УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ЖКХ (УЭЭП)
Войти на сайт | Регистрация
УДК 681.2
Анализ зависимости числа Струхаля в уравнении измерения вихреакустического расходомера
Лапин Андрей Павлович, канд. техн. наук, доцент кафедры информационно-измерительной техники, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск), a_lapin@mail.ru
Дружков Александр Михайлович, аспирант кафедры информационно-измерительной техники, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск), sandruzh@gmail.com
Кузнецова Кристина Витальевна, магистрант кафедры информационно-измерительной техники, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск), kristi.kuznetsova@gmail.com
Аннотация
Проведено исследование зависимости числа Струхаля в широком диапазоне измерения расходомера при различных температурах измеряемой среды. Установлено, что значение числа Струхаля не является постоянным на всем диапазоне измерения и обладает значительной нелинейностью в области малых расходов. С использованием показателей качества осуществлен выбор наилучшей математической модели, описывающей зависимость числа Струхаля от расхода при различных температурах.Проведено сравнение выбранной математической модели функции преобразования с используемой в настоящее время в серийном производстве расходомеров. Представление числа Струхаля в виде нелинейной функции в зависимости от частоты образования вихрей и температуры измеряемой среды позволяет значительно сократить погрешность измерения на малых расходах. Предложен способ адаптации нелинейной функции преобразования исследованных расходомеров для расходомеров с большим диаметром проточной части.
Ключевые слова
вихреакустические расходомеры, функция преобразования, число Струхаля, взвешенный метод наименьших квадратов
Литература
1. Кремлевский, П.П. Расходомеры и счетчики количества: справ. / П.П. Кремлевский. – Л.: Машиностроение, 1989. – 701 с.
2. Baker, R.C. Flow measurement handbook / R.C. Baker. – New York: Cambridge University Press, 2000. – 524 p.
3. Pankanin, G.L. The vortex flowmeter: various methods of investigating phenomena / G.L. Pankanin // Measurement science and technology. – 2005. – No. 16. – P. R1–R16.
4. Improvement of the HHT method and application in weak vortex signal detection / D. Zheng, T. Zhang, J. Xing, J. Mei // Measurement science and technology. – 2007. – №18 – P. 2769–2776.
5. Sun, H. Digital signal processing based on wavelet and statistics method for vortex flowmeters / H. Sun, T. Zhang // Proceedings of the Third International Conference on Machine Learning and Cybernetics. – 2004. – P. 3160–3163.
6. Poremba, A. Robust vortex flowmeter based on a parametric frequency estimator / A. Poremba, F. Blischke // International Conference on Industrial Electronics, Control, Instrumentation, and Automation. Power Electronics and Motion Control. – 1992. – Vol. 3. – P. 1541–1544.
7. Ultrasonic vortex flowmeter ultra yewflo-ULF200 / T. Kawano, Y. Matsunaga, T. Andon, A. Yasumatsu // Yokogawa Technical Report English Edition. – 1998. – No. 25. – P. 23–25.
8. De-ming, H. A Vortex Flowmeter Based on Multiprocessor Technique / H. De-ming, L. Wen-jun, Zh. Yong-jun // International Conference on Networking and Information Technology. – 2010. – P. 322–325.
9. Лапина, Е.А. Алгоритмы обработки информации при выборе и обосновании функции преобразования измерительных преобразователей давления для АСУ ТП: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Челябинск, 2011. – 21 с.
10. РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 2000. – 59 с.
11. Volker, H. Comparison of pressure and ultrasound measurements in vortex flow meters / H. Volker, H. Windorferb // Measurement. – 2003. – № 33. – P. 121–133.
12. Лапин, А.П. Выбор модели функции преобразования вихреакустических расходомеров / А.П. Лапин, А.М. Дружков // Вестн. Юж.-Урал. гос. ун-та. Сер. «Компьютерные технологии управление, радиоэлектроника». – 2012. – Вып. 17, № 35 (294). – С. 161–164.
13. Лапин, А.П. Выбор и исследование двухфакторной модели функции преобразования вихреакустических расходомеров / А.П. Лапин, А.М. Дружков // Вестн. Юж.-Урал. гос. ун-та. Сер. «Компьютерные технологии управление, радиоэлектроника». –2013. –Т.13, № 3.–С. 4–2.
14. Лапин, А.П. Применение взвешенного метода наименьших квадратов при исследовании функции преобразования вихреакустических расходомеров / А.П. Лапин, А.М. Дружков // Вестн. Юж.-Урал. гос. ун-та. Сер. «Компьютерные технологии управление, радиоэлектроника». –2013. – Т. 13, № 2. –С. 109–12.
15. Дрейпер, Н. Прикладной регрессионный анализ: в 2 кн. / Н. Дрейпер, Г. Смит. –М.: Финансы и статистика, 1986. –Кн. 2. –351 с.
16. Calibration of an ultrasonic flowmeter for hot water / K. Tawackolian, O. Büer, J. Hogendoorn, T. Lederer // Flow Measurement and Instrumentation. –2012. –No. 33. –P. 166–73.
2. Baker, R.C. Flow measurement handbook / R.C. Baker. – New York: Cambridge University Press, 2000. – 524 p.
3. Pankanin, G.L. The vortex flowmeter: various methods of investigating phenomena / G.L. Pankanin // Measurement science and technology. – 2005. – No. 16. – P. R1–R16.
4. Improvement of the HHT method and application in weak vortex signal detection / D. Zheng, T. Zhang, J. Xing, J. Mei // Measurement science and technology. – 2007. – №18 – P. 2769–2776.
5. Sun, H. Digital signal processing based on wavelet and statistics method for vortex flowmeters / H. Sun, T. Zhang // Proceedings of the Third International Conference on Machine Learning and Cybernetics. – 2004. – P. 3160–3163.
6. Poremba, A. Robust vortex flowmeter based on a parametric frequency estimator / A. Poremba, F. Blischke // International Conference on Industrial Electronics, Control, Instrumentation, and Automation. Power Electronics and Motion Control. – 1992. – Vol. 3. – P. 1541–1544.
7. Ultrasonic vortex flowmeter ultra yewflo-ULF200 / T. Kawano, Y. Matsunaga, T. Andon, A. Yasumatsu // Yokogawa Technical Report English Edition. – 1998. – No. 25. – P. 23–25.
8. De-ming, H. A Vortex Flowmeter Based on Multiprocessor Technique / H. De-ming, L. Wen-jun, Zh. Yong-jun // International Conference on Networking and Information Technology. – 2010. – P. 322–325.
9. Лапина, Е.А. Алгоритмы обработки информации при выборе и обосновании функции преобразования измерительных преобразователей давления для АСУ ТП: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Челябинск, 2011. – 21 с.
10. РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 2000. – 59 с.
11. Volker, H. Comparison of pressure and ultrasound measurements in vortex flow meters / H. Volker, H. Windorferb // Measurement. – 2003. – № 33. – P. 121–133.
12. Лапин, А.П. Выбор модели функции преобразования вихреакустических расходомеров / А.П. Лапин, А.М. Дружков // Вестн. Юж.-Урал. гос. ун-та. Сер. «Компьютерные технологии управление, радиоэлектроника». – 2012. – Вып. 17, № 35 (294). – С. 161–164.
13. Лапин, А.П. Выбор и исследование двухфакторной модели функции преобразования вихреакустических расходомеров / А.П. Лапин, А.М. Дружков // Вестн. Юж.-Урал. гос. ун-та. Сер. «Компьютерные технологии управление, радиоэлектроника». –2013. –Т.13, № 3.–С. 4–2.
14. Лапин, А.П. Применение взвешенного метода наименьших квадратов при исследовании функции преобразования вихреакустических расходомеров / А.П. Лапин, А.М. Дружков // Вестн. Юж.-Урал. гос. ун-та. Сер. «Компьютерные технологии управление, радиоэлектроника». –2013. – Т. 13, № 2. –С. 109–12.
15. Дрейпер, Н. Прикладной регрессионный анализ: в 2 кн. / Н. Дрейпер, Г. Смит. –М.: Финансы и статистика, 1986. –Кн. 2. –351 с.
16. Calibration of an ultrasonic flowmeter for hot water / K. Tawackolian, O. Büer, J. Hogendoorn, T. Lederer // Flow Measurement and Instrumentation. –2012. –No. 33. –P. 166–73.
Источник
Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2013. – Т. 13, № 4. С. 70-77. (Статьи)