177C1 |
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ И РАСХОДА ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ | 2020 |
|
RU2778443C2 |
СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ЕДИНИЦЫ ОБЪЕМНОГО РАСХОДА ГАЗА С ЗАДАННЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ТОЧНОСТИ ОТ ЭТАЛОННОГО СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ К РАБОЧЕМУ СРЕДСТВУ ИЗМЕРЕНИЯ БОЛЬШЕГО ДИАМЕТРА НА РАБОЧЕЙ СРЕДЕ С ПОДТВЕРЖДЕНИЕМ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТРИСТИК РАБОЧЕГО СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ МЕТОДОМ СЛИЧЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ КОМПАРАТОРА | 2020 |
|
RU2738024C1 |
Метрологический полигон | 2016 |
|
RU2641618C1 |
УЛЬТРАЗВУКОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ | 2011 |
|
RU2545358C2 |
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКИХ И/ИЛИ ГАЗООБРАЗНЫХ СРЕД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2004 |
|
RU2264602C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ | 2013 |
|
RU2544256C1 |
Предложены лазерно-ультразвуковой расходомер с автоматизированной поверкой и калибровкой и способ измерения потока с использованием такого расходомера. Расходомер содержит блок ультразвукового преобразователя скорости потока, блок лазерного преобразователя скорости потока, блок подачи частиц, выполненный с возможностью направления частиц в область измерения блока лазерного преобразователя скорости потока; блок обработки данных, причем блок обработки данных дополнительно выполнен с возможностью сравнения данных скорости потока текучей среды блока ультразвукового преобразователя и данных скорости потока текучей среды блока лазерного преобразователя и выдачи уведомления о результате поверки лазерно-ультразвукового расходомера на основе сравнения; при этом блок обработки данных дополнительно выполнен с возможностью калибровки блока ультразвукового преобразователя скорости потока на основе сравнения. Технический результат – возможность проведения автоматизированной поверки и калибровки расходомера без использования байпасной линии. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 2 ил.
1. Лазерно-ультразвуковой расходомер с автоматизированной поверкой и калибровкой, содержащий:
блок ультразвукового преобразователя скорости потока, выполненный с возможностью связи по текучей среде с трубопроводом и предназначенный для определения данных скорости потока текучей среды, проходящей через трубопровод с помощью ультразвуковых волн;
блок лазерного преобразователя скорости потока, выполненный с возможностью связи по текучей среде с блоком ультразвукового преобразователя скорости потока и предназначенный для определения данных скорости потока текучей среды, проходящей через трубопровод с помощью лазерного излучения;
блок подачи частиц, выполненный с возможностью направления частиц в область измерения блока лазерного преобразователя скорости потока;
блок обработки данных, выполненный с возможностью приема и обработки данных скорости потока текучей среды блока ультразвукового преобразователя и данных скорости потока текучей среды блока лазерного преобразователя,
причем блок обработки данных дополнительно выполнен с возможностью сравнения данных скорости потока текучей среды блока ультразвукового преобразователя и данных скорости потока текучей среды блока лазерного преобразователя и выдачи уведомления о результате поверки лазерно-ультразвукового расходомера на основе сравнения;
при этом блок обработки данных дополнительно выполнен с возможностью калибровки блока ультразвукового преобразователя скорости потока на основе сравнения.
2. Расходомер по п. 1, в котором трубопровод представляет собой магистральный трубопровод диаметром 1200-1400 мм.
3. Расходомер по п. 1, в котором блок ультразвукового преобразователя скорости потока содержит корпус с установленной одной или более пар ультразвуковых преобразователей, предназначенных для формирования и приема ультразвуковых волн и для генерации электрических сигналов, характеризующих данные скорости потока текучей среды, проходящей через корпус, в ответ на прием ультразвуковых волн, пересекающих поток текучей среды.
4. Расходомер по п. 1, в котором блок лазерного преобразователя скорости потока содержит корпус блока лазерного преобразователя; по меньшей мере одно оптически прозрачное окно, предусмотренное в корпусе; лазерный анемометр, расположенный снаружи корпуса и предназначенный для формирования и приема лазерного излучения, проходящего через оптически прозрачное окно, а также предназначенный для генерации электрических сигналов, характеризующих данные скорости потока текучей среды, проходящей через корпус блока лазерного преобразователя, в ответ на прием лазерного излучения, отраженного от области измерения блока лазерного преобразователя.
5. Расходомер по п. 4, в котором блок лазерного преобразователя выполнен с возможностью перемещения области измерения внутри потока текучей среды.
6. Расходомер по п. 4, в котором область измерения находится на расстоянии от стенки трубопровода от 22,9 до 25,5% относительно радиуса трубопровода.
7. Расходомер по п. 4, в котором область измерения блока лазерного преобразователя представляет собой область в центральной части потока текучей среды размером в длину от 1 до 10 мм.
8. Расходомер по п. 1, в котором блок подачи частиц установлен выше по потоку относительно блока лазерного преобразователя скорости потока.
9. Расходомер по п. 6, в котором блок подачи частиц представляет собой форсунку, выполненную с возможностью формирования частиц в виде аэрозоля из масла, газового конденсата, дизельного топлива или этиленгликоля.
10. Расходомер по п. 4, в котором блок подачи частиц представляет собой аэрозольный распылитель твердых частиц.
11. Расходомер по п. 4, в котором блок подачи частиц представляет собой парогенератор, формирующий частицы в виде пара жидкой текучей среды.
12. Расходомер по п. 11, в котором жидкая текучая среда представляет собой одно, выбранное из группы, содержащей: пропиленгликоль, этиленгликоль, глицерин, жидкие парафины, спирт или их комбинации.
13. Расходомер по п. 4, в котором блок подачи частиц представляет собой криогенный парогенератор, выполненный с возможностью формирования частиц в виде пара из сухого льда или жидкого азота.
14. Расходомер по п. 1, в котором блок подачи частиц выполнен с возможностью приема сигнала на выпуск частиц от блока обработки.
15. Расходомер по п. 1, в котором блок обработки данных выполнен с возможностью управления перемещением лазерного анемометра.
16. Расходомер по п. 15, в котором возможность перемещения лазерного анемометра реализована посредством установки лазерного анемометра на раму, перпендикулярную оси корпуса блока лазерного преобразователя и оси потока текучей среды.
17. Расходомер по п. 16, в котором блок обработки данных выполнен с возможностью подачи сигнала на перемещение лазерного анемометра по раме в направлении к или от стенки корпуса блока лазерного преобразователя.
18. Расходомер по п. 17, в котором перемещение лазерного анемометра по раме в направлении к или от стенки корпуса блока лазерного преобразователя обеспечивает перемещение области измерения блока лазерного преобразователя относительно оси потока текучей среды, протекающей между стенками корпуса блока лазерного преобразователя.
19. Расходомер по п. 16, в котором блок обработки данных выполнен с возможностью подачи сигнала на проведение по меньшей мере одного измерения скорости потока текучей среды после каждого перемещения области измерения блока лазерного преобразователя.
20. Расходомер по п. 19, в котором отношение длительности измерения скорости потока текучей среды на расстоянии от 0 до 30% размеров радиуса трубопровода от его стенки к отношению длительности измерения скорости потока текучей среды на расстоянии от 30 до 100% размеров радиуса трубопровода от его стенки составляет не менее чем 3.
21. Лазерно-ультразвуковой способ измерения расхода потока текучей среды, проходящей через трубопровод, с автоматизированной поверкой и калибровкой, в котором:
пропускают поток текучей среды через лазерно-ультразвуковой расходомер по любому из пп. 1-20,
подают частицы в поток текучей среды;
определяют данные скорости потока текучей среды, проходящей через трубопровод, с помощью блока ультразвукового преобразователя скорости потока,
определяют данные скорости потока текучей среды, проходящей через трубопровод в области измерения с помощью блока лазерного преобразователя скорости потока;
принимают и обрабатывают данные скорости потока текучей среды от блока ультразвукового преобразователя и данные скорости потока текучей среды от блока лазерного преобразователя с помощью блока обработки данных,
сравнивают данные скорости потока текучей среды от блока ультразвукового преобразователя и данные скорости потока текучей среды от блока лазерного преобразователя и выдают уведомление о результате поверки лазерно-ультразвукового расходомера на основе сравнения;
калибруют блок ультразвукового преобразователя скорости потока на основе сравнения.
22. Способ по п. 21, в котором перемещают область измерения внутри потока текучей среды.
23. Способ по п. 22, в котором проводят по меньшей мере одно измерение скорости потока текучей среды после каждого перемещения области измерения блока лазерного преобразователя.
24. Способ по п. 23, в котором отношение длительности измерения скорости потока текучей среды на расстоянии от 0 до 30% размеров радиуса трубопровода от его стенки к отношению длительности измерения скорости потока текучей среды на расстоянии от 30 до 100% размеров радиуса трубопровода от его стенки составляет не менее чем 3.
Моноблочная однониточная газоизмерительная станция на ультразвуковых преобразователях расхода большого диаметра с узлом поверки на месте эксплуатации | 2022 |
|
RU2780983C1 |
DE 102007053105 B4, 29.03.2012 | |||
DE 4320295 A1, 28.07.1994 | |||
СПОСОБ АППРЕТИРОВАНИЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛаВ- | 0 |
|
SU173704A1 |
Авторы
Даты
2025-04-03—Публикация
2023-07-03—Подача