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.