автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Автоматизированные системы контроля параметров жидкости в наблюдательных скважинах и резервуарах

Калинов Геннадий Алексеевич

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТИ В НАБЛЮДАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ И РЕЗЕРВУАРАХ

05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 СЕН ?0Ю

Хабаровск-2010

004608368

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

Римлянд Владимир Иосифович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

Кривошеев Игорь Александрович кандидат технических наук, доцент Константинов Константин Витальевич

Ведущая организация: Институт автоматики и процессов управления

ДВОРАН

Защита состоится «06» октября 2010 г. в 15 00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.294.05 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный университет» по адресу: 680035, г. Хабаровск, ул. Тихоокеанская, д. 136, ауд. 316.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тихоокеанского государственного университета.

Автореферат разослан « 2 » Я2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Бурдинский И.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Одной из актуальных задач мониторинга Земли является задача оценки геодинамической обстановки и прогноза сейсмической активности в различных районах РФ. Для ее решения используются различные методы, в том числе метод, основанный на измерении пространственно-временного распределения значений параметров состояния подземных вод. Информативными параметрами являются: изменения уровня, температура и удельная электропроводимость. Хронологическая привязка измерений к единой временной шкале позволяет с высокой точностью оценивать корреляцию и динамику развития различных геодинамических процессов.

Для реализации поставленной задачи необходимо сформировать разветвленную сеть специальных наблюдательных скважин - пунктов измерения параметров подземных вод и обеспечить автоматический сбор, накопление и обработку измерений. С целью изучения данного вопроса, начиная с 1986 г, в сейс-моопасных зонах Закавказья, Краснодарского края и Дальнего Востока по инициативе Всероссийского научно-исследовательского института гидрогеологии и инженерной геологии стали создавать сети наблюдательных скважин. Было создано около 170 специализированных скважин. Однако отсутствие высокоточной измерительной аппаратуры и автоматизации процесса измерения сдерживает осуществление оперативного и качественного анализа геодинамической обстановки.

Технические требования, предъявляемые к подобного рода измерительной технике, чрезвычайно высокие. Необходимо обеспечить высокую точность измерения и надежность работы устройств в автономном режиме не менее одного года. Результаты измерений не должны зависеть от изменения параметров окружающей среды. Автономные системы сбора гидрологической информации, кроме основных параметров, должны измерять: атмосферное давление и температуру окружающего воздуха.

Аналогичные требования предъявляются к аппаратуре автоматизированных систем контроля параметров жидкости в резервуарах. Высокоточное измерение уровня жидкости и температуры позволяют более точно оценить затраты производства, оптимизировать управление производственным процессом, предотвратить неконтролируемые утечки, качественно повысить информационное обеспечение технологического процесса.

Цель работы: создание измерительного комплекса сбора гидрологической информации в наблюдательных скважинах и основных элементов автоматизированной системы гидрогеодинамического мониторинга сейсмоактивных зон. Разработка алгоритмов работы высокоточного ультразвукового уровнемера и создание на его основе стационарной системы автоматического контроля параметров жидкости в резервуарах.

Для достижения цели решались следующие задачи: разработка и исследования автономного измерительного комплекса сбора гидрологической информации, разработка пользовательских и интерфейсных программ дистанционно-

го управления, разработка программного обеспечения автономного измерительного комплекса, программного обеспечения приема и передачи данных средствами сотовой и спутниковой связи, разработка нового способа высокоточного измерения уровня, разработка специализированного метрологического стенда.

Методы исследования: в работе использовались методы и теория измерений, теория случайных процессов, акустические методы, вероятностное моделирование процессов измерения и обработки данных, методы экспериментального исследования в лабораторных и полевых условиях. Разработка программ и расчеты осуществлялись с использованием пакетов Borland С++ Builder, Maple, методов компьютерного проектирования электронных устройств.

Научную новизну работы составляют следующие положения:

1. Разработаны алгоритмы работы и управления скважинным измерительным комплексом для автоматизированной системы сбора гидрологической информации;

2. Предложен ультразвуковой поплавковый способ измерения уровня жидкости с автоматической калибровкой, заключающийся в непрерывной нормировке акустического волновода;

3. Предложен и теоретически обоснован способ измерения времени прихода акустического импульса на основе регистрации времени перехода первой полуволны нулевого уровня;

4. Определена величина систематической ошибки измерения уровня фазовым способом при высоком уровне шумов, предложен алгоритм ее компенсации;

5. Предложен метод селекции акустических импульсов по времени превышения первой полуволной заданного порога обнаружения.

Практическую ценность работы составляют:

разработанные скважинные измерительные комплексы, образующие автоматизированную систему сбора, визуализации и накопления гидрологической информации; алгоритм компенсации систематической составляющей при измерении момента прихода акустического импульса фазовым способом при высоком уровне шумов; разработанная на основе высокоточного уровнемера система для технологического и коммерческого учета жидких нефтепродуктов в резервуарах высотой до 15 м.

Достоверность результатов работы подтверждается: корректной постановкой и решением поставленных задач с использованием, математического аппарата, анализа случайных процессов и вероятностного моделирования; результатами экспериментальных исследований, проведенными в лабораторных и в полевых условиях; положительными результатами внедрения на десятках предприятий Дальнего Востока и ближнего зарубежья. Выпуском ООО НПФ «Полином» малой партии комплексов сбора гидрологический данных «Кедр-А2», «Кедр-ДМ», «Кедр-ДС» (более 120 изделий). Качество разработки подтверждается сертификатом соответствия Госстандарта Росси №8387532 от 11.12.2008.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Структура и алгоритмы работы автономного измерительного комплекса, организация и управление распределенной в пространстве автоматизированной системой сбора гидрологической информации;

2. Способ измерения уровня жидкости со встроенной автоматической калибровкой, позволяющий создавать высокоточные уровнемеры для стационарных и автономных систем измерения уровня жидкости;

3. Способ измерения времени прихода акустического импульса на основе регистрации времени перехода первой полуволны нулевого уровня, обеспечивающий высокую точность измерения уровня жидкости;

4. Алгоритм расчета и компенсации систематической ошибки измерения времени прихода акустического импульса фазовым способом при высоком уровне шумов;

5. Метод селекции по длительности времени превышения первой полуволной акустического импульса порога его обнаружения, обеспечивающий расширение диапазона измерения уровня жидкости.

Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы в про-ектно-конструкторской деятельности ООО НПФ «Полином» (г. Хабаровск), в исследовательской деятельности: Камчатского филиала геофизической службы РАН (г. Петропавловск-Камчатский), Института водных и экологических проблем ДВО РАН г. Хабаровск, а также для проведения гидрогеомониторинга предприятиями ФГУП «Гидроспецгеология» (г. Москва) и предприятиями СНГ. Разработанные измерительные комплексы «Кедр ДМ (ДС)» применяются в действующем макете автоматизированной системы сбора и анализа гидрогео-динамической (ГТД) информации для оперативной оценки геодинамической обстановки сейсмоактивных регионов.

Личный вклад автора. Личный вклад автора в публикациях, опубликованных в соавторстве, заключался в разработке способов измерения уровня жидкости, проведении метрологических исследований и математических расчетов. Автор принимал непосредственное участие в разработке алгоритмов моделирования, разработке принципиальных схем, настройке и практической реализации аппаратных средств систем и устройств измерения уровня жидкости в стационарных системах технологического контроля и в автономных системах измерения уровня поземных вод в гидрогеологии.

Апробация работы. Отдельные результаты работы обсуждались на: краевой научной конференции «Физика, фундаментальные исследования, образование» - Хабаровск, 1998; XI сессии Российского акустического общества. -Москва, 2001; II региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование»,- Хабаровск, 2001; III региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование»- Благовещенск, 2002; VIII научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» Всероссийского центра мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера МЧС России, г. Санкт-Петербург, 2008; межрегиональной научной конференции «III Дружининские чтения «Ком-

плексные исследования природной среды в бассейне реки Амур», Хабаровск, -2009.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, из них 5 статьи, 3 доклада на конференции, 2 патента и одна монография. В изданиях, рекомендованных ВАК по тематике диссертационного совета, опубликовано 4 работы.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 109 наименований и 7 приложений. Основная часть работы изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит 50 рисунков и 4 таблицы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложена актуальность, сформулированы основные цели и задачи, определены выносимые на защиту положения, новизна и практическая ценность диссертационной работы.

Первая глава посвящена анализу состояния проблем, связанных с измерением параметров подземных вод, автоматизацией процесса сбора и обработки информации. Проведенный анализ показал, что среди прочих измеряемых параметров уровень подземных вод в большей степени связан с деформационными процессами, поэтому существенно возрастают требования к точности и достоверности его измерения. Абсолютная погрешность измерения уровня не должна превышать 1-2 мм, разрешающая способность менее 0,5 - 1 мм, погрешность измерения температуры - 0,01 °С. Используемые для этой цели скважинные уровнемеры гидростатического типа не обеспечивают требуемой надежности и точности измерения.

В главе обоснована необходимость создания автоматизированной системы сбора гидрогеологической информации с использованием каналов сотовой и спутниковой связи. Сформулированы основные технические требования для высокоточного уровнемера и скважинного измерительного комплекса. Определены основные измеряемые параметры подземных вод и их метрологические характеристики.

Проанализирован опыт построения автоматизированных систем контроля и учета жидкости в резервуарах. Рассмотрена экономическая целесообразность применения высокоточных устройств измерения уровня жидкости. Сформулированы основные требования к системам измерения уровня жидкости в целом и к её отдельным элементам.

Во второй главе представлены результаты проведенных исследований и разработки нового ультразвукового уровнемера как основного измерительного элемента системы ГГД мониторинга. Изложены расчеты его основных элементов и составных частей. Описаны функциональные схемы и принципы их работы.

В разделе 2.2. предложен новый способ измерения уровня жидкости, принцип действия которого основан на измерении интервала времени прохождения УЗК импульса в звукопроводе от границы раздела жидкость - воздух до прием-

ного преобразователя (рис. 1.). В качестве акустического излучателя используется пьезокерамический цилиндр, кооксиально охватывающий металлический волновод. Возбуждение пьезокерамики происходит электрическим импульсом синхронно с запуском «счетчика времени».

Рис.1. Упрощенная схема ультразвукового уровнемера с автоматической калибровкой

Для обеспечения энергией и синхронизации процесса излучения акустического импульса используется металлический стержень - волновод 5, который с проводом 6 образует замкнутый виток вторичной обмотки понижающего трансформатора 2. Одновременно этот виток является первичной обмоткой трансформаторов, расположенных в поплавке. Электрическая цепь вторичной обмотки понижающего трансформатора 2 может быть выполнена на основе металлических конструкций резервуара или специального провода 6. Для сква-жинных уровнемеров для этой цели используется защитная труба, которая, одновременно, обеспечивает свободное перемещение поплавка вдоль металлического волновода в скважине. Переменный ток вторичной обмотки трансформатора 2 наводит ЭДС во вторичной обмотке трансформатора, расположенного внутри корпуса поплавка. В электронном блоке поплавка 8 сигналы «накачки» питания и синхронизации разделяются во времени. Накопленная энергия используется для импульсного питания электронного блока поплавка.

Включение питания электронной схемы выполняется через определенное время Тш после окончания сигнала «накачки». Изменение Тзад и времени формирования синхроимпульса допускает раздельное управление несколькими акустическими излучателями. Для увеличения точности измерений на нижнем конце волновода установлен дополнительный акустический излучатель 10, который обеспечивает непрерывную автоматическую калибровку. Измерение уровня основывается на подсчете количества импульсов частоты опорного генератора Икал и ТУ,-., которые заполняют соответственно интервалы времени от момента формирования акустического импульса на торце волновода и от акустического излучателя, расположенного на границе раздела сред, до приемного

I?

2 - понижающий трансформатор,

3 - приемник УЗК, 4 - схема формирования момента прихода акустического импульса, 5 - металлический волновод, 6 - провод вторичной обмотки, 7 - поплавок, 8 - электронная схема формирования акустического импульса, 9 - акустический излучатель поплавка. 10 - дополнительный акустический излучатель.

1 - микропроцессор,

преобразователя. Предполагая, что длина волновода Ьжв постоянна, уровень жидкости рассчитывается по формуле Ь, = 1эт ^ Предложенный спо-

соб измерения практически не зависит от средней температуры волновода, колебаний атмосферного давления, плотности воды, точности и долговременной нестабильности частоты опорного генератора. Данный ультразвуковой уровнемер может применяться как в стационарных системах измерения уровня жидкости в резервуарах, так и при измерении уровня подземных вод в наблюдательных скважинах.

В разделе 2.1.1 проведены анализ и обоснование частоты сигнала«накачки», проведен расчет формы ферритовых сердечников трансформаторов с точки зрения минимизации массогабаритных размеров поплавкового акустического излучателя. Описана работа функциональной схемы электронной блока поплавка, которая обеспечивает формирование акустического импульса необходимой амплитуды и высокую точность синхронизации.

Проведенные исследования амплитудно-частотных характеристик излучающего пьзокерамического цилиндра показали наличие двух резонансов и степень влияние протектора на его частотные свойства (рис.2.).

Рис.2. Амплитудно-частотные характеристики пьезокерамического цилиндра £> = 28 мм, <з? = 23 мм, к = 10 мм. а- П = 176 кГц, б - = 39 кГц

Из анализа способов регистрация переднего фронта акустического сигнала, проведенного в разделе 2.1.2, было установлено, что наилучшими характеристиками обладает фазовый способ регистрации времени перехода через нулевой уровень первой полуволной. При этом достигается высокая точность измерения уровня жидкости, низкая зависимость от амплитуды сигнала, акустических и электрических шумов. Функциональная схема (рис.3.) реализует алгоритм фазового приема и учитывает влияние шумов.

Работа детекторов шума 14 и пикового детектора 6 разделена во времени сигналом обнаружения акустического импульса. Фазовый способ приема сигналов реализован на двух компараторах 7 и 8. Начало интервала времени распространения акустического сигнала в волноводе синхронизировано с запуском акустического излучателя, а конец - с переходом первой полуволны через нулевой уровень.

Рис.3. Функциональная схема приемника акустических сигналов: 1 - УЗК преобразователь, 2 - предварительный усилитель, 3 - ФВЧ, 4 - усилитель, 5 - усилитель-ограничитель, 6 - пиковый детектор, 7 - компаратор, 8 - «ноль» - компаратор, 9 - селектор длительности, 10 - схема формирования временного интервала, 11 - быстродействующий счетчик, 12 - кварцевый генератор, 13 - микропроцессор, 14 - детектор шума, 15 - преобразователь интерфейса

В третьей главе проведены анализ и теоретические расчеты факторов влияющих на точность и достоверность измерения уровня жидкости, обоснованы параметры блоков 6,1, 8,9 и 14 функциональной схемы рис.3.

В разделе 3.1. представлены результаты экспериментов, которые показывают, что при распространении акустического сигнала вдоль волновода происходит изменение формы переднего фронта акустического импульса (уширение первой полуволны за счет дисперсии). Для анализа влияния дисперсии звука в волноводе на основе уравнения (1), описывающего деформационные процессы в стержнях, получено приближенное выражение частотной зависимости фазовой скорости распространения ультразвуковой волны в стержне (2):

Г 3%(угг)

ог

2 ¡¿к

2 ¡к

а/,0у)

дг

(г*1-*?)

дг2

а/„(»у)

дг

= 0,

0)

где |1 - модуль сдвига материала стержня (волновода);

ю /С£; к2 = ю !С$\ к = со / СУш) - волновое число; а - цикли-

у2 =7^2 !

ческая частота УЗК; С(со) - фазовая скорость распространения волны в стержне; С£, С5 - скорости распространения продольных и сдвиговых волн в материале стержня, соответственно; У0(х) - функция Бесселя нулевого порядка; г - расстояние от оси стержня до точки «наблюдения»; а - радиус стержня.

С(о) = С0

1 + 2,7-10~У'У

1 + —2,7-10"5а4'3о

С,

(2)

где о - циклическая частота УЗК, Со = V£Ур, £ - модуль Юнга, р - плотность материала стержня; СК - скорость распространения Релеевских волн.

<7(0 =

(3)

Исходя из задачи анализа изменения переднего фронта (первой волны) и упрощения расчетов форма акустического сигнала в точке Х= 0 была принята в виде

(А1 Л2 51п(2ТГ/2Г), !<Г

{ 0, 1>Т '

Используя приближенное выражение (2) и упрощенное описание исходного акустического сигнала (3) была проведена теоретическая оценка изменения временной формы сигнала по мере его распространения по волноводу. Расчеты проводились для частот/\ = 80 кГц,/; = 400 кГц, Т ~ 43 мкс и функции затухания ехр[- а(со)-х]. Примерная форма сигнала в заданной точке волновода рассчитывалась по формуле, используемой при анализе передачи сигналов через линейные цепи

и(х,1)=— \и'(со)ехр(-а(<»)х)ехр

у е*-

С{со)

(1й),

где и (со) - спектральная плотность сигнала 11(1), ехр[- а(со)-х] - передаточная функция.

В результате численных расчетов была получена форма акустического сигнала в различных точках волновода, которая в целом совпадает с экспериментальными результатами. При этом выявлено и экспериментально подтверждено, что наилучшей точкой отсчета является «пересечение через ноль» первой полуволны акустического импульса (рис.4.). Анализ проводился для различных значений коэффициента затухания <х(со) = Ь-со.

М, мкс

— Ь = 2,5-10 Нп с/м

— Ь = 5 ■ 10"7 Нп с/м Нп с/м

2,5

Рис. 4. Отклонение времени прихода выбранной точки от х /Со: а - по «пересечению нуля», б - по первому максимуму

В разделе 3.3.2. проведена оценка изменения температуры волновода в реальных условиях. В пределе, для резервуаров, перепад температур может достигать 130 °С, а в наблюдательных скважинах до - 90 °С Для стержней, изготовленных из СтЗ и Х18Н10 в лабораторных условиях, были измерены температурные коэффициенты скорости распространения УЗК (/?), значения которых составили 0,83 ± 0,04 и 0,78 ± 0,04 м/(с-град) соответственно. Для учета влияния перепада температуры волновода была предложена методика расчета уровня, учитывающая линейное изменение температуры волновода от поплавка до приемного преобразователя.

и

Расчеты основывались на том, что средняя скорость У0 измерялась при тем-

пературе + 20 °С, а скорость в волноводе определялась по формуле

V(x) = |к0 + р■ (Тж -20°с)+ р■ (Г, -Тж)j,

(4)

где Ь(Ат) - путь распространения УЗК от акустического излучателя (поплавка) до приемного преобразователя за измеренное время Ат, Тж - температуры жидкости, Г/ - температуры верхнего торца волновода.

В разработанных скважинных измерительных комплексах серии «Кедр» измерение температуры осуществляется в приемном преобразователе, расположенном в непосредственной близости от верхнего торца волновода, а также в жидкости, посредством выносного температурного датчика. В стационарной системе измерения уровня в резервуарах измерение проводилось вдоль волновода в четырех точках.

На основе формулы (4) было получено выражение для расчета уровня жидкости для случая, когда скорость УЗК линейно изменяется вдоль волновода

Ц Дг) = Дг-

In

1 + _ 0-(Тг-Тж)

. Г0+Р-{ТЖ-20°С).

(5)

Предлагаемая методика расчета по формуле (5) позволяет учитывать не только линейные изменения температуры, но и иные законы, в том числе заданные табличным способом.

Для повышения достоверности результатов измерения при ограниченной выборке измерений применялся специальный алгоритм отбраковки грубых отсчетов (раздел 3.4.), основанный на неравенстве IX,-x\<2-tai-%= для и = 3-7,

1 1 ' -Jn

где fft„ коэффициенты Стьюдента, п - число измерений, а - с.к.о. ошибки измерения уровня.

В разделе 3.3 рассмотрено влияние шумовой составляющей сигнала на достоверность и точность измерения уровня. Проведен анализ возникновения грубых ошибок при изменении напряжения порога обнаружения Ump. Рассмотрено два фактора их возникновения. Первый - преждевременное срабатывание схемы обнаружения от собственных шумов при малом напряжении Unop и второй -пропуск первой полуволны при увеличении Ump. Оценка проводилась для величин у = А]/аш - относительной амплитуды и щ= ипор/аш - относительного порога, где Ai - амплитуда первой полуволны акустического импульса, аш -среднеквадратическое напряжение шума.

Предложено для расширения диапазона и уменьшения вероятности грубых ошибок в схему приема акустических сигналов ввести селектор по длительности (устройство 9 на рис.3.) превышения порога.

Средствами вероятностного моделирования определена зависимость вероятности грубой ошибки от влияющих факторов

где А(сез - пороговый уровень селектора длительности, ипор - напряжение порога компаратора, Рр - вероятность раннего срабатывания на интервале времени распространения акустического импульса по волноводу, Рпр - вероятность пропуска первой полуволны. Рассматривалась наихудшая ситуация, когда акустический излучатель находился на расстоянии 3 м от приемного преобразователя. Результаты моделирования, представленные на рис.5, показывают, что при заданной вероятности грубых ошибок Рг0 = 0,05 и = 1,5 мкс применение селекции по длительности позволяет уменьшить уровень ипор с 4,4 аш до 2,5 <тш.

Рис. 5. Вероятность грубых ошибок порогового обнаружителя с применением селекции по длительности

В разделе 3.3. проведены исследования влияния широкополосного шума на точность измерения момента прихода акустического сигнала фазовым способом. Входной сигнал представлен в виде аддитивной смеси детерминированного сигнала ОД = А1-соз(а>0+<р) (первой полуволны акустического сигнала) и шумового сигнала п(() в полосе частот 0,03 - 1 МГц. В качестве примера рассмотрен случай, когда А; = 1, а основная частота детерминированного сигнала Р= 100 кГц. Исследования проводились с «гладкой» функцией сигнала шума на фоне основного сигнала, которая была получена с применением цифрового БИХ фильтра. Промежуточные значения интерполированы посредством кубического сплайна. В результате была сформирована последовательность шумо-подобного сигнала с частотой дискретизацией 2000 Б. Таким образом, при многократных испытаниях были получены вероятностные характеристики работы схемы приема акустического сигнала фазовым способом.

Переход сигнала Х(1) через нулевой уровень может произойти раньше или позже, чем амплитуда детерминированного сигнала примет нулевое значение. При уменьшении отношения у вероятность перехода через нулевой уровень «слева» от (времени пересечения сигнала ) будет выше, чем «справа».

Время перехода сигнала Х(1) через нулевой уровень может изменяться случайно в пределах интервала Л1 = Ц - который в вероятностном смысле соответствует ошибке определения времени прихода акустического импульса. Результаты статистического моделирования представлены на рис.б, из которого видно, что плотность вероятности ошибки измерения при уменьшении у «рас-

плывается», а максимум плотности распределения смещается относительно <р = 900 в левую сторону.

При малых значениях у функция \У(<р) принимает «волновой» характер. Данный эффект объясняется ограничением верхней частоты шумовой составляющей. Смещение максимума плотности распределения приводит к изменению среднего значения (рис.6.6.), т.е. к возникновению систематической ошибки. Результаты моделирования показывают, что при у = 4,5, частоте акустического сигнала 100 кГц и скорости УЗК V=5850 м/с ошибка измерения уровня составляет 0,32 мм, при у = 3 - 0,8 мм.

0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 О

а

1

У =20

) "■1

Г 126

36 И 72 90 106

Рис.6. Изменение распределения плотности вероятности фазовой ошибки и центральных моментов от у

Для однократных измерений величина смещения среднего значения тЛф существенного веса не имеет. При использовании усреднения многократных отсчетов значение систематической ошибки увеличивается, так для числа усреднений Ыуср = 9 случайная и систематическая ошибки вносят одинаковый вклад в ошибку измерения. Число измерений, используемых для формирования одного отсчета, в стационарных системах соответствует 40, а в скважинных уровнемерах - 7. Это указывает на целесообразность учета систематической составляющей ошибки измерения уровня.

Для ее исключения предложен способ, основанный на измерении уровня шума на выходе усилителя до момента прихода акустического импульса и измерении амплитуды первой полуволны. Измерение осуществляется посредством встроенных детектора шума 14 и пикового детектора амплитуды первой полуволны 6 схемы рис. 3. По величине отношения у амплитуды сигнала к уровню шума микропроцессор 13 табличным способом определяет значение поправки. Выше изложенный метод позволяет уменьшить погрешность измерения в 1,9 раза при у = 3 и ЫУСр - 40.

В четвертой главе описана разработка автоматизированной системы мониторинга параметров подземных вод на основе скважинного измерительного комплекса, включающего в себя высокоточное измерение уровня, температуры и удельной электропроводимости. Главным узлом измерительного комплекса является блок сбора информации (рис.7).

Разработанное программное обеспечение блока обеспечивает управление двумя измерительными каналами (уровнемером и глубоководным зондом), ра-

боту с выносным индикатором, регистрацию измеряемых параметров в энергонезависимой памяти, управление сотовым или спутниковым модемом. Встроенные часы реального времени регламентируют процесс измерения, приема и передачи данных. В схеме БСИ - 300 присутствуют датчики атмосферного давления и температуры окружающего воздуха.

Рис.7. Функциональная схема блока сбора информации БСИ - 300

Для измерения дополнительных параметров был разработан глубоководный зонд (рис.8.), в котором установлены прецизионный датчик температуры и датчик проводимости индукционного типа, а также микропроцессорная схема обработки и передачи результатов измерения. В качестве датчика температуры применено платиновое сопротивление типа Platinum RTDs 1000.

1 - усилитель, 2 - генератор, 3 - АЦП, 4 - детектор, 5 - АЦП проводимости, 6 - микропроцессор, 7 - согласующее устройство, 8 - приемопередатчик 118 -485, 9 - источник питания.

Рис.8. Функциональная схема глубоководного измерительного зонда.

Для высокоточного расчета температуры был разработан итерационный способ решения уравнения температурной зависимости сопротивления

лг=д0-(1+л-г+г-г2-юос-г3+с-г4),

где Ят — измеренное сопротивление при температуре Т, Ко — сопротивление при 0°С ,А,В,С - паспортные коэффициенты.

Предложенный способ позволил за один цикл вычислений уменьшить погрешность измерения до 0,01 °С в интервале температур ± 20 °С.

В разделе 4.3. описана конструкция датчика проводимости индукционного типа (рис.9.), которая представляет собой систему двух соосно расположенных тороидальных катушек индуктивности 2 и 4, охваченных общей петлей связи в виде элементов корпуса датчика и жидкостного проводника контролируемой среды. У датчика проводимости фактически отсутствуют электроды, а электрическая схема не имеет непосредственного контакта с жидкостью, что позволяет использовать его в жестких полевых условиях и на больших глубинах.

корпус датчика, 2 - сердечник излучающей катушки, 3 - эпоксидный компаунд, 4 - сердечник приемной катушки, 5 - экран.

Рис. 9. Конструкция датчика проводимости индукционного типа.

Разработанный скважинный измерительный комплекс на основе высокоточного ультразвукового уровнемера и глубоководного зонда является основным измерительным прибором в системе ГГД- мониторинга. Площадь охвата земной поверхности составляет сотни и тысячи квадратных километров. Серия более чем из 60 измерительных комплексов типа «Кедр» вошла в состав действующего макета сбора гидрологической информации, который охватил районы Северного Кавказа, Байкала, Алтая и Дальнего Востока.

Скважинные измерительные комплексы, расположенные в зоне уверенного приема одного из сотовых операторов, осуществляют передачу данных по каналам сотовой связи, в иных случаях данные передаются средствами спутниковой связи на основе низкоорбитальной группировки системы «GlobalStar». Архитектура макета системы представлена на рис.10.

Измерительные комплексы через заданные интервалы времени (5 - 60 мин) осуществляют измерение параметров подземных вод. Информация накапливается в переносном энергонезависимом накопителе. Так как число действующих спутников недостаточно для обеспечения бесперебойной спутниковой связи, то в системе выполняется расчет оптимального времени сеанса связи на основе известных параметров орбит спутников. Расписание выкладывается в виде файла на FTP - сервер.

При очередном сеансе связи скважинный измерительный комплекс считывает файл настроек и расписание. Для обеспечения единой синхронизации комплексов на FTP - сервере действует программа формирования времени в файле настроек. Если в настройках присутствует команда изменения программы, то измерительный комплекс последовательно, ограниченными пакетами, считывает необходимую программу из соответствующего директория FTP - сервера. Алгоритм считывания файла программы рассчитан на случайные сбои связи. Изменение программы выполняется автоматически, после полной загрузки и проверки контрольных сумм.

В расчетное время сеанса связи измерительный комплекс передает информацию, используя пакетную радиосвязь общего пользования (GPRS) по адресу почтового сервера. Почтовый сервер раскрывает принятое сообщение, устанавливает адреса пользователей и отсылает им данные в виде электронного сообщения. Для обеспечения диагностики состояния измерительного комплекса в сообщении передается информация об уровне радиосигнала, состоянии батарейного питания, интервале времени передачи данных, токах потребления измерительных каналов, числе нереализованных сеансов связи. Управление комплексами осуществляется путем изменения файла настроек. Кроме того, в измерительном комплексе предусмотрено ручное управление настройками и изменение программы, а также выполнение тестовых сеансов связи.

В качестве подтверждения универсальности разработанного высокоточного ультразвукового уровнемера был рассмотрен вариант автоматизированной системы измерения уровня нефтепродуктов в резервуарах.

В пятой главе описаны исследования метрологических характеристик высокоточного ультразвукового уровнемера. Для проведения исследовательских работ был разработан специальный метрологический стенд. С использованием метода наименьших квадратов разработана методика калибровки, которая позволяет на основе многократных измерений определить с высокой точностью коэффициенты (6), необходимые для расчета уровня.

д = -м t (6)

U " J

где п - число измерений, Nb Kt - показания уровнемера и метрологического стенда соответственно.

Выполнены расчеты по оценке влияния на точность измерения уровня степени минерализации воды в скважине. Установлено, что погрешность в данном случае не превышает 1 мм. Для устранения влияния минерализации воды был предложен метод компенсации за счет введения поправки, учитывающей удельную электропроводимость в соответствии с формулой

АН =Н„ •(--—-1), где <? - удельная электропроводимость, Нд - уро-

^1 + 4,65-10 -О )

вень погружения поплавка. Применение данной поправки уменьшило влияние минерализации подземных вод в 20 раз. Проведена оценка влияния геометрических неоднородностей на точность измерения уровня. Выявлено, что для сохранения точности измерения в пределах 0,1 мм при изготовлении волновода допустимы одиночные дефекты не более 50 мм с отклонением от оси симметрии 0,5 мм или повторяющиеся волнообразные дефекты с отклонением 2,5 мм.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Основные научные и научно-практические результаты работы можно сформулировать следующим образом:

1. Разработана и внедрена автоматизированная система сбора гидрологической информации на основе скважинных измерительных комплексов, обеспечивающих измерение параметров подземных вод и передачу информации по каналам сотовой и спутниковой связи.

2. В основу разработанного автором измерительного комплекса положен ультразвуковой поплавковый метод измерения уровня жидкости, обеспечивающий высокоточное измерение уровня с погрешностью не более 1мм и разрешающей способностью 0,1 мм. Предложенный способ измерения уровня практически не зависит от изменения температуры, атмосферного давления, плотности жидкости, стабильности опорного генератора.

3. Проведены теоретические расчеты влияния дисперсионных свойств волновода на изменение формы акустического сигнала, которые позволили определить эффективный способ регистрации времени прихода акустического импульса. Проведена оценка изменения временного положения различных характерных точек первой полуволны: максимума первой полуволны, первого превышения порога на уровне 0,1 и «пересечения через ноль». Теоретически выявлено и экспериментально подтверждено, что наилучшей точкой отсчета является «пересечение через ноль».

4. Проведен комплексный анализ влияния шумов на процесс измерения. Выявлена систематическая ошибка, возникающая при фазовом измерении времени прихода акустического импульса в условиях шумов; определен алгоритм ее расчета и компенсации; определено оптимальное значение порога амплитудного обнаружителя; показана эффективность применения селектора по длительности превышения заданного порога.

5. Определена степень влияния температуры жидкости и внешней среды на точность измерения уровня с автоматической калибровкой и без. Разработан алгоритм компенсации.

6. Разработан стенд для проведения метрологических характеристик высокоточного уровнемера.

Практическая значимость диссертационной работы подтверждается успешными внедрениями результатов работы в системе ГГД мониторинга Земли, а также в промышленности при создании стационарных систем контроля параметров жидкости в резервуарах.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Калинов Г.А. О точности измерения уровня жидкости в резервуарах акустическим эхо-методом / Г.А. Калинов, А.И. Кондратьев, O.A. Никитин, В.И. Римлянд // Акустический журнал. - 2001. - Т. 47. - № 4. -С. 564-566.

2. Калинов Г. А. Оценка влияния шумов на фазовый способ определения момента прихода акустических импульсов / Г. А. Калинов, Д.С. Мигунов, В.И. Римлянд // Вестник Тихоокеанского государственного университета. - 2009. - №1(12). - С. 275 - 282.

3. Калинов Г.А. Автоматизированная система измерения уровня жидкости в резервуарах / В.И. Римлянд, A.B. Казарбин, Г.А. Калинов // Известия вузов. Приборостроение. - 2000. - Т.43. - № 3. - С. 47 - 50.

4. Калинов Г. А. Автономная измерительная станция системы сбора гидрологической информации / Г. А. Калинов, A.B. Лысаков, В.И. Римлянд // Вестник Тихоокеанского государственного университета. - 2010. - №2(17). - С. 29 - 34.

5. Калинов Г.А. Способ ультразвукового измерения уровня жидкости: Пат. 2156962 Российская Федерация, МПК G01 F 23/296 / Калинов Г.А., Лысаков A.B., Римлянд В.И. - №98121497/28; заявл. 24.11.98; опубл. 27.09.00, Бюл. № 27. - 2 с.

6. Калинов Г.А. Способ ультразвукового измерения уровня жидкости: Пат. 2312311 Российская Федерация, МПК G01 F 23/296 / Калинов Г.А., Лысаков A.B., Калинов Д.Г. - заявитель и патентообладатель ООО «ДальТехЭ-лектроника». - №2006121394/28; заявл. 16.06.06; опубл. 10.12.07, Бюл. № 34. - 3 с.

7. Калинов Г.А. Методы диагностики и контроля динамических объектов / В.И. Римлянд, А.И. Кондратьев, Г.А. Калинов, A.B. Казарбин - Хабаровск: Изд-во Тихоокеанского гос. ун-та, 2006. - 156 с.

8. Калинов Г.А. Акустический тракт автоматизированной системы измерения уровня жидкости в резервуарах / В. И. Римлянд, Г. А. Калинов // Акустические измерения, геоакустика, электроакустика, ультразвук: сб. тр. XI сессии Рос. акуст. общ. - М.: ГЕОС, 2001. - Т.2. - С. 265 - 268.

9. Калинов Г.А. Принципы обнаружения импульсов акустической эмиссии в задачах геомеханического мониторинга массива горных пород / К. О. Харитонов, Чье Ен Ун, Г.А. Калинов // Информационные и управляющие системы: сб. научн. тр. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеанского гос. ун-та, 2008.-С. 171-179.

10. Калинов Г.А. Опыт применения измерительного комплекса «Кедр-ДМ» для гидрологических наблюдений 1 В.В. Шамов, Г.А. Калинов // III Дружининские чтения: Комплексные исследования природной среды в бассейне реки Амур: материалы межрегиональной научной конференции: в 2 кн. - Хабаровск: ДВО РАН, 2009. - Кн. 1. - С. 123 - 126.

11. Калинов Г.А. Высокоточный ультразвуковой скважинный уровнемер / Г.А. Калинов, A.B. Лысаков, В.И. Римлянд // Акустические измерения и стандартизация. Ультразвук и ультразвуковые технологии. Атмосферная акустика. Акустика океана: сб. тр. ХХП сессии Рос. акуст. общ. и Сессии Научн. совета РАН по акустике - М.: ГЕОС, 2010. - Т.2. - С. 23 - 26.

Калинов Геннадий Алексеевич

Автоматизированные системы контроля параметров жидкости в наблюдательных скважинах и резервуарах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 28.06.2010. г. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Гарнитура «Тайме». Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ 183.

Отдел оперативной полиграфии издательства Тихоокеанского государственного университета. 680035, Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136.

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СИСТЕМЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТИ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ГИДРОГЕОЛОГИИ.

1.1. Системы и способы измерения уровня жидкости для промышленного контроля в резервуарах.

1.2. Системы измерения параметров подземных вод в наблюдательных скважинах для мониторинга состояния напряженности горного давления

Глава 2. ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В НАБЛЮДАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ И РЕЗЕРВУАРАХ ХРАНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ.

2.1. Ультразвуковой способ измерения уровня жидкости.

2.1.1. Схема поплавкового акустического излучателя.

2.1.2. Измерение времени прихода акустического импульса в ультразвуковом поплавковом уровнемере.

2.1.3. Схема приема и измерения времени прихода акустического импульса.

2.2. Устройство и способ измерения уровня жидкости с встроенной автоматической калибровкой.

Глава 3. Анализ факторов влияющих на точность и достоверность измерения уровня жидкости.

3.1. Влияние дисперсионных искажений акустического сигнала.

3.2. Измерение уровня жидкости ультразвуковым способом в условиях изменяющейся температуры акустического волновода.

3.3. Уменьшение влияния шумов при фазовом способе определения момента прихода акустического импульса.

3.4. Обеспечение достоверности измерения уровня в наблюдательных скважинах и резервуарах.

Глава 4. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ПАРАМЕТРОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ИЗМЕРЕНИЯ

УРОВНЯ В РЕЗЕРВУАРАХ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОТОЧНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПОПЛАВКОВОГО УРОВНЕМЕРА.

4.1. Архитектура автоматизированной системы сбора гидрологических параметров.

4.2. Автономные системы мониторинга подземных вод типа «Кедр-А2» и «Кедр-ДМ, С».

4.2.1. Структурная и функциональная схемы автономного комплекса измерения гидрологической информации.

4.2.2. Система приема и передачи информации средствами сотовой и спутниковой связи.

4.3. Особенности измерения дополнительных параметров измерительным комплексом для мониторинга подземных вод.

4.4. Технические характеристики и применение измерительных комплексов типа «Кедр» в составе системы мониторинга подземных вод.

4.5. Автоматизированная система измерения уровня жидкости в резервуарах на основе поплавкового ультразвукового метода измерения

4.6. Программное обеспечение автоматизированной системы СИУ-1.

Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫСОКОТОЧНОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО УРОВНЕМЕРА.

5.1. Разработка стендового оборудования для проведения метрологических исследований.

5.2. Выбор и обоснование методики калибровки датчика уровня.

5.3. Влияния плотности жидкости (воды) на точность измерения уровня поплавковым способом.

5.4. Влияние геометрической неоднородности акустического волновода на точность измерения уровня жидкости.

5.5. Оценка влияния температуры на точность измерения уровня.

Актуальность темы. Современная быстро развивающаяся измерительная техника все более широко внедряется в оперативные процессы контроля и технологического регулирования. При этом постоянно совершенствуются методы измерения, повышается точность измерительных приборов, на основе которых создаются различные системы контроля, учета и управления технологическими процессами. Во многих отраслях промышленности это связано с измерением уровня жидкости. Данная область измерений постоянно развивается, разрабатываются новые методы измерения [1-4]. Создание автоматизированных систем особенно на основе высокоточных уровнемеров с непрерывным процессом измерения позволяет более точно оценить затраты производства, оптимизировать управление производственным процессом, предотвратить убытки, качественно повысить информационное обеспечение I технологического процесса. Таким образом, в промышленности постоянно увеличивается спрос на высокоточные недорогие измерители уровня жидкости, объединенные в систему технологического контроля.

Одной из актуальных задач геодинамического мониторинга Земли является задача оценки геодинамической обстановки и прогноза сейсмической активности в различных районах РФ. Для ее решения используются измерения гидрологических параметров в наблюдательных скважинах. Основными параметрами являются: уровень подземных вод, температура и удельная электрическая проводимость подземных вод.

Методика основана на оценке пространственно-временного распределения значений параметров состояния подземных вод. Для ее реализации необходимо сформировать разветвленную сеть пунктов измерения параметров подземных вод и обеспечить автоматический сбор, накопление и обработку измерений [5,6].

Хронологическая привязка измерений к единой временной шкале позволяет с высокой точностью оценивать корреляцию и динамику развития различных геодинамических процессов. При реализации поставленной задачи необходимо, чтобы измеряемые параметры не зависели от внешних факторов (температуры окружающего воздуха, атмосферного давления, температуры подземных вод). Основным параметром, описывающим геодинамические процессы, является уровень подземных вод в наблюдательных скважинах.

С целью изучения данного вопроса, начиная с 1986 г, в сейсмоопасных зонах Закавказья, Краснодарского края и Дальнего Востока по инициативе Всероссийского научно-исследовательского института гидрогеологии и инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО), стали создавать сети наблюдательных скважин. В результате длительных наблюдений было установлено, что в литосфере Земли формируются множество короткоживущих структур деформации, время которых определяется сутками-месяцами, а площади составляют сотни, а порой и тысячи квадратных километров. Совокупность таких структур принято называть гидрогеодеформационным полем Земли (ГГД) [7]. В общей с ложности в Российской Федерации было создано около 170 специализированных наблюдательных скважин. Предполагается развитие системы ГГД мониторинга, увеличив число наблюдательных скважин до 253. Научно-методическое руководство ГГД поля Земли осуществляется головной организацией - ВСЕГИНГЕО, который разрабатывает основы методики сбора и обработки информации, а также тактико-технические требования к измерительной аппаратуре [7]. Реакция уровня воды в скважине на деформационные процессы в земной коре незначительна, менее 0,5 м, что накладывает высокие метрологические требования на измерители данного класса. При этом результаты измерения не должны зависеть от атмосферного давления и температуры воздуха, уровня насыщения воды солями, температуры жидкости. Кроме того, необходимо обеспечить высокую надежность работы устс ройств в полевых условиях. Приборы должны работать в автономном режиме не менее одного года и обеспечивать бесперебойную передачу.

Цель работы: создание измерительного комплекса сбора гидрологической информации в наблюдательных скважинах и основных элементов автоматизированной системы гидрогеодинамического мониторинга сейсмоактивных зон. Разработка алгоритмов работы высокоточного ультразвукового уровнемера и создание на его основе стационарной системы автоматического контроля параметров жидкости в резервуарах.

Для достижения цели решались следующие задачи:

1. разработка и исследование автономного измерительного комплекса сбора гидрологической информации;

2. Разработка пользовательских и интерфейсных программ дистанционного управления, разработка программного обеспечения автономного измерительного комплекса;

3. Разработка программного обеспечения приема и передачи данных средствами сотовой и спутниковой связи, разработка нового способа высокоточного измерения уровня, разработка специализированного метрологического стенда.

Методы исследования: в работе использовались методы и теория измерений, теория случайных процессов, акустические методы, вероятностное моделирование процессов измерения и обработки данных, методы экспериментального исследования в лабораторных и полевых условиях. Разработка программ и расчеты осуществлялись с использованием пакетов Borland С++ Builder, Maple, методы компьютерного проектирования электронных устройств.

Научную новизну работы составляют следующие положения:

1. Разработаны алгоритмы работы и управления скважинным измерительным комплексом для автоматизированной системы сбора гидрологической информации;

2. Предложен ультразвуковой поплавковый способ измерения уровня жидкости с автоматической калибровкой, заключающийся в непрерывной нормировке акустического волновода;

3. Предложен и теоретически обоснован способ измерения времени прихода акустического импульса на основе регистрации времени перехода первой полуволны нулевого уровня;

4. Определена величина систематической ошибки измерения уровня фазовым способом при высоком уровне шумов, предложен алгоритм ее ком-пенсдции;

5. Предложен метод селекции акустических импульсов по времени превышения первой полуволной заданного порога обнаружения.

Практическую ценность работы составляют:

1. Разработанные скважинные измерительные комплексы, образующие автоматизированную систему сбора, визуализации и накопления гидрологической информации;

2. Разработанная, на основе высокоточного уровнемера, система для технологического и коммерческого учета жидких нефтепродуктов в резервуарах высотой до 15м;

3. Алгоритм компенсации систематической составляющей при измерении момента прихода акустического импульса фазовым способом при высоком уровне шумов.

Достоверность результатов работы подтверждается:

1. корректной постановкой и решением поставленных в работе задач с использованием статистической радиотехники, математического аппарата анализа случайных процессов и вероятностного моделирования;

2. Результатами экспериментальных исследований, проведенными в лабораторных и в полевых условиях;

3. Положительными результатами внедрения на десятках предприятий Дальнего Востока и ближнего зарубежья. Выпуском ООО НПФ «Полином» малой партии комплексов сбора гидрологический данных «Кедр-А2», «Кедр-ДМ», «Кедр-ДС» - всего более 120 изделий.

Качество разработки подтверждается сертификатом соответствия Госстандарта Росси №8387532 от 11.12.2008.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. Структура и алгоритмы работы автономного измерительного комплекса, организация и управление распределенной в пространстве автоматизированной системы сбора гидрологической информации;

2. Способ измерения уровня жидкости со встроенной автоматической калибровкой, позволяющий создавать высокоточные уровнемеры для стационарных и автономных систем измерения уровня жидкости;

3. Способ измерения времени прихода акустического импульса на основе регистрации времени перехода первой полуволны нулевого уровня, обеспечивающий высокую точность измерения уровня жидкости;

4. Алгоритм расчета и компенсации систематической ошибки измерения времени прихода акустического импульса фазовым способом при высоком уровне шумов;

5. Метод селекции по длительности времени превышения первой полуволной акустического импульса порога его обнаружения, обеспечивающий расширение диапазона измерения уровня жидкости.

Внедрение результатов работы.

Результаты работы использованы в проектно-конструкторской деятельности ООО НПФ «Полином» (г. Хабаровск), в исследовательской деятельности: Камчатского филиала геофизической службы РАН (г. Петропавловск-Камчатский), Института водных и экологических проблем ДВО РАН г. Хабаровск, а также для проведения гидрогеомониторинга предприятиями ФГУП «Гидроспецгеология» (г. Москва) и предприятиями СНГ; Разработанные измерительные комплексы «Кедр ДМ (ДС)» применяются в действующем макете автоматизированной системы сбора и анализа ГГД информации для оперативной оценки геодинамической обстановки сейсмоактивных регионов.

Личный вклад автора.

Личный вклад автора в публикациях, опубликованных в соавторстве, заключался в разработке способов измерения уровня жидкости, проведении метрологических исследований и математических расчетов. Автор принимал непосредственное участие в разработке алгоритмов моделирования, разработке принципиальных схем, настройке и практической реализации аппаратных средств систем и устройств измерения уровня жидкости в стационарных системах технологического контроля и автономных системах измерения уровня поземных вод в гидрогеологии. Автор выражает благодарность соавторам, за помощь в оформлении и подготовке работ. Особую благодарность за участие в обсуждении структуры, содержания, и технических аспектов диссертационной работы автор выражает: д.т.н. В.И. Римлянду (ТОГУ), д.т.н. А.И. Кондратьеву, ведущему инженеру ООО НПФ «Полином» A.B. Лысакову

Апробация работы.

Отдельные результаты работы обсуждались на: краевой научной конференции «Физика, фундаментальные исследования, образование» - Хабаровск, 1998;

XI сессии Российского акустического общества. —Москва, 2001;

II региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование».- Хабаровск, 2001;

III региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование»- Благовещенск, 2002;

VIII научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» Всероссийского центра мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера МЧС России, г. Санкт-Петербург, 2008; межрегиональной научной конференции «III Дружининские чтения «Комплексные исследования природной среды в бассейне реки Амур», Хабаровск, - 2009.

Система сбора гидрологической информации «Кедр-Д» на выставке «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции - 2005» отмечена серебряной медалью.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 4 статьи, 2 доклада на конференциях, 2 патента на способ ультразвукового измерения уровня жидкости и одна монография. В изданиях, рекомендованных по тематике диссертационного совета ВАК, опубликовано 3 работы.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 109 наименований и 7 приложений. Основная часть работы изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит 50 рисунков и 3 таблицы.

Выводы по главе 5.

1. Для исследования метрологических характеристик уровнемера был разработан специальный стенд. Разработана и апробирована методика калибровки уровнемера. Предложена процедура определения коэффициентов уравнения, описывающего зависимость уровня жидкости от числа импульсов опорной частоты и обеспечивающая измерения с погрешностью меньше чем погрешность калибровочной линейки.

2. Рассмотрены вопросы влияния плотности жидкости на погрешность измерения уровня, определены способы коррекции результатов измерения.

3. Произведена оценка влияния геометрической неоднородности на результаты измерений, сформированы требования к качеству изготовления волновода.

4. Определена степень влияния температуры жидкости и внешней среды на точность измерения уровня в широких пределах для двух способов измерения уровня. Выведено выражение для расчета уровня жидкости для уровнемеров с линейно изменяющейся температурой акустического волновода. Определены технические требования для температурных датчиков.

- 136 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках диссертационной работы выполнены теоретические и практические исследования в области измерения параметров жидкости в наблюдательных скважинах и резервуарах хранения нефтепродуктов. В частности был разработан высокоточный ультразвуковой способ измерения уровня жидкости. Проведен анализ метрологических характеристик разработанного оборудования. Получены результаты, позволяющие на их основе создавать различные автоматизированные системы измерения и контроля параметров жидкости. При непосредственном участии и руководстве автора были разработаны две системы: первая — распределенная в пространстве система мониторинга состояния подземных вод в наблюдательных скважинах для целей анализа предвестников землетрясений, вторая — автоматизированная система контроля параметров мазута в резервуарах. Измерение уровня жидкости является основной задачей в рассматриваемых приложениях, поэтому главное направление исследований заключалось в разработке и исследовании свойств поплавкового ультразвукового уровнемера. Кроме того, в работе учтены вопросы измерения дополнительных параметров жидкости, которые расширяют возможности технологического контроля, а также улучшают метрологические параметры.

Проведенный анализ и полученные научные и научно-практические результаты работы можно сформулировать следующим образом: 1. На основании анализа прототипов систем измерения параметров жидкости (в наблюдательных скважинах и резервуарах) был сделан вывод, что поплавковые ультразвуковые уровнемеры, являются наиболее распространенными и имеют наилучшие показатели цена-качество. В силу этого ультразвуковые магнитострикционные поплавковые уровнемеры наиболее широко представлены на рынке. Однако они достаточно сложны в изготовлении и требуют применения специальных материалов. Датчики уровня, выполненные на основе измерения давления, требуют обязательной компенсации атмосферного 'давления. Компенсация атмосферного давления обеспечивается устройством в соединительном кабеле полой трубки. Тяжелые условия эксплуатации - перепады температуры окружающей среды от -40 до +40°С, высокая концентрация паров воды приводит к «закупориванию» трубки, что влечет за собой к искажению результатов измерений. На сегодняшний день автоматизированные системы сбора гидрологической информации с применением сотовой и спутниковой связи практически отсутствуют.

2. В соответствии с задачами мониторинга ГГД - поля Земли и контроля уровня нефтепродуктов в резервуарах был разработан ультразвуковой поплавковый способ измерения уровня жидкости. Новый способ измерения практически не зависит от колебаний атмосферного давления, изменения плотности и температуры воды. При этом были решены следующие задачи:

- разработана система бесконтактного индукционного питания и синхронизации схемы акустического поплавкового излучателя;

- разработаны принципиальные схемы поплавкового излучателя, приема, усиления и измерения момента прихода акустического импульса с измерением отношения сигнал/шум;

- разработана программа для контроллера, которая рассчитывает уровень жидкости на основе измеренной задержки, рассчитывает и вносит поправки, учитывающие внешнюю температуру, проводимость воды и соотношение сигнал/шум.

3. На основе ультразвукового способа измерения уровня жидкости был разработан новый способ измерения уровня с встроенной калибровкой, который в меньшей степени зависит от изменения температуры среды, имеет более высокие метрологические характеристики и обеспечивает возможность измерения уровня подтоварной воды.

4. Проведены теоретические расчеты влияния дисперсионных свойств волновода на изменение формы акустического сигнала, которые позволили определить эффективный способ регистрации времени прихода акустического импульса. Проведена оценка изменения временного положения различных характерных точек первой полуволны: первого превышения порога на уровне ОД; максимума первой полуволны и «пересечения через ноль». Теоретически выявлено и экспериментально подтверждено, что наилучшей точкой отсчета является «пересечение через ноль».

5. Проведен комплексный анализ влияния шумов на процесс измерения. Во-первых, выявлена систематическая ошибка, возникающая при фазовом измерении времени прихода акустического импульса, определен алгоритм ее расчета и компенсации. Во-вторых, определены оптимальные значения порога амплитудного обнаружителя, величина длительности селекции импульсов и минимально допустимое значение сигнала относительно уровня шума при заданных значениях вероятности грубых ошибок. Показана эффективность применения селектора по длительности превышения заданного порога.

6. Разработан, опробован и изготовлен эффективный и надежный способ измерения проводимости. Длительные испытания (более двух лет) показали, что параметры разработанного датчика со временем практически не изменяются.

7. На основе разработанного способа измерения уровня жидкости была создана автоматизированная система измерения параметров жидкости в резервуарах. Данный метод измерения работоспособен в жестких внешних условия при высоких температурах (до + 90 °С) и агрессивных средах, которые присущи технологическим резервуарам хранения мазута на ТЭЦ. Разработанное программное обеспечение совместно с измерительными датчиками уровня и температуры обеспечивают технологический контроль над процессом поставки и расхода мазута для ТЭЦ, для двух резервуаров.

8. Для исследования метрологических характеристик уровнемера был разработан специальный стенд, опробована методика калибровки. В результате, используя, мерную линейку с точностью 1 мм, можно рассчитывать коэффициенты, которые обеспечат расчет уровня жидкости с существенно меньшей погрешностью. Рассмотрены вопросы влияния плотности жидкости на погрешность измерения уровня, определены способы коррекции результатов измерения. Произведена оценка допустимых геометрических неоднородностей, сформированы требования к качеству изготовления волновода. Рассмотрены вопросы влияния температуры жидкости и внешней среды на точность измерения уровня в широких пределах для двух способов измерения уровня. Выведено выражение для расчета уровня жидкости для уровнемеров с линейно изменяющейся температурой акустического волновода. Определены технические требования для температурных датчиков.

На основе разработанного регистратора была создана распределенная в пространстве автоматизированная измерительной система мониторинга ГГД-поля.

Выполненные в диссертационной работе исследования применимы не только при разработке высокоточного уровнемера, но и в иных областях измерительной техники. Так выявленная систематическая ошибка при фазовом приеме в условиях шумов может использоваться в различных измерительных приборах и системах. Результаты моделирования работы амплитудного обнаружителя в условиях шумов с применением селектора по длительности также применимы в различных измерительных приборах.

В диссертации показано, что на основе разработанного высокоточного уровнемера могут быть построены различные информационно-измерительные системы контроля параметров жидкости.

Большая практическая значимость диссертационной работы подтверждается успешными внедрением в промышленности и выпуском небольшой серии приборов типа «Кедр» для формирования автоматизированной системы контроля ГГД-поля и геомониторинга!

- 140

1. Frank, J., Review of tank measurement errors reveal techniques for greater accuracy. / J.Frank, Berto // Oil & Gas Journal. 1997. Mar.3. P. 68-73.

2. Frank, J., Automatic gauging technologies gave advanced, but better accuracy is need. / J.Frank, Berto // Oil & Gas Journal. 1997. Mar. 10. - P. 63-68.

3. Клюев, M. С. Новые акустические методы измерения уровня жидких нефтепродуктов / М.С. Клюев // Акустический журнал. 1998, — Т. 44. — №4.-С. 480-485.

4. Бобровников, Т.Н. Методы измерения уровня / Г.Н.Бобровников, А.Г.Катков // М. Машиностроение. - 1977. - 166 с.

5. Вартанян, Г.С. Гидрогеологические методы при изучении тектонических напряжений / Г.С. Вартанян, Дж.Д Бредехофт, Э.А. Роэллоффе // Советская геология. 1992. №9. - С. 3 - 12.

6. Государственный Доклад МПР РФ «О состоянии озера Байкал и мерах по его охране», раздел 1.2.2.1. «Эндогенные геологические процессы и геофизические поля» 2007.

7. Методические указания по ведению гидрогеодеформационного мониторинга для целей сейсмопрогноза (система R-STEP). / Сост.: Г.С.Вартанян, B.C. Гончаров, В.П. Кривошеев и др. ЗАО «Геоинформ-марк», - М: 2000.-77 с.

8. Отработка механизма правовой охраны измерительной системы для коммерческого учета количества и расхода тяжелых нефтепродуктов и введение ее в хозяйственный оборот: Отчет о НИР / Хабар.гос.техн. ун-т: № ГР 01.200010489. Хабаровск, 1999. - 75 с.

9. Викторов, В.А. Область применения высокоточного метода измерения уровня и объема / В.А. Викторов, В.Б. Лункин // Автоматика и телемеханика. 1970. - №5'. - С. 199 - 203.

10. Белов, К.П. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках, К.П. Белов. М.: Наука. 1957. — 280 с.

11. Надев, А.И. Интеллектуальные уровнемеры. А.И. Надев. Астрахань: АГТУ, 1997. - 64 с.

12. Пат. 2351903 Российской Федерации, кл. G01 F 23/28 2007. Уровнемер. / Мизгунов Ю.А., Ведышев П.В., Михайлйн С.Г., Пряжкин В.Б. №20007146952/28; заявл. 17.12.2007, опубл. 10.04.2009.

13. Пат. 5804961 США. Magnetostrictive waveguide position measurement apparatus using piezoelectric sensor / Castillo, et al.

14. Пат. 5590091 США. Waveguide suspension device and modular construction for sonic waveguides / Gloden, Michael L, Sprecher, Jr., Arnold F.

15. Пат. 4939457 США. Flexible tube sonic waveguide for determining liquid level / Tellerman, Jacob.

16. Пат. 5821743 США. Magnetostrictive waveguide position measurement apparatus with piezocèramic element / Page, Jr.,Willâm, J. Koski, Richard D.

17. Пат. 2289795 Российской Федерации, кл. G01 F 23/28 2005. Уровнемер. / Кабатчиков В.А. №2004117891/28; заявл. 09.06.2005, опубл. 20.12.2006.

18. Пат. 2256158 Российской Федерации, кл. G01 F 23/28 2005. Уровнемер. / Кабатчиков В.А., №2004102630/28; заявл. 29.01.2004, опубл. 10.07.2005.

19. А. с. 1698648 СССР. Ультразвуковой уровнемер / Внуковский В.В. № 4206734/24-25 ; заявл. 09.03.87 ; опубл. 07.06.89, бюл. № 21. - 2 с. : ил.

20. Пат. 2319935 Российской Федерации, кл. G01 V 23/28 2006. Магнитост-рикционный уровнемер. / Демин С.Б., Демина И.А., Пчелинцева О.Н. № 2006116807/28; заявл. 13.06.2006, опубл. 20.03/2008.

21. Пат. 4158964 США, Method and apparatus for determining liquid level/ McCrea, Peter F., McGown, James B.

22. Matteucci effect: its interpretation and its use for the study of ferromagnetic matter / Roman, Skorski. // Journal of Aplied Physics. 1964. Vol. 35. - № 4. c. 32-36.

23. Тарасов, И.Г. Датчики линейного положения для современных систем автоматизации. И.Г. Тарасов. Компоненты и технологии. 2007. - № 10. С. 23 - 24.I

24. Пат. 2080559 Российской Федерации, кл. G0f D 5/12 2006. Магнитост-рикционный преобразователь перемещения в код. / Надев А.И., Шумов О.И. №5055877/28; заявл. 22.07.1992, опубл. 27.05.1997.

25. Рат № 5848549 США. Magnetostrictive position sensing probe with waveguide referenced to tip for determining fluid level in a container. / Nyce, David S., Togneri, Mauro G., Bulkowski, Richard S 1998.

26. Рат. № 5085077 США. Ultrasonic liquid measuring device for use in storage tanks containing liquids having a non-uniform vapor density. 1992.

27. Васильев, Д.А. Ультразвуковой магнитострикционный уровнемер РУt

28. ПТ1 / Д.А. Васильев. // Приборы и системы управления. 1992. - №2. -.С. 22 - 24.

29. Клюев, М.С. Новый акустический метод измерения уровня жидких нефтепродуктов / М.С. Клюев, В.В. Краснобородько, В.Г. Селиванов, В.А. Сычев // Акустический журнал. Т.44 - №4. - С. 480 - 485.- -143

30. The New Generation SAAB TANCRADAR G-3 проспект фирмы SAAB MARINE ELECTRONICS. 1996. 48 с.

31. Прокопьев, Б.М. Радарные уровнемеры / Б.М. Прокопьев // Приборы и системы управления. — 1995. — № 7. — С. 35 37.

32. Пат. 2159923 Росийская Федерация, кл. G01F23/284. Радиолокационный уровнемер / Атаянц Б.А, Езерский В.В., Смутов А.И.; заявитель и патентообладатель ООО предприятие «Контакт — 1». № 99104759/28; заявл. 04.03.1999; опубл. 27.11.2000.

33. Годнев, А.Г. Средства измерения количества* топлива в резервуарах / А.Г. Годнев, A.A. Свицкий // Зарубежная радиоэлектроника. 1996. № 8. -С. 118-120.

34. Клюев, М.С. О погрешностях измерения уровня жидкости и методах их снижения / М.С. Клюев, С.П. Клюев, В.В. Краснобородько. // Акустический журнал. 1999. т. 45. - № 6. - С. 825 - 831.

35. Veeder-Roo: признанное качество и удобство выбора. Современная АЗС. -май. 2006.-С. 60-61.

36. The variation of the specific heat ratio and the speed of sound in air with temperature, pressure, 'humidity-, and CO2 concentration. J. Acoust. Soc. Am. 1993, V.93. № 5. - P. 2510-2516.

37. Система измерения уровня «TankView» (версия 1.2) Руководство по эксплуатации БКГН.421460.000 РЭ 30 с.

38. Кондратьев, А. И. О точности измерения уровня жидкости в резервуарах акустическим эхо-методом / А.И. Кондратьев, Г.А. Калинов, О.А.Никитин, В.И. Римлянд // Акустический журнал. 2001. - Т. 47. -№4.-С. 564-566.

39. Погружной насос хорошо, а с уровнемером лучше?! Современная АЗС, октябрь, 2006. - С.86 - 87.

40. Копылова, Г.Н. Отклик уровня воды в скважине Ю3-5на катастрофическое землетрясение 26 декабря 2004 г., М=9 ./ Г.Н. Копылова, C.B. Бол-дина. // Сб. материалов ежегодной конференции посвященной Дню вулканолога. 2005. С. 12—16.

41. Потемка, Э.П. Аппаратурно-аналитическая база гидрогеодеформацион-ного мониторинга. Э.П. Потемка. / Разведка и охрана недр. № 6. 2002. -С. 46-48.

42. Назирова, О.Н. Опыт внедрения гидродинамического режимного автономного комплекса «РАДИУС». / О.Н. Назирова. // Разведка и охрана недр. № 6. 2002. С. 48 50.

43. АДУ-02 Многофункциональный измерительный комплекс http://vvww.geolink.ru/pdf/aeolink/adu-02.pdf

44. Чуриков, JI. В. D Sensors RUS: широкие возможности узкой специализации. / Чуриков JI.B. // Компоненты и технологии. 2008. №1 - с. 18-21

45. Сысоева, С. В. D Sensors RUS- на пульсе вашего давления. Рекомендации по выбору датчиков давления для промышленности и ЖКХ. / Сысоева C.B. // Компоненты и технологии. 2008.- №1. С. 60 - 62.

46. Пат. 2156962 Российская Федерация, МПК7 G 01 F 23/296, 23/68. Способ ультразвукового измерения уровня жидкости / Калинов Г.А., Лысаков A.B., Римлянд В.И. № 98121497 заявл. 24.11.98; опубл. 27.09.2000. Бюл. № 27. 3 с.

47. ГОСТ 22782.5-78. Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь». Технические требования и испытания. Введ. 1980-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1983. -69 с.

48. Изюмов, Т.И. Волноводы, коаксиальные и полосковые линии / Т.И. Изюмов, В.Т. Свиридов // Изд-во Энергия. 1975. 231 с.

49. Пушкарев, О. Построение ZigBee-модуля на базе беспроводного микроконтроллера Jennie JN5139 с питанием от дисковых элементов. Беспроводные технологии. 2007. — №2. С. 12 18.

50. Пат. 2312311 Российская Федерация, МПК G 01 F 23/296, 23/68. Способ ультразвукового измерения уровня жидкости / Калинов Г.А., Лысаков А.В., Калинов Д.Г; патентообладатель ООО «ДальТехЭлектроника». № 2006121394; заявл. 16.06.06; опубл. 10.12.2007.

51. Эберт Г. Краткий справочник по физике. / Г. Эберт. // М., Физматгиз. 1963.-213 с.

52. Грешников, B.A. Акустическая эмиссия. Применение для испытаний материалов и изделий / В.А. Грешников, Ю.Б. Дробот // М.: Издательство стандартов. 1976. 231 с.

53. Redwod, M. A study of waveform in generation and detection of shot ultrasonic pulses. Appl. Mat. Res., April 1983. C. 76 84.

54. Римлянд, В.И. Методы диагностики и контроля динамических объектов. / Римлянд В.И, Кондратьев А.И., Калинов Г.А., Казарбин А.В. // Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2006. 156 с.

55. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. -4-е изд., перераб. И доп. — М.: Радио и связь, 1986. 512 с. : ил.

56. Миллер Э. Применение ультразвука в медицине физические основы / Э. Миллер, К. Хилл, Дж. Бэмвер. // М. Мир. 1989. 567 с.

57. Сидни, Соклоф. Аналоговые интегральные схемы. Пер с англ. М.: изд. Мир. 1988.-583 с.

58. Фолкенберри, JI. Применение операционных усилителей и линейных ИС. Пер. с англ. -М.: 1985.-572 с. ил.

59. Калинов, Г. А. Изучение акустических свойств стержней большой длины / Г.А. Калинов, В.И. Римлянд, М.Б. Добромыслов // Физика: фундаментальные исследования, образование: Тез. докл. краев, науч. конф. — Хабаровск, 1998. С. 51 - 52.

60. Римлянд, В.И. Разработка акустических методов контроля динамических объектов и процессов: Автореф. . д-ра техн. наук: 01.04.06 / Римлянд Владимир Иосифович. .; Тихоокеан. океанол. ин-т. ДВО РАН. - Владивосток. 2003. - 42 с.

61. Лэмб Г. Динамическая теория звука. / Г. Лэмб // Перевод с англ. И.С. Агеевой под ред. М.А. Исаакович. Гос. изд-во физ.мат. литературы. М.: 1960.-370 с.

62. Суходоев, И.В. Шумы электрических цепей. (Теория). М.: «Связь», 1975. 352 с. с ил.

63. Лопашев, Д. 3. Методы измерения и нормирование шумовых характеристик / Д.З. Лопашев, Г.Л. Осипов, E.H. Федосеева // М.: Изд. стандартов. 1983.-232 с.

64. Бендат, Дж. Основы теории случайных шумов и ее применения. Пер. с англ. /Дж. Бендат // М.: Наука. 1965. 463 с.

65. Ефремов, А.П. Акустика: Справочник / А.П. Ефремов, A.B. Никонов, М.А. Сапожников, В.И. Шоров // Под ред. M.Ä. Сапожникова. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь. 1989. — 336 с.

66. Калинов, Г.А. Оценка влияния шумов на фазовый способ определения момента прихода акустических импульсов / Г.А. Калинов, Д.С. Мигунов, В.И. Римлянд // Вестник ТОГУ. 2009. №1(12). - С. 275 - 282.

67. Панкова, С.Д. Об ошибках в определении амплитуды и времени прихода импульсов при неполном их разрешении. / Панкова С.Д., Тужилкин Ю.И. // Акустический журнал. 2002. Т. 48. - №3. - С. 406 - 411.

68. Горинов, Т.Г. Примеры и задачи по статистической радиотехнике / Т.Г. Горинов, А.Г. Журавлев А.Г., В.И. Тихонов // Ред. В.И. Тихонова. Изд-во: «Советское радио». 1970. 600 с.

69. Левин, Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники / Б.Р. Левин. М.: Радио и связь. 1989. - 656 с.

70. Каппелини, В. Цифровые фильтры и их применение / В. Каппелини, А.Дж. Константинидис, П. Эмилиани // М.: Энергоатомиздат, 1983. -360 с. ил.

71. Создание автоматизированной системы ультразвуковых технических измерений: Отчет о НИР/НИИКТ при ХГТУ: № ГР 01.97.0000383. Хабарове. 1996. 70 с.

72. Кикоина, И.К. Таблицы физических величин. Справочник, под ред. И. К. Кикоина, М.: Атомиздат, 1976. 76 с.

73. Семиглазов, А. М. Кварцевые генераторы. / A.M. Семиглазов. М.: Радио и связь. 1982.-88 с.

74. Новикова, С.И. Тепловое расширение твердых тел. / С.И. Новикова // М.: Наука, 1982.-292 с.

75. Лыгин, A.M. Автоматизированная система сбора, визуализации и накопления ГТД информации. / A.M. Лыгин, Г.Д. Васильев, П.П. Епифанов,i

76. А.Г. Демиденко, Г.А. Калинов, В.А. Гарифулин, И.Н. Кадурин, Н.П. Се-мейкин // Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций. VIII научно практическая конференция. Сборник материалов. М.: Центр «Антистихия». 2008. С. 180 - 191.

77. Хъюлсман, М. Каких показателей мы можем добиться при использовании RS-485? / Майк Хъюлсман, Филипп Он // Компоненты и технология. 2006. -№ 10.-С. 23-24.

78. Interactive Catalog Replaces Pages http://sensing. honeywell.com/index. cfm/ciid/l 54366/laid/l .htm

79. Вострокнутов, H.H. Цифровые измерительные устройства. Теория погрешностей, испытания, поверка. / H.H. Вострокнутов // — М.: Энерго-атомиздат, 1990. 208 е.: ил.

80. Методика. Проверка однородности двух выборок параметров продукции при оценке ее технического уровня и качества / Первая ред. М.: ВНИИС. 1987.-116 с.

81. Новицкий, П.В. Оценка погрешностей результатов измерений / П.В. Новицкий, И.А. Зограф // Л.: Энергоатомиздат. Ленингр.отд-ние. 1985. -248 е.: ил.

82. Прокис, Джон. Цифровая связь. Пер. с англ./Под ред. Д.Д. Кловского. -М.: Радио и связь. 2000. 232 с.

83. Семаков, С.Л. Выбросы случайных процессов: приложения в авиации. Изд-во. Наука. 2005. 211 с.

84. Фомин, Я. А. Теория выбросов случайных процессов. М.: Связь. 1980. -216 с.

85. Харитонов, К.О. Принципы обнаружения импульсов акустической эмиссии в задачах геомеханического мониторинга массива горных пород. /

86. К.О. Харитонов., Чье Ен Ун, Г. А. Калинов // Информационные и управляющие системы: сб. научн. тр./под ред. В.В. Воронина. Хабаровск: Изд-во Тих. гос. ун-та, 2008. - С. 171 - 179.

87. Ахметшин, P.M. Высокочувствительный датчик электропроводности бурового раствора / P.M. Ахметшин, М.Г. Лугуманов // Научно-технический вестник «Каротажник», выпуск 111 - 112, 2003. - С. 44 -46.

88. Frank, J. В. Review of tank measurement errors reveals techniques for greater accuracy / Frank, J. Berto /. Oil & Gas Journal, 1997. Mar. 3. - P. 68-73

89. Хамидуллин, B.K. Ультразвуковые контрольно-измерительные устройства и системы. / В.К. Хамидуллин // Л.: Из-во Лен. Унив та. 1989. -249 с.

90. Римлянд, В. И. Автоматизированная система измерения уровня жидкости в резервуарах / В.И. Римлянд, A.B. Казарбин, Г.А. Калинов // Известия вузов. Приборостроение. 2000. — № 3. С. 47 - 50.

91. Автоматизированная измерительная система измерения уровня мазута: Техническое описание и руководство по эксплуатации / НИИКТ при ХГТУ: № ГР 01.97.0000383; Хабаровск. 1996. 70 с.

92. Гусак, A.A. Справочник по высшей математике: A.A. Гусак, Гусак Г.М. Справ.-Мн.: Наука и техника. 1991. 480 с.

93. Справочник по математике (для научных работников и инженеров) / Г. Корн, Т. Корн, М.: Наука, 1977. 738 с.

94. ЮО.Худсон, Д. Статистика для физиков. Лекции по теории вероятностей и элементарной статистике / Д. Худсон. // Из-во «Мир» 1970. 240 с.

95. Берне, Ф. Ж. Кардонье. «Водоотчиска» / Ф.Ж.Берне / М., Химия -1997.- 122 с.

96. Дробот, Ю.Б. Введение в пакет Maple / Ю.Б. Дробот // V: Монография. -Хабаровск: Изд-во ДВГУПС. 1999. 244 е.: - ил.

97. Архипов, В.И. Стали, алюминиевые и титановые сплавы, групповая скорость продольных ультразвуковых волн в диапазоне до 10 Гц / В.И. Архипов, А.Н. Бондаренко, В.П. Троценко // Таблица рекомендуемых справочных данных № Р81-84, М.: ГСССД, 1984. 10 с.

98. Прецизионные сплавы с особыми свойствами теплового расширения и упругости: Справочник. М.: Стандарты. 1972. — 151 с.

99. Прецизионные сплавы: Справочник / Под ред. Б.В. Молотилова. М.: Металлургия. 1974. 446 с.

100. Стечкин, С.Б. Сплайны вычислительной математики / С.Б. Стечкин Ю.Н. Субботин // М.: Изд-во «Наука». 1976. 248 с.