Спектральная обработка сигналов в ультразвуковых расходомерах систем водоснабжения
Диссертация
Для труб среднего и большого диаметра предпочтительно применение ультразвуковых расходомеров, основными достоинствами которых являются отсутствие гидравлического сопротивления, помехозащищенность, быстродействие. Существуют три основные методики определения расхода жидкости при помощи ультразвука: времяимпульсный метод, доплеровские измерения, метод сноса ультразвукового сигнала (корреляционный… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ЖИДКОСТИ В ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
- 1. 1. Расходомеры объема и массы жидкости
- 1. 2. Ультразвуковые системы определения расхода
- 1. 3. Погрешности и цифровая обработка сигналов в ультразвуковых расходомерах
- ГЛАВА 2. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ СКОРОСТИ ПОТОКА ЖИДКОСТИ НА ОСНОВЕ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ
- 2. 1. Постановка задачи и моделирование ультразвукового поля в неоднородном потоке жидкости
- 2. 2. Восстановление профиля скорости потока жидкости по спектрам ультразвукового сигнала
- 2. 3. Ультразвуковое устройство определения профиля скорости потока и расхода жидкости
- 2. 4. Погрешности определения расхода с учетом профиля скорости потока
Список литературы
- Агранат Б А. и др. Основы физики и техники ультразвука. М.: Наука, 1987.
- Айзерман М.А. Классическая механика М.: Наука, 1974, 1980.
- Александров А.А., Трахтенгерц М. С. Теплофизические свойства воды при атмосферном давлении. — М.: Изд-во стандартов, 1997. — 100 с.
- АЦПР.407 632.009 ТО. Датчик уровня акустический «ЭХО-АС-01». Руководство по эксплуатации.
- Анисимов Д. Л. Еще раз о спекуляциях на фальсификациях и о защите наших приборов учета от нас самих. Коммерческий учет энергоносителей //I
- Труды 19-й международной научно-практической конференции. СПб.: 2004. — 389 с.
- Анисимов Д. Л. Теплосчетчики: о фальсификациях и спекуляциях. Совершенствование измерений расхода, регулирование и коммерческий учет энергоносителей // Труды 3-го международного научно-практического форума. -СПб.: 2003.-344 с.
- Баринов В. А. Автоматизация диспетчерского управления в электроэнергетике / Гамм А. З., Орнов В. и др. М.: МЭИ, 2000.
- Башкин Б.В., Милейковский Ю. С. Новые предложения для эффективного решения проблем энергоснабжения // Журнал Энергосбережение № 4, 2002.
- Борисевич Е.А., Кокшин Н. Г., Сафин А. Г., Шахмаев М. Б. Ультразвуковой расходомер. Авт. св. № 569 854.
- Бреховских Л.М., Годин О. А. Акустика слоистых сред. М.: Наука, 1989.
- Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах М.: Наука, 1973.
- Бугров А.Г., Кляцкин В. И. Метод погружения в решении обратных волновых задач в слоистых средах // Изв. ВУЗов. Радиофизика, 1989. — Т.32. —1. N3.-321−330 с.
- Будник Р.А., MES системы: задачи и решения // http://www.mesa.ru/?p=600 013.
- Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач. — М.: Наука, 1988.-549 с.
- Виноградова М.Б., Руденко О. В., Сухоруков А. П. Теория волн. М.: Наука, 1990.-432 с.
- Волков А.В., Восстановление характеристик тропосферного волновода по пространственному ослаблению радиосигналов: теория и эксперимент / Латышев К. В., Славутский Л. А., Шевцов Б М Шишкарев А. А. // Изв. АН СССР. ФАО: 1991. — Т. 27, N 8. — 825−829 с.
- Гаврилов А. В., Локальные сети ЭВМ. М.: Мир, 1990.
- Гельфанд И.М., Левитан Б. М. Об определении дифференциального уравнения по его спектральной функции // Изв. Академии Наук, сер. матем., 1951.-Т.15.-309−360 с.
- Генин B.C., Иванов Ф. А., Никандров М. В., Славутский Л. А., Турханов Д. Б., Шамис М. А. Патент на полезную модель RU 43 363 U1. Ультразвуковое устройство определения профиля скорости потока и расхода жидкости, 2005. бюл. № 1.
- Годин О.А. О параболическом приближении в акустике движущихся сред // Акустический журнал, 1991. Т.37. — 646−653 с.
- Годин О.А., Михин Д. Ю., Молчанов С. Я. О приближении эффективной скорости звука в акустике движущихся сред // Известия Академии Наук. Физика атмосферы и океана, 1993. Т.29. -№ 2. — 194−201 с.
- Годин О. А., Мохов А. В. Узкоугольное параболическое приближение «для звукового поля в движущейся среде // Акустический журнал, 1992. — Т.38. —№ 3. 442−449 с.
- Годин О.А. Лучевой инвариант при волноводном распространении звука- 127 В движущейся среде // Докл. АН СССР, 1991. Т. 321. — № 4. — 832−836 с.
- ГОСТ 2.105−95. Общие требования к тестовым документам. М.: Изд-во стандартов, 2001.
- ГОСТ 2.106−96. Текстовые документы. М.: Изд-во стандартов, 2001.
- ГОСТ 34.003−90. Автоматизированные системы. Термины и определения.-М.: Изд-во стандартов, 2001.
- ГОСТ 8.417−81. ГСИ. Единицы физических величин. — М.: Изд-во стандартов, 1981.
- ГОСТ 8.439−81. Расход воды в напорных трубопроводах. М.: Изд-во стандартов, 1981.
- ГОСТ 8.563.½−97. Измерение расхода и количества жидкостей и газов методом переменного перепада давления. Минск: Изд-во стандартов, 1998.
- ГОСТ 9736–91. Приборы электрические прямого преобразования для измерения неэлектрических величин. Общие технические требования и методы испытаний. М.: Изд-во стандартов, 1992.
- Грановский В.А. Динамические измерения: Основы метрологического обеспечения. — Л.: Энергоатомиздат, 1984.
- Гришанова И. А., Покрас С. И. Миллионы на ветер, или сколько стоит некачественный теплосчетчик // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. 3/2007.- 18−21 с.
- Гришанова И. А. Накладные и врезные расходомеры в коммерческом учете: желаемое или действительное // Сборник докладов XXIV Международной научно-практической конференции „Коммерческий учет энергоносителей“. Санкт-Петербург: 2006.
- Гумен С.Г. и др. Основные подходы к организации водоучета и особенности измерений расхода воды в системе коммунального водоснабжения Санкт-Петербурга. МЦЭНТ. — Санкт-Петербург: 1996.
- ДНПР 0.02.011.1 РЭ. Расходомер счетчик ультразвуковой Днепр — 7. Руководство по эксплуатации.
- Журавлёв В.Ф. Основы теоретической механики. 2-е изд. —: Физматлит, 2001.
- Иванов Ф. А., Никандров М. В., Славутский JI. А. Доплеровские спектры сигналов при ультразвуковом контроле открытого потока жидкости. //Материалы IV Всероссийской научной конференции ИТЭЭ, Чебоксары: 2002.-238−240 с.
- Иванов Ф. А., Никандров М. В., Славутский JI. А. О возможности ультразвукового контроля открытого потока жидкости. // Труды Чувашской Государственной Сельскохозяйственной Академии, т. XVII. — Чебоксары: 2002. -210с.
- Иванов Ф. А., Никандров М. В., Славутский JI. А. Ультразвуковой контроль слоистых образцов при частотных измерениях. // Материалы IV Всероссийской научной конференции ИТЭЭ. Чебоксары: 2002. — 241−242 с.
- Ильинский В. М. Бесконтактное измерение расходов. — М.: Энергия, 1970.
- Инструкция. Измерители расхода ультразвуковые. Методика теоретической градуировки. 407 251.002 Д1. Самара: 1996.
- Исакович М. А. Общая акустика. М: Наука, 1973.-12 946. Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах. -М.: Наука, 1981.
- ИСУН-407 453−005-РЭ. Датчик расхода воды корреляционный дрк-3. Руководство по эксплуатации.
- Канев С.Н., Глухов А. П., Старовойтов А. А. Фальсификация приборного учета с помощью микропроцессорных устройств. Коммерческий учет энергоносителей // Труды 19-й международной научно-практической конференции. СПб.: 2004. — 370 с.
- Киясбели А. Ш. и др. Частотно-временные ультразвуковые расходомеры и счетчики. Г.: Машиностроение, 1984. — 681 с.
- Кляцкин В.И. Метод погружения в теории распространения волн. М.: Наука, 1995.
- Кляцкин В.И. и др. О решении обратных волновых задач для слоистых сред//Изв. АН, ФАО, 1995.-Т 31. N4. — 517−525 с.
- Коптев B.C., Сычев Г. И. Теорема о среднем в учете энергоресурсов // http://www.teplopunkt.ru/articles/0094sgidin.html.
- Красильников В. А. Крылов В.В. Введение в физическую акустику. — М.: Наука, 1984.
- Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник. — Л.: Машиностроение, 1989. С. 701.
- Крылов А.В., Савченко А. В. Автоматическое регулирование -поставленные задачи и полученные результаты // Электронный журнал „Теплопункт“. http://www.teplopunkt.ru.
- Куцевич Н., Кирюхин С. Практические вопросы внедрения БАМ- систем // http://www.asutp.ru/?p=600 523
- Ландау Л.Д., Лившиц Е. М. Гидродинамика. М: Наука, 1988.
- Латышев К.В., Славутский Л. А. Восстановление профиля открытого волновода по спектру нормальных волн // Изв. Вузов. Радиофизика, 1991. Т. 34,4. 476−80 с.
- Лачков В.И. Метод исследования влияния температуры воды на преобразователи расхода теплосчетчика // Материалы 14-ой конференции „Коммерческий учет энергоносителей“ / Сост. В. И. Лачков СПб.: Политехника, 2001.
- Лачков В.И. О методической погрешности учета по средним значениям параметров энергопотребления // сборник „Средства автоматизации коммерческого учета энергоносителей“. — СПб.: МЦЭНТ, 1994.
- Лепендин Л.Ф. Акустика. М.: Высшая школа, 1978.
- Лисенков А.И. К вопросу об измерениях тепловой энергии // Законодательная и прикладная метрология, 1999, № 5.
- Луке А. Л. Кравцов В.Н. Расходомер. Авт. свидетельство на изобретение. № 685 915. Офиц. Бюллетень Госкомизобретений, 1979, № 34.
- Луке А.Л. Вихревой акустический расходомер. Авт. свидетельство на изобретение № 699 330. Офиц. бюллетень Госкомизобретений, 1979, № 43.
- Луке А.Л. Расходомер. Авт. свидетельство на изобретение № 657 252. Официальный бюллетень Государственного комитета СМ СССР по делам изобретений и открытий, 1979, № 4.
- Лупей А. Г. О запрещенных методах „метрологического обслуживания“ коммерческих узлов учета тепловой энергии. Коммерческий учет энергоносителей // Труды 17-й международной научно-практической конференции. СПб.: 2003. — 345 с.
- Лупей А.Г. Сравнение результатов непосредственных и косвенных измерений количества воды, потребляемой на нужды горячего водоснабжения // Материалы 13-ой конференции „Коммерческий учет энергоносителей“ / Сост. В. И. Лачков. СПб.: Политехника, 2001.
- Лупей А. Г. О некоторых тенденциях развития современного теплосчетчикостроения. Коммерческий учет энергоносителей // Труды 21-ймеждународной научно-практической конференции. СПб.: 2005.
- Любашин А. Промышленные Fieldbus-cera // http://www.pcweek.ru/
- Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. Т. 1. М.: Мир, 1983. — 311 с.
- Маркеев А.П. Теоретическая механика М.: Наука, 1990.
- Мастик А. А. Исследования сопротивления движению воды в открытых призматических руслах. ТарТУ: ЭСХА, 1959.
- МДС 41−5.2000. Рекомендации по организации учета тепловой энергии и теплоносителей на предприятиях, в учреждениях и организациях жилищно-коммунального хозяйства и бюджетной сферы.
- МИ 107−94. МВИ расхода воды в каналах методом „скорость-площадь“ с интерполяцией измеренных скоростей на промерные вертикали.
- МИ 13−92. Расход воды в каналах. Методика выполнения измерений по средней скорости в одной точке гидрометрического створа.
- МИ 14−92. Расход воды в каналах. МВИ по средней скорости в одной точке на свободной поверхности потока.
- МИ 2220−96. Расход сточной жидкости в безнапорных трубопроводах. Методика выполнения измерений.
- МИ 2412−97. Рекомендация ГСИ. Водяные системы теплоснабжения. Уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя.
- Морс Ф.М., Фешбах Г. Методы теоретической физики. М.: Физматгиз., 1958.
- Никандров М. В., Славутский JI. А. Доплеровский расходомер: спектральные характеристики сигнала. // Сборник научных трудов молодых ученых и специалистов. — Чебоксары: ЧувГУ, 2003. — 265 с.
- Никандров М. В., Славутский JI. А. Моделирование случайных сигналов в ультразвуковом доплеровском расходомере // Материалы IV Всероссийской научной конференции ДНДС. Чебоксары: 2001. — 246−247 с.
- Никандров М. В., Славутский JI. А. Оценка погрешности при доплеровском ультразвуковом контроле неоднородного потока жидкости //Труды академии электротехнических наук Чувашской Республики, № 1/2004.- Чебоксары: 2004. 68−71 с.
- Никандров М. В., Славутский JI. А. Спектры ультразвуковых сигналов при рассеянии на фазовых включениях в потоке жидкости // Материалы V Всероссийской научной конференции ДНДС. Чебоксары: 2003. — 298−299 с.
- Никандров М. В., Славутский Л. А., Доплеровский ультразвуковой контроль неоднородного открытого потока жидкости // Электронный журнал
- Техническая акустика» 2005, 8.
- Никандров М. В. Уменьшение статистической погрешности доплеровского расходомера при спектральной обработке ультразвукового сигнала / JI. А Славутский // Энергосбережение и Водоподготовка, № 6(44)/2006. Москва: 2006. — 47−52 с.
- Никандров М. В. Информационно-измерительная система водоснабжения на основе ультразвуковой расходометрии / JI. А. Славутский, // Вестник Чувашского университета, № 2/2007. Чебоксары: 2007. -27−34 с.
- Никандров М. В. Определение профиля скорости потока жидкости в трубопроводе по спектрам импульсный ультразвуковых сигналов / М. В. Никандров, JI. А. Славутский // Вестник Чувашского университета, № 2/2008. Чебоксары: 2008. — С. 222−227.
- Никандров М. В. Изменчивость случайной погрешности ультразвуковых импульсных и доплеровских измерений в неоднородной среде / А. С Костюков, М. В. Никандров, Л. А. Славутский // Нелинейный мир, №−9/2009-т.7. М.: Радиотехника, 2009. С. 700−705.
- Новиков Б.К., Руденко О. В., Тимошенко В. И. Нелинейная гидроакустика. JI.: Судостроение, 1981.
- Олифер В.Г., Олифер Н. А., Компьютерные сети. СПб: Питер, 2000.
- Остапенко А. Г., Лавлинский С. И., Сушков А. В. и др. Под ред. А. Г. Остапенко. Цифровые процессоры обработки сигналов. Справочник. -М.: Радио и связь, 1994. 264 с.
- Поляков В.В., Головин А. В. Влияние пористости на скорости ультразвуковых волн в металлах. // Письма в ЖТФ, 1994. Т.20(1). — 54 с.-13 499. Правила учета тепловой энергии и теплоносителей. Главгосэнергонадзор. -М.: МЭИ, 1995.
- Применение компьютера для измерения асимметричного потока в круглых трубопроводах / Salami Z.A. «Trans. Inst. МС Vol 6. N 4 July-Sept 1984.
- Расходомер кориолисовый «ЭМИС-МАСС». Серии ЭМ-100. Технические данные.
- РД 153−34.0−11.338−97 Методика выполнения измерений давления производственных вод на ТЭС.
- РД 50−169−79 Методические указания. Внедрение и применение ГОСТ 8.417−81 ГСИ. Единицы физических величин.
- РЭ 4213−079−236 494−98 Расходомер счетчик ультразвуковой ДНЕПР — 7. Руководство по эксплуатации.
- Романов В.Г. Обратные задачи математической физики. — М.: Наука, 1984.
- Росс Д. Шумы: Источники, излучение, ослабление // Подводная акустика и обработка сигналов / Перевод с английского. Под редакцией Ю. Ю. Житковского. М.: Мир, 1985. — 9−31 с.
- Руководство по Industrial IT для начинающих // ABB Review http://www.abb.ru/.
- Синенко О.В., Леныпин В. Н. Автоматизация предприятия вчера, сегодня, завтра или информационная поддержка рыночного лидерства // PCWeek, 29/2000.
- Синенко О., КуцевичН., Леныпин В. Современные технологии и информационное обеспечение в задачах интеграции промышленных предприятий // http://www.asutp.ru/.
- Скучик Е. Основы акустики. М.: Мир, 1976.
- Славутский Л.А., Турханов Д. Б. Восстановление профиля потока жидкости по спектру ультразвуковых сигналов. Труды АЭН ЧР, № 2, 2002. 4247 с.
- Славутский Л.А., Латышев К. В. Восстановление, профиля открытого потока волновода по спектру нормальных волн // Изв.Вузов. Радиофизика, 1991. Т.34, № 4. — 476−480 с.
- Славутский Л. А., Никандров М. В., Турханов Д. Б., Контроль профиля потока жидкости по модовой структуре ультразвукового сигнала // Электронный журнал «Техническая акустика» 2003, 17.
- Славутский Л. А Ультразвуковая томография: приближенные решения технических задач // Труды АЭН ЧР. Чебоксары: 2001. — № 1. — 8−17 с.
- Смирнов А.Д. «Импульсная ультразвуковая измерительная аппаратура». -М.: Энергия, 1967.
- Специализированный процессор для выполнения быстрого преобразования Фурье и обработки сигналов СПФ СМ. -М.: ИНЭУМ, 1984.
- Способ измерения времени распространения звукового сигнала в текучей среде и способ измерения скорости потока текучей среды. Пат. РФ № 2 182 335, С2 G01P5/24 G01F1/66, 1997.
- Способ определения профиля скоростей потока жидкости в трубе. Заявка ФРГ № 4 430 223 Al, Changmin Technology Co., 1995.
- Способ определения профиля скорости потока жидкости в сечении трубопровода. Пат. РФ № 2 142 642 CI, G01P5/00 G01F1/66, 1997.
- Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. -М.: 1972.-302 с.
- ТУ 4213−007−12 540 871−99 Датчик расхода воды вихревой DYMETIC-1001. Технические условия.
- ТУ 4213−007−42 968 951−2003 Первичные преобразователи расхода электроэнергии электромагнитные «ПРЭ».
- ТУ 4213−009−7 624 873−00 Преобразователи расхода электромагнитные микропроцессорные.- 136 124. ТУ 4213−009−12 560 879−2003 Счетчики-расходомеры вихревые электромагнитные «ВЭПС-РОСА».
- ТУ 4213−010−12 560 879−2003 Преобразователи расхода электромагнитные «ЭМИР».
- ТУ 4213−011−12 540 871−2000 Счетчик газа и пара вихревой DYMETIC-9400. Технические условия.
- ТУ 4213−011−12 580 824−94 Счетчик-расходомер вихреакустический СВА.
- ТУ 4213−011−18 623 641−01 Расходомеры.
- ТУ 4213−011−44 327 050−97 Расходомер-счетчик ультразвуковой переносной «ВЗЛЕТ ПР».
- ТУ 4213−012−18 623 641−01 Расходомеры с интегратором акустические ЭХО-Р-02.
- ТУ 4213−012−44 327 050−99 Расходомер-счетчик ультразвуковой многоканальный «Взлет MP».
- ТУ 4213−013−7 503 715−2001 Счетчик горячей воды крыльчатый СГВК-15 «Агидель-М».
- ТУ 4213−014−39 475 433−98 Преобразователи расхода электромагнитные ПРЭМ/
- Тушканов В. В Андрианов С. А Опыт применения открытых технологий при создании АСУТП промышленного производства // Приборы и Системы Управления, 9/1999.
- Ультразвук / Под ред. И. П. Голяминой.- М.: Советская энциклопедия, 1979.-400 с.
- Физические величины. Справочник. М.:Энергоатомиздат, 1991.
- Филатов В.И. Анализ ультразвукового метода измерения расхода веществ // Измерительная техника, 2000. № 1. — 24−35 с.
- Хамидуллина В. К., Ультразвук будет стремиться к точности: тенденции развития мирового рынка ультразвуковых расходомеров // Материалы симпозиума «Мир измерений и учета», 2000.
- Хорбенко И.Г. Звук, ультразвук, инфразвук. М.: 1986.
- Чихутов Д.А. Блочные тепловые пункты на основе приборов ОАО «ЗЭиМ» // Энергосбережение. -М.: 2001. -№ 2. 68−69 с.
- Чихутов Д.А. Использование энергоэффективных блочно-тепловых пунктов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. М.: 2001. -№ 7. — 72−75 с.
- Чугаев Р. Р. Гидравлика. JL: Энергия, 1970.
- Шелапудин И.Д., Чередниченко В. Е., Панкова О. А. Способ определения профиля скорости потока жидкости в сечении трубопровода. Патент RU 2 142 642.
- ШКСД.407 112.000−01 РЭ Расходомер-счетчик электромагнитный взлет эм. Руководство по эксплуатации.
- Шмелёв О.Я. Измерительная техника, 1994. N 2. — 51−53 с.
- Ярошевский В.А. Лекции по теоретической механике. М.: МФТИ, 2001.
- Clamp-on Ultrasonic Meters // Project No: FDWM04, NEL.
- Godin O. A., Mikhin D. Yu. An opportunity for improved observation of ocean currents in the coastal zone // Proc. Oceans 96 MTS / IEEE Conference. Piscotaway, N.J.: IEEE, 1996. P. 345−350.
- Munk W.H., WunschC. Ocean acoustic tomography: rays and modes // Rev. Geophys. and Space Phys. 1983. Vol. 21, № 4. p. 777−793.
- Norton S. J. Tomographic reconstruction of two-dimensional vector fields: application to flow imaging // Geophys. J. Roy. Astron. Soc. 1988. V. 97. P. 162−168.
- Slavutsky L.A. WKB approximation for inverse problem of radiowaves refraction // URSI-S on EM Theory proc., 1992, Australia, p. 404−407.
- UFM 001.000.00 И2. Расходомеры-счетчики воды ультразвуковые UFM001. Методика поверки.
- Worcester P.F., Howe В. М., SpindelR. С. Ocean acoustic tomography: mesoscale velocity // J. Geophys. Res. 1987. Vol. 92, № C4. p. 3785−3805.
- Worcester P.F., SpindelR.C., HoweB.M. Reciprocal acoustic transmissions: Instrumentation for mesoscale monitoring of ocean currents // IEEE J. Ocean. Eng. 1985. Vol. 10, № 2. p. 123−137.