автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Исследование и разработка поточного плотномера нефтепродуктов на основе камертонного резонатора
Автореферат диссертации по теме "Исследование и разработка поточного плотномера нефтепродуктов на основе камертонного резонатора"
йъ и Я 9 г
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ИНСТИТУТ ТОЧНОЙ МЕХАНИКИ И ОПТИКИ
На правах рукописи
ГУСЕЙНОВ ТУРГАЙ КЛИМОВИЧ
УДК 531.756.08
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПОТОЧНОГО ПЛОТНОМЕРА НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ КАМЕРТОННОГО РЕЗОНАТОРА
Специальность 05.11.01 — Приборы и методы измерения механических величин
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Санкт-Петербург — 1992
Работа выполнена в Санкт-Петербургском институте точной механики и оптики.
Научный руководитель:
кандидат технических наук, доцент ИЛЬИН Г. 3.
Официальные оппоненты:
доктор технических наук ПОПОВ А. И.,
кандидат технических паук, доцент БОРИСОВ Ю. А.
Ведущее предприятие указано и решении специализированного совета.
Защита состоится «20» О к/1 .X сЬ1992 г. в . час. на заседании специализированного совета К 053.26.04 при Санкт-Петербургском институте точной механики и оптики.
Адрес: 197101, Санкт-Петербург, ул. Саблинскаи, 14, СПБИТМО.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПБИТМО.
Автореферат разослан « У.Р » .<->."7 1992 г.
Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент
поляков в. и.
СУДАРСТВЕННКК
библиотека
I -1 ОЩАЬ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ
IДКСС 1
----:—¿«дуальность таботц. Высокие требования к точности измерения
плотности при коммерческом учете жидких нефтепродуктов (а дальнейшем нефтепродуктов), транспортируешх по трубопроводам, или отпускаемых потребителям с топливно-раздаточшх устройств, прв-еоли к тому, что из есэго многообразия методов измерения плотно сти в поточных плотномерах нефтепродуктов в настоящее время при ■ меняют лишь вибрационно-частотный. Главным достоинством вибрацн ■ онно-частотных плотномеров (ВЧП) является непосредственное пуооб -разование искомой плотности их измерительными преобразователями в частотный выходной сигнал, отличающийся высокой поме хоу сто Йчи-вост1>ю. Это позволяет достичь значитольно большей точности измерения ВЧП в сравнении с плотномерами о аналоговыми измерительными преобразователями, к каковым относится всо остальные приборы. При этом, наиболее высокие металогические характеристики удается получить при использовании в качестве чувствительного злемен-та ВЧП проточные камертонные резонатори замкнутого типа. Это обь-ясняется высокой добротностью указанных резонаторов, досгигащих сотен и дане нескольких тысяч. Ирошаиенностыо освоен выпуск подобных В'Ш, среди которых нанлучцш.а характеристиками обладают поточные плотномеры с камор-'онниш риа01и<¥01>а(Ш замкнутого тина с упругая» сеязями между ватина!. Однако на сосадтяшиШ день потенциальные метрологические возможности нлотном.зров подобного типа оетазтся нереализованными, что ь г.ериуи ачо1-адь объясняется м/г ло'1 изученностью примзичемлгл в ши ре зона то ¡«в. Поэтом/ исслидо-г.з!й;о кзглгугошюго резонатора замечу то го тшш о упругипл ся-чаяии вотвягя п ряз1«ботка на его основа поточной» ыбраи^опио-чаетотного плотномера чифгвпродукгов пойиившкп! точности лшиттим актуально!! научной и гохначопкой задачей.
Работа бшш выполнена в рамках госбаджетной даучно-иоследова-тельокой работы "Исследование методов построения №10 для автоматизации поверки шрокодаапазонных плотномеров и влагомеров" (номер го о регистрации 01.90.0000474) и хоздоговорной научно-исследовательской работы "Проведение НИР по разработке метрологического обеспечения.НИР для ОКР.ОКР по оозданвю поточного плотномера сжиженных углеводородов" (номер гоорегиотращш 01.90.0000473).
Целью настоящей работы является теоретическое и экспериментальное носледование проточного камертонного резонатора замкнутого типа о упругими связями мевду ветвями и разработка на его основе вибрационно-чаототного плотномера нефтепродуктов.
рдоледовзния. Достижение поставленной цели связано о необходимостью рошшя следующих вопросов:
- вывод уравнения ооботвенной частоты колебаний камертонного резонатора замкнутого типа с упругими перемычками между ветвями;
- теоретическое определение условия минимизации реактивных оил а опорах резонатора, а следовательно, и потерь колебательной анергии через опоры в корпус;
- теоретический анализ действия влияющих факторов на частоту колебаний резонатора в разработка опособов уменьшения этих дей-отпШ;
- разработка методических рекомендаций по выбору и расчету осношдс инструктивных параметров резонатора из условия.обеопо-чешг1 заданной абсолютной чувствительности к шншлцлъностн потерь егч> ¿'.олебательноЁ энергии через опоры в корпус;
- разработка поточного вибрадаошо-чаототаого слотиомора нефтепродуктов и вкошримонташ'ло определенно его ооновпых метрологических характеристик.
Ррунцая когдзнв, работц заключается в:
- получении математической модели камзртошгаго резонатора
замкнутого типа с упругими связями между ветвями для оозда1ШЯ
поточных плотномеров;
- разработке методики, позволявшей, иоходя из выбранных материала и размеров поперечного сечения трубок, а также конструктивных параметров упругих перемычек, определять длину трубок и месторасположение перемычек, обеспечивавших заданную абоолютную чувствительность резонатора и минимум потерь колебательной энергии через опоры в корпус;
- проведении анализа дейотвия факторов, влияющих на частоту колебаний резонатора, и разработке способов компенсации этих влияний;
- разработке поточного вибрационно-частотного плотномера нефтепродуктов -и экспериментальном определении его ооновнцх метрологических характеристик.
Методы иослелования базируются на уравнениях математической . физики и информационной теории измерительных устройств. Основные теоретические положения работы годтверздеш/ результатами экспериментальных исследований.
Шжхшъшя ШШЮСТЬ работы ааютчаетоя в рззраб >тке методических рекомендаций по расчету параметров конструкций камертонных резонаторов замкнутого типа о у пру пая связями мезду ветвями, позволяющих на стадии проектирования определять длину ветвей резонатора и месторасполояение упругих перемычек, иоходя из условия обеспечения заданной абсолютной чувствительности и минимальности реактивных сил в опорах, обеспечивая тем самым минимум потерь колебательной энергии через опоры в ворпуо.
• Реялизяття мбпг^. Созданный опытяо-промышгешшй образец плотномера дрошёл стендовые испытания и передан НШ ''Чефгегазавтомат" для проведения государственных приемочных испытаний.
;. Основные положения работы докладывались и об-
еулцаллпь на оЛпястном научно-техничен ком семинаре "Примепение лазеров я пауке и технике" (Тольятти, 19С9 г.), на Всесоюзной научно-гл-•нпчоокой конференции "Проблемы создания, опит разработки, ш'одрешш АСУ в иефтянчГг, тазовой. нефтехимической промышленности и объоктов не<] теонясвдитя" (Сумгаит, 1990 г.), на IX республиканской коп$ергчпшч молодых ученых и специалистов по проблемам сбора, подготовки и транспорт нефти и нефтепродуктов по трубопроводам" (Уфа, 1990 г.), на Всесоюзной конференции "Измерения и контроль при автоматизации производственных процессов" (Барнаул, 1991 г.), на Всесоюзной научно-технической конференции "Ш1С-91" (Санкт-Петербург).
Дй&ШШШПа« По тема диссертационно!! работы опубликовано 8 печатных работ, в том числе авторское свидетельство на изобретение.
РОъем и структура диссертдред. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литератур» и приложений. Общий объем диссертации /¡26 стр. В ъсн числе 8/ стр. машинописного текста, 2>0 рис., /О таблицы. Список литературы из /08 наименований, на П стр., приложения ¡ш 2 стр. из двух актов о внедрении.
1. Математическая модель камертонного резонатора замкнутого типа с упругими связями мевду ветвями для создания поточных плотномеров.
2. Теоретически найденное условие минимизации реактивных сил в опорах резонатора, а следовательно, и потерь колебательной энергия через опорн в корпус.
3. Методические рекомендации по выбору и расчету основных конструктивных параметров резонатора на стадии проектирования
из условия обеспечения заданной абсолютной чувствительности и минимальности потерь колебательной энергии через опори в нордуо.
4. Конструкция вибращшнно-частотного датчика плотности, инвариантного к изменениям давления ореды.
плотномеров нефтепродуктов, которые разделены на две группы: приборы 'с нерашочувствительными датчиками и приборы с равночувстви-тельными датчиками плотности. К плотномерам первой группы отнесены приборы, иопользуацие методы, основанные !ш зависимостях мок-ду плотностью и различными физичвсюши свойствами жидкостей (ультразвуковые и радиоиэотопныо). Во вторую группу включены плотномеры, принцип действия' которых основан на методах определения плотности по результатам действия кассовых оил иидкоотои (поплавковые, весовые и вибрационно-частотные). Плотномеры данной группы, в свои очередь, по виду выходного сигнала первичного преобразователя разделяются на приборы с аналоговыми и частотными датчшеами. В результате проведенного анализа показано, что в наибольшей мере требованиям, предъявляемым в настоящее время ic поточным измерителям плотности нефтепродуктов, отвечают ЗЧН.
На основе анализа наиболее распространенных схем чувствительных элементов ВЧП (механических резонаторов), выбрана наиболее подходящая схема резонатора для работы о нефтепродуктами, которая состоит из двух параллельно раополоаешшх трубок, яеетко защемленных ка концах и соединенных меацу собой двует, сшистрнчно расположенными относительно вертикальной оси крлабателыюй системы, упругими перемычками. Целью введения последних в исходную нэнструк-iíwo яшшлась возможность производить в нучишх продолах настройку
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
обзорная. В ней сделана классификация поточных
начальной частоты собственных колебаний. Кроме того, наличие упругих перемычек позволяет несколько уменьшить действующие значения реактивных сил в опорах резонатора, а следовательно, снизить рассеяние колебательной энергии через опоры в корпус. При этом отмечается, что все известные конструкции камертонных резонаторов замкнутого тийа о упругими связями мезду ветвями были оозданы в результате эвриотического синтеза. Вследствие этого, потенциальные1 метрологические возмоаности плотномеров, построенных на основа подобных резонаторов, остаются нереализованными.
Рторая ,глава посвящена теоретическим исследованиям камертонного резонатора замкнутого типа с упругими связями мевду ветвями.
Рассматривается модель настроенного, т.е. строго симметричного резонатора (рио.1а). Упругие перемычки моделируются как две мас-оы т с , связанные упругой в продольном и поперечном направлениях связью, Задача состоит в нахождении уравнения частот собственных колебаний ветвей-(трубок) резонатора, заполненных жидкостью и определении условия-, при котором обеспечивается минимум дойстцущих эначений реактивных сил в опорах.
Вследствие симметричности колебательной систеш рассматривается половина длины одной из трубок (рио.16). Разделим условно рассматриваемую половину трубки на два участка:
1) первый, от места защемления трубки до упругой перемычки;
2) вто1*ой, от упругой перемычки до середины трубки.
Полагается, что в пределах ширины перемычки трубка на деформируется, а заделка трубок абсолютно аесгкая.
Огсдонениа ооа трубка на каждом из. участков обозначим соответственно чегез ^ и • величины есть функции времени г в . положения точки на трубке, осрэделяеше соответственно ко ордината-№ XI и . Направления отсчета и ха, а также направления
а)
- / - /
Fi,
M »i
Л
к.
Fi» 3
Mi?,
Г"
M M,
за
Л
. fF
•-г л1 ,с $
е,
X*
силы Р и момента м со стороны перемычки на трубку, как на рис.16. Для обоих участков справедливо следующее уравнение движения :
Е-У ^ + т*) = 0,1*4,3 (1)
где ЕЧ - изгибная яесткость трубки; Е - модуль упругости материна трубки; 3 - момент инерции поперечного сечения тру бот; тг- шсса единицы длшш трубки; гп, - масса квдкости, приходящейся на единицу дайны трубки. Полагаем, что
У г ( *£ . Г) « Ъ(Г) 2; (*£> (2)
где X; ) - есть решение ДУ 1У порядка
V Не = О . (3)
а Ь( ^ ) - решение ДУ 2-го порядка •
ъ- + р*ъ " о
в ГТЪ ' (4)
р * V
? / £3 V тт+тш
Здесь р - круговая частота колебаний трубки, связанная с собственной частотой f соотношением f я a fr р Примем, что
Ъ = cos Р 2"
Таким образом, задача сводится к отысканию функций и параметра , у до вле т во ряюешх ДУ (3) и граничит; условиям - условиям, налагаемым заделкой трубок и условиям сопряжения участков. Общее решение уравнения (3) для обоих участков имеет вид
• н£ <*i) » С, if, + саЧ>а + с3 ч>э . + (5)
где С¿ '- произвольные постоянные, определяемые из граничных условий; Ч7! т c°s VVí ; Vf>a г сА Ух{ ; tp3 * gen v»x£; Ц^ - v>y;
Из. условия защемления конца трубки для участка I при Х=0 имеем
■ 2,(0) = О. Н('(0) = 0
отсюда следует, что
С, + Са = О, с 3 + Сч = о и Zi можно представить в виде
г , = ci, и, +. В, иа
где
<-», = -
ih = 4s- ;' .' .
п Ci,, 6( подлежат определению из граничных уолозий сопряжения участков. • .
Для участка П из условия симметричности колебаний относительно середины трубки следует, что в (4) нечетные функции и Ч^ отсутствуют, т.е. 2¿ мокно представить в виде
Н л = Cia Ч- Вл i?a - (6)
где и $ s также определяются из условий сопряжения участков.
Таким образом, нахождение симметричных юлебаний сводится к определению четырех констант с/,, 8, , Q¿ , 8S , определяемых из условий сопряжения участков.
Из условия непрерывности оси трубки следует
ч, {е,,т) (7)
Из условия гладкости оси трубки следует
ач, (Ь, = ъча (-е3, z)
ЭХ Г гха
Скачок второй производной в точке сопряжения участков равен
г>»у)д {-еа,г) _ аач>, (е,. г) _ _м_ (9)
а х? ь х,а -
Скачок третьей производной в точке сопряжения участков равен
{-е>. г) _ ( е,.т) _
На " ЭХ,5 iTD
Отсцга, после подстановки выражений для Z ¡,М , F и после . соответствующих преобразований получаем следующее трансцендентное уравнение для определения параметра V
<0 ( W) Roiji °<Jb + f) ы <* + RjbJl s О (XX)
в котором
си = V/, п = е, / е я *jb = - г а {(i - п) R ( п си) A* =-£>(nuj)ib((t~n)^)-3#(nu))x X £ А> ( I - О ) S «-о ( h) оо = Н (п uj.) 0 ( ( / --о) сор- ^ ?/? (nw) * х cAi (/- л) iv cos i / - cu g)(x; г COJ x sbx + tin* thx H (*) s cosii Shx - Sen x cbx (!'(>)e cosxcA- / ы =, 4.c / j.m v* - ¿li/SI V Ji rr,6/ Sm V - с / f3l/5
Здесь "5c , - мэмен.т инерции и масса части перемычки, жестко связанной с трубкой; /и , с . - угловая и поперечная жесткость перемычки.
Таким образом, частота собственных колебаний рассматриваемого резонатора определяется по формуле
; д ; {- : (12)
. э? V гг)т + т*
где ■ V есть решение уравнения (II). На практике вместо формулы (12) удобно пользоваться следующим выракеняём
q '
♦P
где - ¿ \/тт - частота колебаний пустой трубки;
8 ti ¿ * J г
^ - длина трубки; -л = 0/с/ - относительная толщина стенки трубки; О и с/ - наружный и внутренний диаметры трубки; рт и р - плотности материала трубки и жидкости; Л*,Рт(пл-/)- постоянная резонатора.
Сила в заделке определяется следующим выражением
Эта величина является гармонической функцией времени, поскольку таковой является функция 7/( £"). Амплитудное значение этой величины равно
F 3=£Э2/"(0') О учетом предыдущих выкладок в работе аналитическим путем получено уоловие, при котором Г3 теоретически обращается в ноль i
С A(í-n) líj ScntO + eos ( / - П) L*-> S/> <-<J с* =------... -— / rn\
Полученное аналитическое выражение (13) поэволяот на практике решать следующую задачу: для каждого конкретного набора значений параметров резонатора £;РГ; У с; ¿; О; с!; с определять
место размещения упругих перемычек, при которых выполняется условие отсутствия действующих значений реактивных сил в опорах.
В рабочих условиях эксплуатации частота колебаний резонатора . зависит не только от информативного параметра - плотнооти, но и от действия апиящих факторов, в том числе температуры, давления, скорости потока, загрязняющих и пленкообрззугацих веществ измеряемой жидкости. При этом наибольшую девиацию частоты колебаний резонатора вызывают изменения те.чдаратугы и давления жидкости. За-
висидасть частоты колебаний металлических резонаторов носит линейный характер в диапазоне возмошшх изменений температур нефтепродуктов (-40 - +65°С). Для исследуемого резонатора эта зависимость имеет следующий вид
где ft и f ta - частота колебаний резонатора йри рабочей t и начальной ¿о(обычно ¿о=20°С) температурах; и ^/"-коэффициент линейного расширения и тешературного изменения мэдуля упругости материала резонатора; û i . диапазон изменения температуры резонатора.
Нами установлено, что для металлических резонаторов зависимость частоты колебаний от давления жидкостй такяа носит практически линейный характер в диапазоне возмошшх изменений давления нефтепродуктов (0,1 - 4р Ша). Для исследуемого резонатора получена следующая зависимость изменения частоты колебаний от давления '
9 S н- О.ЧЬЧ Ос/4
где fp и fp0 - частота колебаний резонатора при рабочем Р и начальном Р0 (обычно Q - ОД ЬШа) давлениях; V - некоторый ко эффициент, зависящий от условий закрепления концов резонатора, параметров и месторасположения упругих перемычек (определяется экспериментально для конкретного типа резонатора) ; Р- диапазон изменения давления жидкости.
В .третьей, гдаве приведены результаты экспериментальных исследований дойстауицего макета вибрациошю-частотиого плотномера, построенного ка базе исследуемого резонатора, изложена методша экспериментальных исследований, описаны собранию зкепорш.щнталь-
нке установки. Целью экспериментальных исследований являлась проверка основных теоретических соотношений, полученных во второй главе работы.
Проверка математической модели работы резонатора в статлчеок'-' режиме осуществлялась в два этапа. На первом этапе определялись собственные частоты колебаний пустого резонатора при различных положениях упругих перемычек, а на втором - собственные частоты колебаний резонатора, заполняемого исследуемыми жидкостями, при фиксированном положении упругих перемычек. Максимальное расхождение между экспериментально полученными и расчетными данными соответственно составило 13,3$ и 10,6^.
Отличие экспериментально полученных значений от расчетных объясняется допущения™, принятыми при составлении исходного уравнения, а именно -предположение о том, что в пределах ширины упругих перемычек трубки не деформируются, а заделка трубок абсолютно жесткая. Другим источником отличия являе.тоя то, что при проведении расчетов значения плотности материала трубки Рт и модуля упругости Е б рам с ь из справочной литературы, в. которой приводятся усредненные значения по данному вицу материала.
проверка возможности использования соотношения (13) для определения месторасположения упругих перемычек из условия минимальности реактивных сил в 'опорах резонатора проводилась по следующей методике. При различных положениях упругих перемычек возбуждались собственные колебания резонатора и одновременно производился контроль величин реактивных сил в опорах. При этом, контроль последних производился косвенно, путем измерения пьезоэлектрическим иупом амплитуды колебаний опор резонатора. Амплитуда колебаний средних точек трубок резонатора при различных положениях перемычек поддерживалась одинаковой.
Расхождение между экспериментально полученным и расчетным зна-
ченивм месторасположения упругих перешчек, при котором выполняется обмеченное выше условие, составило 18/С,
Проверка теоретических.зависимостей частоты колебаний резонатора от температуры и давления жидкости осуществлялась, соответственно, не пуотом и заполнение лллированной водой резонаторе. При получении расчетных данных в йорадулах (14) и (15) эна-
£ р Г Р
чонил т¿0 и т/5 принимались равнши, соответственно, зкойери-
г 3 г Э
монто.а,но найденным значениям . ту„ я тра . Расхоадение меаду экспериментальными и расчетными данными не превысило, соответственно, 0,0365? и 0,008^.
На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны методичеокие рекомендации по расчету камертонных резонаторов замкнутого типа о упругими связями между ветвями.
й четвартой гладе диосертации раоомотро1ш вопросы разработки вибрационло-частотного плотномера нефтепродуктов, проведен анализ конструктивно-технологических и структурных методов уменьшения погрешностей ВЧП от температуры и давления измеряемой жидкости, экспериментально определены основные метрологические характеристики прибора.
Разработка отруктурной схемы плотномера, б первую очередь, связана о выбором способа уменьшения погрешностей из-за девиации частоты колебаний резонатора в результате изменения температуры и давления измеряемой жидаости. В связи а этим, в работе проведен анализ методов уменьшения указанных погрешностей, которые условно разделены на две группы: конструктивно-технологические к структурные.
В конструктивно-технологическом методе используются такие приемы, как рациональный выбор материалов резонаторов, папамотричгс-кая оптимизация конструктивных размеров резонаторов, введете в
конструкцию резонаторов механических компенсаторов.
В диссертации предложен новый способ компенсации погрешности из-за давления ввбргционно-частотных датчиков плотности о камертонными резонатораци замкнутого типа. Он предполагает использование в конструкции резонатора механического компенсатора, состоящего из двух сильфонов, соединенных между собой патрубком в образующих замкнутую внутреннюю полость, соединяемую с узлом подвода жидкости в резонатор. При этом дно каждого сильфона долано быть жестко соединено о основанием. В этом случав при изменении ' давления жидкости трубки резолатора подвергаются одновременно- силам сжатия величиной Г=Р5 а силам раогяжения величиной л/с РЩ^ со огороны сильфонов, где £>»»> - эффективная площадь последних. Действия указанных сил взаи!.юкомпенсируются и тем самым обеспочи-вается инвариантность выходного сигнала датчика к изкаиониям давления. '■ \
Основной,недостаток конструктивно-техлологичоских ыогодов заключается в том, что этими методами, гак правило, удается достичь уменьшения действия одного из влиявших факторов: температуры или давления.
Болоэ перспективными методами являются отруктурниа, в основе которых лежит грияцип инвариантности. В работе приводятся основные структурные схемы инвариантных БЧП. В результате анализа приведенных схем определена структура разрабатывав®го плотномера, которая включает в себя преобразователи температуры, давления, плотности и специализированное вычислительное устройство (ВУ).' В качество преобразователой влияющих факторов были выбраны тармо-прэобразователь сопротивлошя типа ТСП-5081 и измерительный преобразовав^ избыточного давления типа "Сапфир 22ДИ". В качестве, спецка.шзированного ВУ использован вторичный прибор плотношра АШ1-2, Конструкция вибрационного преобразователя и параметры ре-
зоштора выбршш о учетом приведенных в 3 тию рекомендаций.
Ироведешшй анализ погрешностей плотномере:, выполненный с использованием информационной теории измерительных устройств, установил, что относительная погрешность измерительного комплекта не превышает
0СН0В1Ш ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
1. Систематизированы современные требования, предъявляемые к поточным плотномерам нефтепродуктов. Сделана классификация этих приборов и проведен их сравнительный анализ. Показана перспективность вибрационно-частотных плотномеров жидкости.
2. На основе анализа наиболее распространенных схем чувствительных элементов (механических резонаторов) В'-Ш выбрана наиболее подходящая для работы с нефтепродуктами.
3. На основе предложенной расчетной схимы резонатора разработана математическая ¡/.одаль, описываадая собственные ¡ллеблшя механической системы, состоящей из дьух заноженных жидкостью параллельно расположенных трубок, жестко защемленных на концах опорами н связанных между собой симметрично распо 'конными, относительно вертикальной оси системы, двумя упругими перемычками.
4. В результате исследований математической модели резонатора получена зависимость, связывающая ыеаду собой конструктивные пара-мотри резонатора с величиной реактивных сил в его опорах. Получено условие, при котором обеспечивается минимальиооть реечтиишис сш' в опорах резонатора.
5. Проведен анализ действия влияющих факторов (температуры, давления, скорости потока и пленкообразующих веществ) на частоту колебаний резонатор. Получены расчетные соотношения для определения девиация частоты колебаний в результате действия указанных фаьтороь, Показано, что наибольшую дошшдию частоты колебаний I».-
зонатора вызывают изменения температуры и давления измеряемой гащкости.
G. С целгл) проверю! полуп&.шцх в роботе основных тооротичесглх соотношений проведены экспериментальные исследования действугацего макота плотномера о исследуемым резонатором. Результаты экспериментальных исследований показали удовлетворительное совпадение . опнтнш я расчетных данных (максимальная погрешность расчетов ко превысила Iív), что позволяет использовать получоиныо расчетные соотношения при проектировании яибрационно-частотных плотномеров жидкости.
7. IIa основании результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны методические рекомендации по выбору и расчету основных параметров камертонных резонаторов замкнутого тИпа с упругими сглзяш между вотеякя, из условия обеспечения заданной абсолютной чувствительности и минимальности потерь колебательной энергии через опоры и горцуо.
8. Проведен анализ методов сннгения дополнительных погрешностей вибрацнонно-чпстотных плотномеров от изменения температуры и давления измеряешь жидкости. Предложена псинципиальнй новая кон-ст^укцпя впбрацяонно-частотного датчика плотности, инвариантного к изменешшм давления измеряемой жидкости.
9. С использованием результатов указанных выло исследований, при участии автора разработан опытный образец автоматического измерителя плотности жидкости "Оарг" и экспериментглы-нм путем определены его основные метрологические характеристики.
Основное содержание диссертации опубликовало в следующих работах;
I. Алиев Т. Б., Алиев Х.М., Гусейнов Т.К. Лазерный измеритель
плотности сжиженных неа.тяных газов //применение лазеров в науке л
технике: Тез.докл.обл.научно-техн.семинара. - Тольятти, 1989. -C.II5-II6.
2. Алиев Т.Е., Алиев Х.М., 1^сейнов Т.К. Разработка поточного плотномера сжиженных углеводородов //Проблемы создания, опыт разработки, внедрения АСУ в нефтяной, газовой, нефтехимической промышленности и объектов нефтеснайкения: Тез.докл.Воео. научно-тохн. конф. - М.: 1990, - с.Ш-ИЭ.
3. Алиев Т.Е., Алиев 2.М., £ус<йнов Т.К. Установка для измерения плотнооти жидкости //Йнфоры.лцсток.-'Баку: АзНИИНТИ, 1990,- Л 26, . -4о. . •
4. Гусейнов Т.К. Сюооб повышения точнооти измерения вибрационного плотномера нефти при учетно-раочетных операциях //Тез.докл. II Реошбл.научло-техн.конф. молодых ученых и опециалиотов по проблеем сбора, подготовки и транопорта нефти и нефтепродуктов по трубопроводам.- У$а: ВНИИСШНЕФТЬ, 1991, - 0.44-45.
5. Гусейнов Т.К., Алиев Х.М. Вабрационно-частотные плотномеры ' жидкооти. - Баку: АвНИИНТЙ, 1991, - 28 о.
в. фоейнов Т.К., Дкашлов Р.Д., Алиев Т.Е., Алиев Х.М. Об одной споообе компенсации влияния давления измеряемой жидкости на показания вибрационного датчика плотности //Измерения и контроль при автоматизации производственных процессов: Тез.докл. Всесоюзной научно-техн.конф. 41, - Барнаул, 1991, - р.179-180.
7. 1уоейнов Т.К. Вибрационно-чаототный датчик плотнооти /Л!зш-рятельныэ информационные системы: Те з.докл.Все союзной научно-тахн. 1»нф. - С.-Петербург, 1991, о.65.
8. фоойнов Т.К.,. Дкамалов Р.Д., Алиев Т.Б., Алиев Х.Ц. Вибрационный датчик плотвооти.А.С. СССР А 1681193 //Откр.Иэобр.1991, # 36.
Автор, считает овоим долгой выразить благодарность д.ф.-м.н. Александрову Юрию Сергеевичу за научную консультацию, оказанную в процессе выполнения работы.
-
Похожие работы
- Теоретическое обоснование, разработка и применение вибрационных преобразователей для контроля плотности жидкостей
- Разработка ультразвукового метода и средств автоматизированного контроля плотности нефтепродуктов
- Вибрационный датчик плотности газа
- Исследование и разработка частотных датчиков сцилиндрическим резонатором для измерения плотностижидкостей и газов
- Автоматизирвоанное управление процессом уплотнения покрытий в дорожном строительстве с применением радиационного плотномера
-
- Приборы и методы измерения по видам измерений
- Приборы и методы измерения времени
- Приборы навигации
- Приборы и методы измерения тепловых величин
- Приборы и методы измерения электрических и магнитных величин
- Акустические приборы и системы
- Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
- Радиоизмерительные приборы
- Электронно-оптические и ионно-оптические аналитические и структурно-аналитические приборы
- Приборы и методы для измерения ионизирующих излучений и рентгеновские приборы
- Хроматография и хроматографические приборы
- Электрохимические приборы
- Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий
- Технология приборостроения
- Метрология и метрологическое обеспечение
- Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)
- Приборы, системы и изделия медицинского назначения
- Приборы и методы преобразования изображений и звука