Анализ зависимости числа Струхаля в уравнении измерения вихреакустического расходомера
Автор: Лапин Андрей Павлович, Дружков Александр Михайлович, Кузнецова Кристина Витальевна
Статья в выпуске: 4 т.13, 2013 года.
Бесплатный доступ
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.
Вихреакустические расходомеры, функция преобразования, число струхаля, взвешенный метод наименьших квадратов
Короткий адрес: https://sciup.org/147154939
IDR: 147154939 | УДК: 681.2
Analysis of the dependence of the Strouhal number in the measurement equation for vortex sonic flowmeters
The article describes a study of the Strouhal number in a wide range of flow measurement at different temperatures of the medium. It is established that the value of the Strouhal number is not constant over the entire range of measurement and has significant non-linearity at low flow. With the use of quality indicators was done choosing the best mathematical model describing the dependence of the Strouhal number of the flow rate at different temperatures. A comparison of the chosen mathematical model conversion function with the currently used in mass production flow was done. Description of Strouhal number in the form of non-linear functions, depending on the frequency of vortex shedding and fluid temperature, can significantly reduce the measurement error at low flow. We proposed a method for adapting a nonlinear conversion function of the investigated flow for meters with a large diameter flow section.
Список литературы Анализ зависимости числа Струхаля в уравнении измерения вихреакустического расходомера
- Кремлевский, П.П. Расходомеры и счетчики количества: справ./П.П. Кремлевский. -Л.: Машиностроение, 1989. -701 с.
- Baker, R.C. Flow measurement handbook/R.C. Baker. -New York: Cambridge University Press, 2000. -524 p.
- Pankanin, G.L. The vortex flowmeter: various methods of investigating phenomena/G.L. Pankanin//Measurement science and technology. -2005. -No. 16. -P. R1-R16.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 2000. -59 с.
- Volker, H. Comparison of pressure and ultrasound measurements in vortex flow meters/H. Volker, H. Windorferb//Measurement. -2003. -№ 33. -P. 121-133.
- Лапин, А.П. Выбор модели функции преобразования вихреакустических расходомеров/А.П. Лапин, А.М. Дружков//Вестник Южно-Урал. гос. ун-та. Сер. «Компьютерные технологии управление, радиоэлектроника». -2012. -Вып. 17, № 35 (294). -С. 161-164.
- Лапин, А.П. Выбор и исследование двухфакторной модели функции преобразования вихреакустических расходомеров/А.П. Лапин, А.М. Дружков//Вестник Южно-Урал. гос. ун-та. Сер. «Компьютерные технологии управление, радиоэлектроника». -2013. -Т.13, № 3.-С. 4-12.
- Лапин, А.П. Применение взвешенного метода наименьших квадратов при исследовании функции преобразования вихреакустических расходомеров/А.П. Лапин, А.М. Дружков//Вестник Южно-Урал. гос. ун-та. Сер. «Компьютерные технологии управление, радиоэлектроника». -2013. -Т. 13, № 2. -С. 109-112.
- Дрейпер, Н. Прикладной регрессионный анализ: в 2 кн./Н. Дрейпер, Г. Смит. -М.: Финансы и статистика, 1986. -Кн. 2. -351 с.
- Calibration of an ultrasonic flowmeter for hot water/K. Tawackolian, O. Büker, J. Hogendoorn, T. Lederer//Flow Measurement and Instrumentation. -2012. -No. 33. -P. 166-173.
