1. – Сравнение внешнего вида сигналов на выходе различных типов фильтров

1. Выводы

3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОЦЕНКИ РАСХОДА

   1. Постановка задачи

Любое средство измерения должно обеспечивать детерминированное соотношение между измеряемой (входной) и выходной величиной. Это соотношение, называется функцией измерения или градуировочной характеристикой (ГХ) [].

Основная причина роста погрешности измерения расхода кориолисовым расходомером при двухфазном потоке – неконтролируемая деформация функции измерений расходомера, возникающая вследствие изменений параметров колебательной системы «расходомер-среда».

В средстве измерений можно выделить чувствительный элемент (сенсор) и измерительный преобразователь, как показано на рисунке Рисунок 3.1.1.1.1.

1. – Типовая схема средства измерений

Сенсор осуществляет непосредственное восприятие измеряемой величины и формирует функционально связанный выходной сигнал:

(12)

где – входная величина сенсора (массовый расход);

– выходная величина сенсора (параметры сигналов с измерительных катушек).

Измерительный преобразователь преобразует сигнал сенсора в оценку измеряемой величины известным образом:

(13)

где – входная величина измерительного преобразователя (выходная величина сенсора);

– выходная величина измерительного преобразователя (оценка массового расхода).

Функции (12) и (13) определяют ГХ сенсора и измерительного преобразователя соответственно. Из условия малой погрешности измерения входной величины определяется требование к ГХ измерительного преобразователя

(14)

Таким образом, задача построения ГХ для измерительного преобразователя сводится к отысканию функции вида (14).

В случае однофазного потока ГХ измерительного преобразователя имеет вид:

(15)

где – разность фаз сигналов с измерительных катушек расходомера;

– оценка массового расхода;

– коэффициенты ГХ.

Как показано в [12] ГХ вида (4) обеспечивает относительную погрешность оценки массового расхода в пределах 0.1%. Однако, как было отмечено выше, в случае двухфазного потока наблюдается недопустимый рост погрешности оценки расхода.

Причина увеличения погрешности оценки расхода в условиях двухфазного потока обусловлена неконтролируемым изменением ГХ сенсора кориолисова расходомера:

(16)

где – вектор возмущающих параметров среды (– плотность, – температура, – вязкость измеряемой среды и другие). Изменение значений вектора возмущающих параметров в случае двухфазного потока приводит к деформации ГХ сенсора и ГХ измерительного преобразователя (15) перестает удовлетворять условию малой погрешности. Иллюстрация изменения функции измерений представлена на рисунке Рисунок 3.1.1.1.2.

2. – Деформация функции измерения расходомера с ростом gvf

Контроль параметров колебательной системы «расходомер-среда» дает принципиальную возможность компенсации возникающей погрешности. Как было показано выше, существуют различные подходы к решению данной задачи. Однако, при этом, возможность использования статистических параметров первичных сигналов для коррекции функции измерений расходомера осталась вне рамок рассмотрения. В следующем параграфе рассмотрена постановка задачи к разработке параметрической модели расчета расхода с использованием статистических параметров измерительных сигналов.