- •Содержание
- •1 Метод измерений
- •1.1 Принцип измерений
- •1.2 Методы определения времен прохождения ультразвукового импульса
- •1.3 Виды ультразвуковых преобразователей расхода
- •1.4 Объемный расход в рабочих условиях
- •1.5 Массовый расход и объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям
- •1.6 Основные уравнения для определения количества газа
- •1.7 Объемный расход и объем сухой части влажного газа, приведенные к стандартным условиям
- •1.8 Энергосодержание газа
- •2 Условия проведения измерений
- •2.1 Условия применения узпр, вычислителя и си параметров потока газа
- •2.2 Измеряемая среда
- •Приложение а
- •Варианты расположения акустических путей
- •3 Термины и определения
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра «Транспорт и хранение нефти и газа»
Счетчики ультразвуковые
реферат по дисциплине: «Физические основы учета нефти и газа при технологических операциях»
0200.074.416.О11
Студент гр. МТ-10-01 М. М. Свияжский
Руководитель Р. М. Жиганнуров
Уфа
2012
Содержание
1 Метод измерений……………………………………………………………..…...….3
1.1 Принцип измерений………………………………………………………………..3
1.2 Методы определения времен прохождения ультразвукового импульса……….3
1.3 Виды ультразвуковых преобразователей расхода…………………...……….….5
1.4 Объемный расход в рабочих условиях……………………………...…………....5
1.5 Массовый расход и объемный расход газа, приведенный к стандартным
условиям…………………………………………………………………………….....7
1.6 Основные уравнения для определения количества газа……………..………….7
1.7 Объемный расход и объем сухой части влажного газа, приведенные к
стандартным условиям………………………………………………………….…..…9
1.8 Энергосодержание газа……………………………………………….…….….…10
2 Условия проведения измерений………………………………………….……..….10
2.1 Условия применения УЗПР, вычислителя и СИ параметров потока газа….....10
2.2 Измеряемая среда………………………………………………………....………11
Приложение А (справочное) Варианты расположения акустических путей…..…13
3 Термины и определения……………………………………………………..……..15
Список использованных источников………………………………………….…….17
2
1 Метод измерений
1.1 Принцип измерений
Принцип измерений с помощью УЗПР основан на том, что ультразвуковой импульс, направленный вдоль потока, распространяется быстрее ультразвукового импульса, направленного против потока.
Разность времен прохождения ультразвукового импульса, а также время прохождения импульсов по направлению потока газа и против него зависят от средней скорости газа вдоль акустического пути.
Формула для расчета средней скорости потока вдоль акустического пути имеет вид:
(1.1)
1.2 Методы определения времен прохождения ультразвукового импульса
Средняя скорость потока вдоль акустического пути может быть определена путем прямого измерения времен прохождения ультразвукового импульса по направлению и против направления движения потока газа (времяимпульсным методом), а также с использованием фазового или частотного метода.
Фазовый метод основан на измерении фазовых углов двух постоянных ультразвуковых колебаний с циклической частотой ω и их фазовых сдвигов, возникающих от разности времен прохождения этими колебаниями одного и того же расстояния по потоку и против него.
Циклическая частота, в зависимости от частоты колебаний, определяется по формуле:
(1.2)
3
При прохождении ультразвукового импульса одного и того же расстояния по потоку и против него фазовые углы примут значения:
; (1.3)
. (1.4)
Из уравнений (1.1), (1.3) и (1.4) следует, что
. (1.5)
Частотный метод основан на зависимости разности частот повторения коротких импульсов или пакетов ультразвуковых колебаний от разности времен прохождения этими колебаниями одного и того же расстояния по потоку и против него.
В частотноимпульсных расходомерах вырабатываются короткие импульсы, которые поступают к ПЭА с интервалами, равными времени прохождения ультразвука по направлению потока и против него.
Тогда
; (1.6)
; (1.7)
. (1.8)
Формула (1.1) с учетом уравнения (1.8) примет вид
. (1.9)
4
Малость величины f2 –f1 у частотных расходомеров является существенным недостатком, затрудняющим точное измерение расхода газа. В частотнопакетных расходомерах вырабатываются не короткие импульсы, а непрерывные сигналы в течение всего времени прохождения ими акустического пути.