автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Ультразвуковая информационная система дистанционного определения объемного расхода жидкости в безнапорных сетях

¿То ОД - - НОЯ 1399

На правах рукописи

г

СЕДОВ ИВАН ВАЛЕНТИНОВИЧ

\

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМНОГО РАСХОДА ЖИДКОСТИ В БЕЗНАПОРНЫХ СЕТЯХ

Специальность 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт- Петербург 1999

Работа выполнена в Балтийском государственном техниче-университете "ВОЕНМЕХ" им. Д.Ф.Устинова

Научный руководитель - доктор технических наук, профе

ИПАТОВ Олег Сергеевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профе;

ТАРТАКОВСКИЙ Дмитрий Федоров1 кандидат технических наук, доцент ФЕДОСЕЕВ Сергей Иванович Ведущая организация - Санкт-Петербургский Науг

исследовательский Центр экологичес безопасности Российской Академии На

Защита диссертации состоится "9" декабря 1999 г. В 15 часов минут на заседании диссертационного совета Д 063.25.11 в Сан Петербургском государственном технологическом инстит; (техническом университете) по адресу: 198013, Санкт-Петербу Московский пр.,26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " М?-//// 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

к.т.н., доцент_А' ^_В.И.Халимон

Н¥6< .201 -ОМ, 0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Системы измерения расхода находят применение во многих отраслях промышленности медицинской, пищевой, текстильной, машиностроении, металлургии и других. Комплексы определения расхода используются при организации управления и контроля за процессом производства.

Для многих систем определения расхода необходимо применение бесконтактных интегральных методов измерения. Таковыми являются измерительно-вычислительные устройства определения расхода химичес1Ш_активных_.жидкостей,, жидкостей с вязкими н . твердыми включениями. Разработка подобных систем осложняется рядом теоретических и практических проблем, связанных с жесткими требованиями, предъявляемыми к измерительному комплексу.

Наиболее распространенным методом решения подобных задач является вариант корреляционного метода, основанный на обработке результатов, полученных без непосредственного контакта датчиков с потоком. При его реализации для получения закона распределения скоростей на поверхности жидкости и интегрального значения поверхностной скорости необходимо сканировать всю поверхность потока. Закон распределения скоростей рассматривается в форме функции модуля продольной составляющей вектора локальной скорости жидкости от расстояния до геометрического центра потока. В этом случае усложняется задача определения дивеации измеренных характеристик поверхности потока, так как поверхностная скорость жидкости изменяется в широких пределах от стен канала к центру потока. На это накладывается фактор изменчивости признаков, характерных для одного и того же участка поверхности жидкости с течением времени.

В настоящее время распространенным является метод измерения параметров жидкости в фиксированной точке потока и дальнейшего пересчета измеренных параметров в интегральный расход по экспериментально полученным таблицам или расчетным соотношениям. Недостатком метода является применение контактирующих с жидкостью датчиков, что снижает надежность измерительной системы. Невысокая точность метода обусловлена множеством трудно учитываемых факторов.

В связи с этим актуальной является разработка быстродействующей, надежной, отличающейся малым

энергопотреблением и доступной ценой информационной системы определения расхода жидкости в безнапорных сетях, основанной на бесконтактном интегральном способе определения объемного расхода.

Цель работы: разработка ультразвуковой информационной системы

дистанционного определения объемного расхода жидкости в безнапорных сетях, включающая в себя создание структуры и алгоритма функционирования системы, а также методик обработки результатов измерения уровня и поверхностной скорости жидкости для повышения точности определения расхода.

Основные задачи исследований:

1) обоснование бесконтактного метода определения объемного расхода в безнапорных сетях;

2) разработка способа определения объемного расхода при • ..дистанционном измерении уровня и поверхностной скорости

жидкости;

3) разработка методики расчета параметров закона распределения . скоростей на поверхности жидкости по показаниям бесконтактного датчика;

4) разработка методики определения объемного расхода , при измерении уровня и поверхностной скорости жидкости;

5) разработка структурного состава системы определения объемного расхода по уровню и скорости жидкости;

6);- разработка опытного образца системы определения объемного .. расхода жидкости;

7) экспериментальная проверка соответствия предложенных решений поставленным задачам.

Методы исследований. При выполнении работы использовалась методы математической статистики, теории радиолокации, теории звуколокации, теории планирования эксперимента. Для выполнения поставленных задач применялись методы экспериментального исследования с использованием аппаратно-программного комплекса на базе персональной ЭВМ и специально разработанных программных средств, методы синтеза измерительных устройств, методы математического моделирования, численные методы.

Основные результаты работы: 1 ¡ Разработан критерий оценки параметров определителей расхода, , позволяющий аналитически оценивать параметры измерительных . систем и выбрать бесконтактный метод определения объемного расхода в безнапорных сетях.

2. Разработаны способ и структура системы бесконтактного определения объемного расхода, включающая бесконтактный датчик уровня наполнения лотка, бесконтактный интегральный датчик поверхностной скорости жидкости, вычислитель, производящий обработку результатов измерения с целью получения объемного расхода.

3. Предложена методика расчета параметров закона распределения поверхностной скорости измеряемой жидкости с учетом геометрии

лотка, позволяющая " определять параметры распределения поверхностной скорости по показаниям бесконтактного доплеровского датчика.

{.Разработана методика обработки результатов определения уровня и поверхностной скорости жидкости с целью получения ее объемного расхода.

5. Получены соотношения между наполнением и гидравлическим радиусом, площадью живого сечения, необходимые при определении объемного расхода в лотках наиболее часто встречающихся форм -круглого, прямоугольного, параболического.

5. Разработаны модели структуры датчиков уровня и скорости системы определения объемного расхода, позволяющие повысить точность определения расхода жидкости, по сравнению с рассмотренными методами, без непосредственного контакта датчиков системы с контролируемым потоком.

7. Разработан и прошел успешные испытания опытный образец бесконтактной системы определения расхода.

8. Предложен алгоритм определения признаков аварий в системе безнапорной транспортировки жидкости, позволяющий находить и классифицировать место аварии.

Научная новизна результатов работы:

1. Впервые разработан и реализован бесконтактный способ интегрального определения объемного расхода по измеренным значениям уровня и поверхностной скорости жидкости, позволяющий решить известную задачу новым способом.

2. Разработана новая структура системы определения объемного расхода, позволяющая определять расход жидкости без непосредственного контакта датчиков с потоком.

3. Впервые разработана и подтверждена моделированием методика пересчета измеренных локационным датчиком показаний в значение поверхностной скорости, что позволяет осуществлять определение расхода в открытых каналах бесконтактным интегральным способом. Разработана методика определения параметров закона распределения скоростей на поверхности жидкости, что позволяет за одно измерение получать значение интегральной поверхностной скорости.

4. Создана модель процесса определения параметров жидкости, позволяющая проверить работоспособность метода в различных условиях эксплуатации и выбрать рациональные значения параметров установки системы.

5. Разработанное аппаратное и программное обеспечение позволяет проводить оперативное дистанционное обнаружение и классификацию аварий в безнапорной сети.

Практическая ценность результатов работы:

1. Разработанный критерий оценки параметров определителей расхо; позволяет рационально выбирать измерительную систему соответствии с заданными условиями эксплуатации.

2. Разработанный бесконтактный способ интегрального определенг. объемного расхода по измеренным значениям уровня и поверхностнс скорости жидкости позволяет повысить точность и быстродейстш системы определения расхода.

3. Разработанная структура системы определения объемного расход позволяет повысить долговечность и надежность системы.

4. Разработанная методика определения объемного расхода пр измерении уровня и поверхностной скорости позволяет измерят параметры химически активных жидкостей с включениями, повысит быстродействие по сравнению с аналогичными системами.

5. Разработанная измерительно-информационная система определени маршрута движения диагностической мобильной станции безнапорных канализационных сетях позволяет повысить точност измерений, надежность аппаратуры в безнапорной сети и сократит расходы в следствие уменьшения времени диагностических работ.

6. Разработанная система определения аварийного состояни безнапорной канализационной сети позволяет достичь экономии пр: содержании сети вследствие выявления аварий на ранних стадия: развития.

7. Система определения объемного расхода с^очных_^од_позволяв осуществить рациональное управление работой насосных агрегато. станций аэрации.

Результаты внедрения. Результаты диссертационной работ! использованы при выполнении ОКР "Разработка ультразвуковой определителя расхода сточных вод в безнапорных сетях" Разработанная система внедрена в ПУЭКС ГУП "Водоканал Санкт Петербурга". Макет системы прошел успешные испытания н; центральной станции аэрации г. Санкт-Петербурга и показа^ эффективность заложенных решений.

Апробация работы. Основные положения проведенные исследований докладывались и обсуждались на 8 научно-технические конференциях: "Экстремальная робототехника", "Системы управления конверсия - проблемы" и других.

Публикации. Результаты теоретических и экспериментальны? исследований нашли свое отражение в 9 печатных работах. В том числ< патент России на изобретение "Определитель объемного расход; жидкости".

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения четырех разделов, заключения и списка литературы. Основная част!

работы изложена на 149 страницах машинописного текста. Работа содержит 7 таблиц, 43 рисунка, 5 приложений. Список литературы включает 93 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается общая характеристика работы, обосновывается ее актуальность, формулируются цель и задачи исследований, определяется научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В первом разделе приводится анализ существующих подходов к решению задачи определения объемного расхода жидкости в безнапорных сетях. Рассмотрены наиболее распространенные методы измерения потока в безнапорных сетях, которые позволяют определять параметры потока.

Для оценки пригодности метода и технической реализации системы измерения объемного расхода химически активной жидкости различной плотности с включениями предложен критерий оценки параметров системы:

л

2 Кг

К = (1)

п

где К^ - показатели, однозначно определяющие возможность применения оцениваемого метода и системы для проведения измерений по ]-му признаку. принимает значение 1 или 0 в зависимости от возможности применения рассматриваемого метода. Кл - количественные эценки, характеризующие применение оцениваемого метода и системы зля измерения по Ьму признаку. К выражается, как: КсЗоз1:+ Ктах- 2 * Кгас! , . г„ , т, Ктах-Кгад

Кл =

као51-Кшп;Као^[Кт.п;К2а(})

Кгай- Ктт

где Kdost - полученное при применении данной системы значение рассматриваемого параметра; Кгас! - значение параметра системы, которое требуется достичь для обеспечения эксплуатационных требований; Ктах, Ктт - максимально и минимально достижимые значения рассматриваемого параметра оценки в области систем рассматриваемого класса.

Критерий (1) позволяет получить количественную оценку бинарных и непрерывных характеристик методов и измерительных систем. Согласно критерию (1), (2) оценка рассматриваемого метода или ;истемы будет принимать значение из интервала от 0 до 1 в случае, если

метод не удовлетворяет поставленным требованиям и из интервала от до 2 в противном случае. Таким образом К может изменяться пределах от 0 до 2 включительно и характеризовать оцениваемый мето, или измерительно-информационную систему по рассматриваемом; параметру в зависимости от разброса параметров аналогичных систем.

Анализ известных методов и способов определения объемног расхода при измерении параметров химически активных жидкосте; различной плотности с твердыми и вязкими включениями показал, чт< ни один из них в полной мере не обеспечивает решения задач] определения объемного расхода химически активной жидкости включениями.

Для расширения функциональных возможностей, повышена надежности, быстродействия и точности систем определения расход, целесообразно исследовать возможность построения системы на баз бесконтактных интегральных датчиков. Обоснован выбор базово] структуры измерительно-информационной системы определена расхода, состоящей из бесконтактных локационных датчиков уровня ] скорости жидкости, а также вычислителя.

Рис. 1.

Во втором разделе предлагается способ построения системы бесконтактного определения объемного расхода жидкости. Определение >асхода предлагается осуществлять по следующей методике:

1. Устанавливается необходимая продолжительность временного штервала, в течение которого требуется определить расход.

2. Определяется временной интервал измерений, исходя из корости изменения расхода и требуемой точности.

3. Непосредственное определение расхода проводится в 5 этапов: [змерение уровня жидкости; измерение поверхностной скорости кидкости; определение закона распределения скоростей в сечении лотка : жидкостью; расчет мгновенной составляющей расхода; интегрирование юлученного значения с учетом предыдущих данных.

Приблизительно вычисление расхода Q может производиться по формуле:

Q = Vp(t 1)S(t 1) + Vp(t2) *S(t2) + Vp(t3) • S(t3}+..., (3)

де Vp(tl), Vp(t2), Vp(t3) - показания датчика скорости жидкости, оответствующие первому, второму, третьему циклам измерений; S(tl), >(t2), S(t3) - значения эффективного сечения жидкости, оответствующие первому, второму, третьему циклам измерений, причем [х расчет производится на основе априорного знания профиля сечения готка и измеренного значения уровня жидкости:

S(n) = T>i{F(x)y)}dxdy) (4)

О -а

де F(x,y) - известная функция профиля сечения ■ лотка в месте фоведения измерений, 2а - ширина лотка, Н(п) - наполнение лотка.

Проведены расчеты надежности разработанной системы по методу «спертных оценок. Разработанная система характеризуется на порядок юльшим временем безотказной работы без ущерба для быстродействия [ри работе системы с химически активными жидкостями с крупными ¡ключениями по сравнению с аналогами.

Для повышения точности расчета по выражениям (3), (4) [редложены методика определения параметров закона распределения говерхностной скорости по показаниям бесконтактного интегрального (атчика скорости и методика определения объемного расхода жидкости го показаниям бесконтактных датчиков уровня и поверхностной жорости.

Методика определения параметров закона распределения юверхностной скорости позволяет привести массив Fld[m,n] смеренных датчиком скоростей доплеровских сдвигов частот, сраженных от различных областей зондируемой поверхности

жидкости, к массиву F2d[m,n], соответствующему действительному закону распределения поверхностной скорости F3d[m,n], с учетои матрицы K[n,m] переходных коэффициентов:

Fldi.i Fid!,2 ~ Fldi.m Fldj,i Fld2,2 - Fldz.m

Fldn.i Fldn,2 - Fldn.m Ku Ku - Ki,„ Кгд K.2,2 ~ Ki.n

->

0

Km,l К m.2 K.m,n

F2di,i F2du - F2di,m

p2d2,i F2d2,2 - F2d3,„

F2dti,) F2dn,2 _ F2dn,r

F3du F3di,2 - F3di.i

F3d2,, F3d2,2 - F3d2,

(5;

рза„д F3dn,2 - рза,., Нормирующие условия при этом выражаются следующим образом: (FdЗl,, = Fd32,¡ =■•■= FdЗn,l

ie(i..n)U

-»Fd^^FdSiw

• m

}>— *>Fd3j,i> Fd3j,H-i

(6)

и позволяют однозначно распределить элементы матрицы в соответствии с законом распределения скоростей на поверхности жидкости. В результате решения (5) при условии (6) строки матрицы Fd3[m,n] определяют закон распределения скоростей на поверхности жидкости. Закон распределения скоростей в сечении круглого лотка при его

глубине 2 = Ro- h- J.Ro2 - у2 и при наполнении a=h/D<0,5 имеют вид:

I 2

(7)

где у, z - координаты по ширине и глубине лотка; Ro, h - радиус и глубина лотка; а - наполнение лотка; D - диаметр лотка; U, Umax -локальная и максимальная скорости потока, квадратного лотка со сторонами 2а (у=±а, z=±a):

U

{Umax/1

прямоугольного лотка со сторонами y=±b, z=±a при а>Ь:

(8)

- chi 1,58

ch/l,58'

параболической формы у2 = j лотка:

U \_/ 4-у

Л2 2

Z

)=(! (Ю)

I Umax j| I В2 / h:

При турбулентном движении жидкости закон / ——— ] выражается

\ 11тахД

через функцию распределения скоростей при ламинарном движении

— | и выражений (7), (8), (9), (10): и тах /,

'ими

(И)

\\]maxjx lUmax/, где ш- коэффициент расхода водослива:

т = 1,3 < л/Х f (12)

Для определения значения коэффициента расхода водослива m по формуле (11) и (12) необходимо определить значение коэффициента Дарси X. При определении объемного расхода предлагается значение коэффициента Дарси X выражать через коэффициент Шези С по выражению:

С =.

(13)

Коэффициент Шези С предлагается рассчитывать по формуле А.Д.Альтшуля:

С = 25* I--, (14)

о ; дац \ дат/

где и Да(мм) - гидравлический радиус и эквивалентная

шероховатость.

Получены соотношения, позволяющие по показаниям

бесконтактного датчика определить закон распределения скоростей на поверхности измеряемой жидкости. Проведено моделирование работы бесконтактного датчика скорости. На основе результатов моделирования подтверждена правильность методики определения закона распределения скоростей на поверхности измеряемой жидкости как при ламинарном, так и при турбулентном режиме движения потока. Проведен анализ составляющих, полученных при отражении ультразвуковых волн от различных областей, лежащих в зоне засветки поверхности жидкости ультразвуком. Он показал, что при установке системы на расстоянии Ь от поверхности жидкости и углом а к вектору поверхностной скорости жидкости параметры области засветки в форме эллипса будут определяться как:

Ьтт+ Ьтах

Ь4 [ йц а

/а +

Р

(15)

Ь =

5т(а) ё(2

(16)

С18(а~2)"С18(а+2

где а, Ь - полуоси эллипса; ¡3 угол диаграммы направленности датчика. На основе (15), (16) получена матрица. переходных коэффициентов К[т][п], необходимая для определения параметров закона распределения скоростей на поверхности жидкости.

Проанализировано влияние коэффициента затухания ультразвуковых волн в воздушной среде на показание датчиков поверхностной скорости. В результате анализа получены критические значения углов ориентации диаграммы направленности а и развертки диаграммы направленности Р, соответствующие параметрам лотка.

Выработаны практические рекомендации по выбору параметров измерительного датчика скорости, позволяющие минимизировать ошибки измерения.

Проведен расчет параметров, определяющих значения матрицы переходных коэффициентов Крег, при отражении от различных областей поверхности жидкости. Пройденное ультразвуковой волной расстояние от , излучателя до водной поверхности Брг в пределах эллипса засветки определяется выражением:

а

Брг =А2 + 1~ с1В/а+|)+^ С18(а4|+Х)+У2, (17)

2 \ 2) 2 \ 2

Измеряемое прибором относительное значение поверхностной скорости (У1г) определяется как:

в

5 | У(у)> Крег(х,у)ахау, (18)

-а _В 2

Коэффициент затухания (Крег) определяется следующей формулой:

Крег(х,у)= + с +Ьг + У2 , (19)

При этом расчетное значение интегральной поверхностной скорости получается из выражения:

Уй = итх ] -X \yjdy (20)

-ь Цт

и зависит от следующих параметров:

1. Профиля лотка, определяющего закон распределения скоростей по сечению канала.

2. Показаний уровнемера, по которым рассчитывается наполнение лотка, его ширина при данном наполнении, относительная интегральная поверхностная скорость.

3. Параметров установки датчиков системы определения поверхностной скорости а, р.

Разработана методика проведения процесса определения параметров текущей жидкости. Она предусматривает следующие этапы:

1. Этап предварительных измерений и установок.

2. Этап составления дифференциальных уравнений движения жидкости.

ату ; <п'7. _ ар

¿у ¿г ах'

аи

аУ2 йгг л ап

где Ту, Тг, - касательные напряжения работы сил трения; г -

касательное напряжение; Р - механическая энергия потока; п - нормаль к слою жидкости;

3. Измерение уровня жидкости.

4. Решение дифференциальных уравнений движения жидкости в относительных величинах (7), (8), (9), (10) при определенных по уровню наполнения лотка значениях гидравлического радиуса, площади живого сечения, определяемых для лотка параболической формы по следующим выражениям. Из уравнения параболы глубина выражается как:

' Ч Ь/ 4 ^ В / 2х?

Периметр продольного сечения лотка выражается формулой:

Площадь живого сечения находится из выражения:

в

0 = 2" Нь-У3" = | *В "Ь

Гидравлический радиус рассчитывается по формуле:

-<В'Ь

Я = ■

2 4 Ь

\1 1 6 * 1Л * Ъ 17 1 V 1Л

5. Измерение поверхностной скорости жидкости.

6. Расчет параметров закона распределения скоростей на поверхности жидкости по выражениям (5), (6).

7. Расчет параметров закона распределения скоростей в сечении жидкости по (11) с учетом экспериментально полученного при решении (5) и (6) параметра т.

1. Расчет объемного расхода.

В третьем разделе приводится разработка структурного состава системы определения объемного расхода жидкости, проводится сравнительный анализ близких по технической реализации систем определения расхода. По результатам анализа выявлены преимущества бесконтактного интегрального метода определения расхода.

Предложена система, позволяющая определять объемный расход жидкости без погружения датчиков в контролируемую среду, что позволяет повысить надежность и долговечность измерительно-

вычислительного комплекса. Разработаны структуры системы определения расхода и входящих в их состав датчиков.

Разработанный комплекс позволяет на основе обработки показаний датчиков определять объемный расход жидкости за одно измерение уровня и поверхностной скорости, что увеличивает быстродействие работы по сравнению с традиционными системами.

Приведен анализ составляющих ошибки измерения уровня жидкости.

• Наиболее существенной является обусловленная изменением температуры погрешность, которая в диапазоне ±50 °С., составляет по известным данным ± 8% (Горбатов A.A. Рудашевский Г.Е. Аккустические методы измерения расстояний и управления. М.: Энергоатомиздат, 1981). С целью уменьшения температурной погрешности в состав системы введен датчик температуры и эталонная поверхность, в результате чего температурная составляющая ошибки измерения уровня сведена до величины , не превышающей 0.03%;

• максимальная относительная погрешность, вызванная ветром при эхолокации, равна отношению квадратов скоростей ветра и звука;

• максимальная погрешность, обусловленная изменением параметров воздуха, влажности - 0.5%, газового состава - 0.1%, давления - около Зх10~6% по данным того же источника.

Приведены основные соотношения, позволяющие установить рабочие параметры датчика поверхностной скорости жидкости:

где БсЬр1 - доплеровский сдвиг частоты, \^с1к - скорость жидкости, С -скорость ультразвука в воздухе, - частота излучения датчика, (3 -угол ориентации диаграммы направленности датчика скорости, К -коэффициент. Приведен алгоритм определения признаков аварий в безнапорной сети транспортирования жидкостей, позволяющий по показанию системы (уровню наполнения лотка, поверхностной скорости, значению расхода и статистическим данным) классифицировать состояние сети и определять тип возникшей аварии. На основе статистических и расчетных данных рассчитывают области в системе координат V, Ь, <2 для нормального функционирования сети и возможных случаев аварийного состояния.

Fdopl =

2 " Vgidk*Fizl<SIN(Q) С

Vgidk =

С 'Fdopl = Fdopl 2 * Fizl" SIN(Q) ~ К '

(22)

Области нормального функционирования и возможных случаев аварийного состояния сети

Ужидк

Нормальное функционирование

Засорение сети

Ожидк

Схема характерных случаев аварий

Уровень жидкости М Скорость жидкости VI

Уровень жидкости Ь2 Скорость жидкости У2

Уровень жидкости ЬЗ Скорость жидкости УЗ

Нормальное состояние сети

Прорыв сети

Рис. 2.

Рис. 3.

В четвертом разделе приводятся результаты экспериментальных исследований системы определения объемного расхода жидкости. Разработана методика позволяющая провести оценку:

- работоспособности системы в реальных условиях;

- стабильности показаний датчиков;

- точности определения расхода;

. - правильности разработанной методики определения параметров закона распределения скоростей на поверхности жидкости.

Проведенные лабораторные исследования макета подтвердили работоспособность системы определителя расхода при работе с потоками, имеющими скорость в пределах от 0 м/с до 2,5 м/с с ошибкой измерения не более 2,5%; проверка стабильности показаний датчика скорости показала, что отклонения при зондировании подвижной жидкости составляют не более 2,5% от определяемой величины, при работе по неподвижной жидкости не более 0,03 м/с; оценка точности работы датчика уровня показала, что ошибка

измерения не превышает 0,6% от определяемой величины.

Натурные исследования системы показали ее работоспособность во время атмосферных осадков, скорости ветра от 0 до б м/с при температуре от 0 до 16 °С; проверка стабильности показала, что разброс измеренных значений скорости и уровня не превышает от измеренной величины 3,8% и 0,05 м соответственно; построение эпюр скорости и уровня показывает повторяемость измерений с ошибкой не более 3%.

Сравнение результатов теоретических и практических исследований показало, что ошибка моделирования процесса движения жидкости в лотке не превышает 2,9%, ошибка вычисления коэффициента пересчета поверхностной скорости в интегральную не превышает 4,8%.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

1. Проведен анализ известных способов измерения расхода в безнапорных сетях и показано, что рассмотренные измерительные системы требуют внесения конструктивных изменений лотка, вызывают увеличение гидравлического сопротивления! Показано, что рассмотренные способы применимы только для измерения однородных жидкостей без крупных включений.

2. Разработан критерий оценки параметров методов и систем измерения объемного расхода жидкости, который позволяет проводить комплексную оценку качественных и количественных характеристик измерителей.

3. Сравнительной анализ характеристик рассмотренных измерителей расхода показал необходимость разработки бесконтактного способа определения объемного расхода жидкостей в безнапорных сетях.

4. Разработана базовая структура системы бесконтактного интегрального определения объемного расхода, включающая бесконтактный датчик уровня наполнения лотка, бесконтактный интегральный датчик поверхностной скорости жидкости, вычислитель.

5. Разработана методика определения объемного расхода при измерении уровня и поверхностной скорости жидкости бесконтактным способом, позволяющая на порядок повысить надежность системы по сравнению с расходомером для открытых каналов без ущерба для быстродействия.

6. Разработана методика расчета параметров закона распределения скоростей поверхностного слоя жидкости по показаниям бесконтактного датчика, позволяющая получить значение интегральной поверхностной скорости жидкости с учетом, геометрии форм лотка с увеличением точности по сравнению с погружными системами.

7. Разработаны соотношения между наполнением, гидравлическим радиусом и площадью живого сечения, необходимые для определения

объемного расхода в лотках наиболее часто встречающихся форм круглого, прямоугольного, параболического.

8. Разработана структура аппаратных средств системы определение объемного расхода по уровню и скорости жидкости, позволяющая достичь низкого энергопотребления, простоты монтажа и обслуживания.

9. Разработан алгоритм определения признаков аварий в систем« безнапорной транспортировки жидкости, позволяющий находить i классифицировать и место аварии.

10. Проведена экспериментальная проверка предложенны> принципов, методов, алгоритмов и схем, подтверждающая эффективность построения системы определения объемного расход; химически активных жидкостей различной плотности с твердыми i вязкими включениями на базе обработки результатов измерение бесконтактных датчиков.

Список публикаций по теме диссертации:

1. Весслов В.А., Ипатов О.С., Седов И.В., Ковалевский В.Б Исследование диагностического измерителя объемного расходе агрессивной текучей среды // Известия вузов. Приборостроение. ■ 1997- Т. 40,- №7.-С.59-65.

2. Седов И.В. Система обработки информации дистанционного измерителя объемного расхода агрессивной текучей среды// Сборник трудов БГТУ им. Д.Ф.Устинова.-СПб ,1997- Ш.-С. 18-22.

3. Ипатов О.С., Седов И.В., Лившиц Б.М. Повышение точности системы определения маршрута движения диагностического робота е безнапорных сетях. // Тез. докл. 4 науч.-техн. конф. "Экстремальная робототехника"/ ЦНИИ РТК-СПб, 1995.-С.28-30.

4. Веселов В.А., Ипатов О.С., Седов И.В., Гробовой Р.Н. Ультразвуковой измеритель скорости движения мобильного робота. /,/ Тез. докл. 5 науч.-техн. конф. "Экстремальная робототехника"/ ЦНИИ РТК-СПб, 1996.-С. 17-19.

5. Ипатов О.С., Веселов В.А., Седов И.В. Система определения маршрута движения диагностического робота. // Тез. докл. 8 науч,-техн. конф. "Экстремальная робототехника"/ ЦНИИ РТК-СПб, 1997.-С.43-44.

6. И.В.Седов. Информационная система определения маршрута движения диагностического снаряда в безнапорных сетях. // Материалы Научно-технической конференции под научной редакцией доктора техн. наук Е.И.Юревича Спб., СПбГТУ, 1996. -С.45-57

7. Р.Н. Гробовой, О. С. Ипатов, И.В.Седов. Измерение скорости потока жидкости бесконтактным методом // Тез. докл. науч.-техн. конф."Системы управления - конверсия - проблемы"/ Ковровский технический институт,- Ковров., Владимирская обл., 1996.-С.78-81.

8.В.А.Веселов, О.С.Ипатов, И.В.Седов. Информационная система для определения маршрута роботизированного зонда в безнапорных канализационных сетях.// Тез. докл. науч.-техн. конф."Системы управления - конверсия - проблемы"/ Ковровский технический институт,- Ковров., Владимирская обл., 1995.-С.31-33.

9. Пат. 98109270/28(010321) России. Определитель объемного расхода жидкости / И. В. Седов.

Подписано в печать 25.10.99. Формат 60x84/16. Бумага документная. Печать трафаретная. Усл-печ.: л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ N89. Балтийский государственный технический университет "Военмех" им. Д.ф.Устинова Типография БГТУ 198000, С.-Петербург, 1-я Красноармейская ул.,д.1.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ

ВВЕДЕНИЕ

1 Проблема определения объемного расхода жидкости и возможные пути ее решения

1.1 Классификация задач определения объемного расхода жидкостей

1.2 Методы измерения расхода в безнапорных сетях

1.3 Обоснование критерия оценки систем определения объемного расхода жидкости

1.4 Сравнительный анализ систем определения расхода

1.5 Принципы выбора базовой структуры системы определения расхода

1.6 Обоснование бесконтактного способа определения объемного расхода в безнапорных сетях.

Выводы по разделу

2 Особенности процесса определения объемного расхода

2.1 Описание распределения скоростей жидкости в сечении лотка

2.2 Разработка аналитической методики определения объемного расхода

2.3 Расчет параметров закона распределения скоростей по показаниям бесконтактного датчика

2.4 Соотношения для определения расхода

2.5 Методика проведения процесса определения параметров текущей жидкости

2.6 Оценка погрешностей определения объемного расхода

Выводы по разделу

3 Разработка структур аппаратных средств системы определения объемного расхода жидкости

3.1 Структура системы определения объемного расхода жидкости

3.2 Сравнительный анализ аппаратных средств определения расхода по уровню и скорости жидкости. *

3.3 Структура датчика уровня жидкости

3.4 Структура датчика поверхностной скорости жидкости

3.5 Алгоритм определения признаков аварий 101 Выводы по разделу

4 Экспериментальные исследования системы определения объемного расхода жидкости

4Л Разработка методики проведения исследований

4.2 Лабораторные исследования

4.3 Натурные исследования

4.4 Обработка теоретических и экспериментальных результатов исследования. Моделирование процесса течения жидкости

4.5 Проверка точности модели 130 Выводы по разделу

Неуклонный роста внимания природоохранных организаций к состоянию окружающей среды и экологической безопасности ставит новые, все более высокие требования к системам контроля и управления сбросом сточных отработанных вод промышленных предприятий и жилого сектора. Широко используемые в настоящее время системы контроля и определения расхода, работающие при непосредственном контакте системы с контролируемым потоком часто оказываются малоэффективными или непригодными для решения ряда важнейших задач, возникающих в области водоснабжения, водоотведения, при организации систем экологического контроля, измерения параметров высоко температурных жидких сред и плазм, жидкостей переменной плотности и вязкости, жидких сред с твердыми и вязкими включениями [67]. К задачам такого класса относятся интегральные измерительные задачи, решение которых должно осуществляться бесконтактным способом.

Один из классов интегральных измерительных задач, имеющих важные практические приложения, составляют задачи определения объемного расхода химически активных жидкостей с твердыми и вязкими включениями.

Интегральные методы измерения расхода играют важную роль в развитии отраслей промышленности так как позволяют достигать более точных [45], стабильных и достоверных показаний по сравнению с традиционными методами.

В последнее время наблюдается рост числа исследовательских работ посвященных измерительной технике, в которых используются интегральные методы измерения и расчета. При определении расхода часто возникает задача рационального по точности, быстродействию, надежности метода построения измерительной системы [77]. Большинство исследований в этой области относится к исследованию информационно-измерительных систем на контактирующих с измеряемой жидкостью датчиках, что накладывает существенные ограничения на параметры контролируемой жидкости.

Одной из прикладных задач является определение параметров химически активных жидкостей, жидкостей с вязкими и твердыми включениями [79]. Работа с такими жидкостями накладывает жесткие требования по надежности, предъявляемые к информационной системе. В настоящее время задача решается изготовлением контактных датчиков из особопрочных материалов с защитными покрытиями [10], что увеличивает срок службы системы. Тем не менее непосредственный контакт с подобного рода жидкостями выводит из строя ее подвижные части.

Актуальность создания бесконтактных систем определения расхода назрела во многих областях, например, при организации распределения потоков на станциях аэрации [56], при определении маршрутов сброса отработанных сточных вод [29], при построении систем экологического контроля.

Различным теоретическим и практическим аспектам разработки и создания измерителей расхода посвящены работы Доублена Е. [84], Шармана Уокса, Линвортса Л. [89], Плаута Д. [92], Шерклифа Ж., Альттруля А.Д. [3], Архипцева Ю.Ф., Белкина И.М., Виноградова Г.В., Леонова А.И. [10], Дуба Я.Т. и Шкурченко В.Л. [26] Землянского В.М. [31], Корсунского Л.М. [38], [39], Курганова A.M. [42], Курганова A.M. и Федорова Н.Ф. [43], Фальковского Н.И. [67], Якубенко А.Е [77] и др. Однако на момент проведения исследований среди рассмотренных не выявлено достаточно надежных, быстродействующих, точных и относительно дешевых измерительноинформационных систем определения параметров потоков химически активных жидкостей различной плотности с твердыми и вязкими включениями. Это вызвано рядом причин, центральной из которых является отсутствие метода определения, который мог быть реализован при помощи удобной в применении, надежной и недорогой системы. При этом жесткие требования, предъявляемые к подобным системам, такие как компактность, малое энергопотребление, высокое быстродействие, точность [92], быстрота и легкость монтажа и обслуживания, а, главное, высокая надежность [39], обеспечивающая работоспособность системы при работе с химически активными, различной вязкости жидкостями с включениями, затрудняет использование известных средств определения расхода. Последнее объясняется следующими обстоятельствами. С одной стороны для обеспечения удовлетворительной точности недостаточно проведения замера в одной точке потока, так как скорости в различных местах сечения измеряемой жидкости существенно отличаются друг от друга [40]. С другой стороны при внедрении нескольких измерительных зондов в поток нарушается динамика движения жидкости и снижается надежность [25] в следствии возрастания числа самых уязвимых с точки зрения надежности элементов измерительной системы.

Трудность использования измерительной системы с одним или несколькими зондирующими датчиками, измеряющими локальную скорость потока, связана с определением интегрального расхода в связи с изменением локальной скорости потока в сечении контролируемой жидкости [19]. Значительный вклад в развитие теории и практики интегральных систем определения расхода внесли работы Курганова A.M. [41], Курганова A.M. и Федорова Н.Ф. [43], Шерклифа Ж.А. [94], Патент Германии N 4016529 [52] и др. Однако, с другой стороны, возможности использования интегральных методов определения расхода с помощью существующих измерительных систем ограничены резким ростом объема оборудования, его сложностью, увеличением времени измерения [28], что также затрудняет их использование при достижении приемлемой точности определения расхода. В связи с этим в настоящее время является актуальной проблема разработки и создания новых измерительно-информационных систем интегрального безконтактного определения расхода, отличающихся, с одной стороны, высокой точностью, а, с другой стороны, надежностью, быстродействием и простотой эксплуатации.

Множество исследований посвящено применению корреляционных методов, не требующих непосредственного контакта датчиков с потоком [12]. Корреляционные методы позволяют получать и сравнивать характерные признаки одной и той же области на поверхности жидкости, полученные двумя сканаторами, расположенными по оси течения потока [94]. По временной задержке распознавания одной и той же картины сканаторами определяют интегральную скорость зондируемого пятна на поверхности жидкости. Для получения закона распределения скоростей на поверхности жидкости и интегрального значения поверхностной скорости необходимо сканировать всю поверхность потока, но в этом случае усложняется задача определения сходства, так как поверхностная скорость жидкости изменяется в широких пределах от стен лотка к геометрическому центру потока. Относительно быстро изменяются признаки, характерные для одного и того же участка поверхности жидкости с течением времени [20], что особенно сильно сказывается при ветре, турбулентности, сложности

40 геометрии форм лотка [71] и делает невозможным применение метода для решения многих важных прикладных задач.

Идея решения задачи интегрального определения расхода жидкости была изложена в патенте Германии [52], где точность определения расхода зависит от частоты узлов координатной сетки закона перемещения зонда измерения локальной скорости потока. Однако предложенная в [52] структура предназначена для решения частных задач, а, именно измерения чистых однородных жидкостей, причем точность определения расхода достигается с существенным ущербом для быстродействия.

Таким образом, обобщая вышесказанное, можно сделать вывод, что в настоящее время является актуальной научно-техническая задача, обеспечения измерения химически активных жидкостей различной плотности с твердыми и вязкими включениями, имеющая важное значение для промышленности. Задача включает разработку метода и ультразвуковой информационно-измерительной системы дистанционного определения объемного расхода жидкости в безнапорных сетях, отличающейся, с одной стороны, высокой точностью определения расхода, а, с другой стороны, простотой эксплуатации, надежностью и быстродействием. Решению данной задачи и посвящена настоящая диссертация.

Целью настоящей работы является создание ультразвуковой информационной системы дистанционного определения объемного расхода жидкости в безнапорных сетях, включая разработку структуры и алгоритма функционирования системы, а также методик обработки результатов измерения уровня и поверхностной скорости жидкости для повышения точности определения расхода.

Для достижения поставленной цели решаются следующие основные задачи:

1) обоснование бесконтактного метода определения объемного расхода в безнапорных сетях;

2) разработка способа определения объемного расхода при дистанционном измерении уровня и поверхностной скорости жидкости;

3) разработка методики расчета параметров закона распределения скоростей на поверхности жидкости по показаниям бесконтактного датчика;

4) разработка методики определения объемного расхода при измерении уровня и поверхностной скорости жидкости;

5) разработка структурного состава системы определения объемного расхода по уровню и скорости жидкости;

6) разработка опытного образца системы определения объемного расхода жидкости;

7) экспериментальная проверка соответствия предложенных решений поставленным задачам.

Предметом исследований являются комплексное рассмотрение вопросов, связанных с построением, функционированием, проектированием, аппаратной реализацией и применением информационно-измерительных систем, ориентированных на определение расхода химически активных жидкостей, жидкостей с вязкими и твердыми включениями.

Методы исследований. При выполнении работы использовалась методы математической статистики, теории радиолокации, теории звуколокации, теории планирования эксперимента. Для выполнения поставленных задач применялись методы экспериментального исследования с использованием аппаратно-программного комплекса на базе персональной ЭВМ и специально разработанных программных средств, методы синтеза измерительных устройств, методы математического моделирования, численные методы.

Научная новизна. В результате проведенных исследований решена задача, имеющая важное значение для городского хозяйства, промышленности и заключающаяся в разработке ультразвуковой информационной системы дистанционного определения объемного расхода жидкости в безнапорных сетях, включающая в себя разработку структуры и алгоритма функционирования системы, а также методик обработки результатов измерения уровня и поверхностной скорости жидкости для повышения точности определения расхода.

1. Впервые разработан и реализован бесконтактный способ интегрального определения объемного расхода по измеренным значениям уровня и поверхностной скорости жидкости, позволяющий решить известную задачу новым способом.

2. Разработана новая структура системы определения объемного расхода, позволяющая определять расход жидкости без непосредственного контакта датчиков с потоком.

3. Впервые разработана и подтверждена моделированием методика пересчета измеренных локационным датчиком показаний в значение поверхностной скорости, что позволяет осуществлять определение расхода в открытых каналах бесконтактным интегральным способом. Разработана методика определения параметров закона распределения скоростей на поверхности жидкости, что позволяет за одно измерение получать значение интегральной поверхностной скорости.

4. Создана модель процесса определения параметров жидкости, позволяющая проверить работоспособность метода в различных условиях эксплуатации и выбрать рациональные значения параметров установки системы.

5. Разработанное аппаратное и программное обеспечение, позволяет проводить оперативное дистанционное обнаружение и классификацию аварий в безнапорной сети.

В процессе исследований получены следующие новые научные результаты, которые выносятся на защиту:

1. Разработана структура системы бесконтактного определения объемного расхода, включающая бесконтактный датчик уровня наполнения лотка, бесконтактный интегральный датчик поверхностной скорости жидкости, вычислитель, производящий обработку результатов измерения с целью получения объемного расхода.

2. Предложена методика расчета параметров закона распределения поверхностной скорости измеряемой жидкости с учетом геометрии форм лотка, позволяющая определять параметры распределения поверхностной скорости по показаниям бесконтактного доплеровского датчика.

3. Разработана методика обработки результатов определения уровня и поверхностной скорости жидкости с целью получения ее объемного расхода.

4. Получены соотношения между наполнением и гидравлическим радиусом, площадью живого сечения необходимые для измерения объемного расхода в лотках наиболее часто встречающихся форм -круглого, прямоугольного, параболического.

5. Разработана структура системы определения объемного расхода по уровню и скорости жидкости, позволяющая достичь относительно высокой точности определения расхода жидкости без непосредственного контакта датчиков системы с контролируемым потоком.

6. Предложен алгоритм определения признаков аварий в системе безнапорной транспортировки жидкости, позволяющий классифицировать, характеризовать и находить место аварии.

Практическая ценность результатов работы.

1. Разработанный критерий оценки параметров определителей расхода позволяет рационально выбирать измерительную систему в соответствии с заданными условиями эксплуатации.

2. Разработанный бесконтактный способ интегрального определения объемного расхода по измеренным значениям уровня и поверхностной скорости жидкости позволяет повысить точность и быстродействие системы определения расхода.

3. Разработанная структура системы определения объемного расхода позволяет повысить долговечность и надежность системы.

4. Разработанная методика определения объемного расхода при измерении уровня и поверхностной скорости позволяет измерять параметры химически активных жидкостей с включениями, повысить быстродействие по сравнению с аналогичными системами.

5. Разработанная измерительно-информационная система определения маршрута движения диагностической мобильной станции в безнапорных канализационных сетях позволяет повысить точность измерений, надежность аппаратуры в безнапорной сети и сократить расходы в следствие уменьшения времени диагностических работ.

6. Разработанная система определения аварийного состояния безнапорной канализационной сети позволяет достичь экономии при содержании сети вследствие выявления аварий на ранних стадиях развития.

7. Система определения объемного расхода сточных вод позволяет осуществить рациональное управление работой насосных агрегатов станций аэрации.

Результаты внедрения. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении ОКР "Разработка ультразвукового определителя расхода сточных вод в безнапорных сетях".

В ПУЭКС ГУП "Водоканал Санкт-Петербурга" макет системы прошел успешные испытания на. центральной станции аэрации г. Санкт-Петербурга и показал эффективность заложенных решений.

Апробация работы. Основные положения проведенных исследований докладывались и обсуждались на 8 научно-технических конференциях: "Экстремальная робототехника", "Системы управления

14 конверсия - проблемы" и других.

Публикации. Результаты теоретических и экспериментальных исследований нашли свое отражение в 9 печатных работах, в том числе выдан патента России на изобретение "Определитель объемного расхода жидкости".

Представленный комплекс исследований был проведен автором в 1993-1999 годах. Большое влияние на формирование научных интересов и взглядов автора оказали работы Альттруля А.Д., Курганова A.M., Федорова Н.Ф., Доублена Б., Шармана Уокса, Линвортса Л., Рлаута Д., Шерклифа Ж. и др. Автор выражает глубокую благодарность всем сотрудникам отдела метрологического контроля Центральной станции аэрации города Санкт-Петербурга, возглавляемого Пулином Олегом Викторовичем; сотрудникам кафедры Водоснабжения Санкт-Петербургского Архитектурного университета, и профессору кафедры Курганову Анатолию Матвеевичу, сотрудникам НПТО "Техносенсор", ПУЭКСа без чьей помощи и поддержки не могли быть проведены большинство экспериментальных исследований.

Выводы по разделу

1. Испытания системы определения расхода подтвердили работоспособность разработанного метода и сконструированного прибора в безнапорных сетях с жидкостями различных температур, плотностей и вязкости и химической активности. Результаты испытаний подтверждают работоспособность метода и системы с заданными характеристиками.

2. Разработанная методика проведения лабораторных и натурных испытаний, позволяет подтвердить соответствие характеристик разработанной системы поставленным требованиям? Методика позволила объективно оценить работоспособность системы в лабораторных и натурных условиях эксплуатации с получением параметров чувствительности, стабильности, повторяемости измерений, оценки достоверности измеренных величин.

3. Лабораторные исследования подтвердили работоспособность системы при работе с потоками имеющими скорость в пределах от 0 м/с до 2,1 м/с с ошибкой не более 2,5%; проверка стабильности датчика скорости показала, что отклонения при измерении подвижной жидкости составляют не более 2,5% от измеряемой величины, при работе по неподвижной жидкости не более 0,03 м/с; оценка точности работы датчика уровня показала, что ошибка не превышает 0,6% от измеряемой величины.

4. Натурные исследования показали работоспособность системы при работе во время атмосферных осадков, скорости ветра от 0 до б м/с при температуре от 0 до 16 °С; проверка стабильности показала, что разброс измеренных значений скорости и уровня не превышает от измеренной величины 3,8% и 0,05 м соответственно; построение эпюр скорости и уровня показывает повторяемость измерений с ошибкой не более 3%.

141

5. Сравнение результатов теоретических и практических исследований показало, что ошибка моделирования процесса движения жидкости в лотке не превышает 2,9%, ошибка вычисления параметров закона распределения скорости не превышает 4,8%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью исследования является разработка ультразвуковой информационной системы дистанционного определения объемного расхода жидкости в безнапорных сетях, включающая в себя разработку структуры и алгоритма функционирования системы, а также методик обработки результатов измерения уровня и поверхностной скорости жидкости для повышения точности определения расхода.

Задачами исследования, вытекающими из поставленной цели исследования, являются

1) обоснование бесконтактного метода определения объемного расхода в безнапорных сетях;

2) разработка способа определения объемного расхода при дистанционном измерении уровня и поверхностной скорости жидкости;

3) разработка методики расчета параметров закона распределения скоростей на поверхности жидкости по показаниям бесконтактного датчика;

4) разработка методики определения объемного расхода при измерении уровня и поверхностной скорости жидкости;

5) разработка структуры аппаратных средств системы определения объемного расхода по уровню и скорости жидкости;

6) экспериментальная проверка адекватности предложенных решений. Результатом исследования является

1. Разработана структура системы бесконтактного определения объемного расхода, включающая бесконтактный датчик уровня наполнения лотка, бесконтактный интегральный датчик поверхностной скорости жидкости, вычислитель, производящий обработку результатов измерения с целью получения объемного расхода.

2. Предложена методика расчета параметров закона распределения поверхностной скорости измеряемой жидкости с учетом геометрии форм лотка, позволяющая определять параметры распределения поверхностной скорости по показаниям бесконтактного доплеровского датчика.

3. Разработана методика обработки результатов определения уровня и поверхностной скорости жидкости с целью получения ее объемного расхода.

4. Получены соотношения между наполнением и гидравлическим радиусом, площадью живого сечения необходимые для измерения объемного расхода в лотках наиболее часто встречающихся форм -круглого, прямоугольного, параболического.

5. Разработаны структуры датчиков уровня и скорости системы определения объемного расхода, позволяющие достичь относительно высокой точности определения расхода жидкости без непосредственного контакта датчиков системы с контролируемым потоком.

6. Предложен алгоритм определения признаков аварий в системе безнапорной транспортировки жидкости, позволяющий классифицировать, характеризовать и находить место аварии.

Таким образом полученные результаты являются решениями поставленных задач, а совокупность результатов позволяет заключить о достижении цели исследования.

Полученные в ходе исследования результаты предлагается использовать на станциях аэрации, канализационных сетях, в местах контролируемого сброса сточных вод.

Разработанный определит ель расхода получил внедрение в ГУП Водоканал Санкт-Петербурга. На разработанную систему определения расхода получен патент России.

1. Абрамов H.H., Поспелова М.М. Расчет водопроводных сетей. М.: Стройиздат, 1976.- 356 с.

2. Агекян Т.А. Основы теории ошибок для астрономов и физиков. М.: Наука, 1968. -463 с.

3. Альтруль А.Д. Основные закономерности равномерного течения воды в каналах. Известия АН СССР ОТН, 1956, N5. -с. 97-103.

4. Альтруль А.Д., Калицун В.И. Гидравлическое сопротивление трубопроводов. М.: Стройиздат, 1978. -308 с.

5. Альтруль А.Д., Калицун В.И. О влиянии уклона дна на величину коэффициента Шези. Известия вузов, 1961, N 9. с. 45-47.

6. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М.: Недра. 1979. -273 с.

7. Артемьев Б.Г., Голубев С.М. Справочное пособие для работников метрологических служб. М.: Изд-во стандартов, 1982. -280 с.

8. Архипцев Ю.Ф. Бесконтактные элементы автоматики. М.: Энергия, 1982. -385 с.

9. Барковский В.В., Захаров В.Н., Шаталов A.C. Методы синтеза систем управления (методы, основанные на применении цифровых вычислительных машин). М.: Машиностроение, 1989. -547 с.

10. Белкин И.М., Виноградов Г.В., Леонов А.И. Ротационные приборы. Измерение вязкости и физико механических характеристик материалов М.: Машиностроение, 1968. -228 с.

11. Белов П.С. Канализация промышленных предприятий и населенных мест. М.: Госстройиздат, 1938. -530 с.

12. Белозеров Н.П., Луговскйй • М.В. Расчет систем водоснабжения с применением вычислительной техники. М.: Колос, 1973. -394 с.

13. Бояджиев, Христо, Бемков, Венко. Массоперенос в движущийся жидкости. М.: Мир, 1988. -275 с.

14. Букреев И.Н., Мансуров Б.М., Горячев В.И. Микроэлектронные схемы цифровых приборов. М.: Советское радио, 1983. -232 с.

15. Валуева Е.П., Попов В.Н. Нестационарное турбулентное течение жидкости в круглой трубе. М.: Энергетика, 1993, N 5. с. 46-49.

16. Ведерников В.В., Мастицкий Н.В., Потапов М.В. Неустановившееся движение водного потока в открытом русле. М.: Госстройиздат, 1983. -164 с.

17. Веселов В.А., Ипатов О.С., Седов И.В., Гробовой Р.Н. Ультразвуковойизмеритель скорости движения мобильного робота. // Тез. докл. 5 науч,-техн. конф. "Экстремальная робототехника"/ ЦНИИ РТК-СПб, 1996. -с. 1719.

18. Веселов В.А., Ипатов О.С., Седов И.В., Ковалевский В.Б. Исследование диагностического измерителя объемного расхода агрессивной текучей среды // Известия вузов. Приборостроение. 1997- Т. 40,- №7. -с. 59-65.

19. Габов С.А., Тверской М.Б. О вычислении параметров установившихся волн конечной амплитуды на поверхности флотирующей жидкости. Мат. моделирование T.l N 2 1989. -с. 74-78.

20. Гиршберг В.В., Доманицкий С.М., Кутлер Н.П., Петрухин Б.П. Типовые узлы на полупроводниковых логических и функциональных элементах. М.: Энергия, 1986. -465 с.

21. Горбатов A.A. Рудашевский Г.Е. Акустические методы измерения расстояний и управления. М.: Энергоатомиздат, 1981. -426 с.

22. Григоровский Е.П., Койда Н.У. Автоматизация расчета сетевых систем. Киев: Высшая школа, 1977. -395 с.

23. Гробовой Р.Н., Ипатов О.С., Седов И.В. Измерение скорости потока жидкости бесконтактным методом // Тез. докл. науч.-техн. конф."Системы управления конверсия - проблемы"/ Ковровский технический институт,-Ковров, Владимирская обл., 1996. -с. 78-81.

24. Грозодуб Ю.Н. К исследованию волновых процессов в трубопроводах. М.: Мир, 1950. -54 с.

25. Дуб Я.Т., Шкурченко B.JI. Щелевые расходомеры. Киев: Будивельеик, 1972. -164 с.

26. Дудников Е.Г., Левин A.A. Промышленные автоматизированные системы управления. М.: Энергия, 1983. -462 с.

27. Душкина Е.М. Основы метрологии и электрические измерения. Д.: Энергоатомиздат, 1987. -184 с.

28. Жуков А.И. Канализация. М.: Госстройиздат, 1951. -754 с.

29. Зайдель А.Н. Ошибки измерений физических величин. Л.: Наука, 1984. -246 с.

30. Землянский В.М. Измерения скорости потоков лазорным доплеровским методом. Киев: Высшая школа, 1987. -138 с.

31. Идельник И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Энергия, 1985. -274 с.

32. Ипатов О.С., Веселов В.А., Седов И.В. Система определения маршрута движения диагностического робота. // Тез. докл. 8 науч.-техн. конф. "Экстремальная робототехника"/ ЦНИИ РТК-СПб, 1997. -с. 43-44.

33. Ипатов О.С., Седов И.В., Лившиц Б.М. Повышение точности системы определения маршрута движения диагностического робота в безнапорных сетях. // Тез. докл. 4 науч.-техн. Конф. "Экстремальная робототехника"/ ЦНИИ РТК-СПб; 1995. -с. 28-30.

34. Калицун В.И. Гидравлический расчет водоотводящих сетей. М.: Стройиздат, 1988. -228 с.

35. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука, 1970. -128 с.

36. Клейн М.Л., Морган Г.С., Аронсон М.Г. Цифровая техника для вычислений и управления. М.: Издательство иностранной литературы, 1970. -328 с.

37. Корсунский Л.М. Электромагнитные гидродинамические приборы. Гос. коммитет стандартов, мер и измер. приборов. М.: 1964. -48 с.

38. Корсунский Л.М. Электромагнитный расходомер с прямоугольным каналом. М.: Измерительная техника, 1960, N 10. -с.56-60.

39. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1975. -776 с.

40. Курганов A.M. "К распределению скоростей напорного и безнапорного потоков в трубах и каналах". ВИНИТИ, №216-деп., Ь975. -с. 75-79.

41. Курганов A.M. Закономерности движения воды в дождевой и общественной канализациях. М.: Стройиздат, 1982. г364 с.

42. Курганов A.M., Федоров Н.Ф. Гидравлические расчеты систем водоснабжения и водоотведения. Справочник. Л.: Стройиздат, 1986. -463 с.

43. Курганов A.M., Федоров Н.Ф. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации. Л.: Стройиздат, 1978. -424 с.

44. Лобачев П.В. Указания по применению современных водомеров на водопроводных станциях. М.: ВНИИ Водгео, 1990. -74 с.

45. Лукиных A.A., Лукиных И.А. Таблицы для гидравлического расчета канализационных сетей и дюкеров по формуле академика Н.Н.Павловского. М.: Стройиздат, 1987. -85 с.

46. Машинное проектирование систем автоматического управления. / Под редакцией Букатова В.А. Л.: Судостроение, 1978. -534 с.

47. Мошиц Г., Хорн П. Проектирование активных фильтров. М.: Мир, 1984. -215 с.

48. Норенков И.П. Введение в автоматизированное проектирование. М.: Высшая школа, 1980. -419 с.

49. Обработка экспериментальных результатов /Белов В.Н., Молодкин ЮЛ., Пальмова Н.И., Хачатурьянц A.B. Ленинградский механический институт. Л.: 1988. -96 с.

50. Пат. 98109270/28(010321) России. Определитель объемного расхода жидкости / И. В. Седов.

51. Патент Германии N 4016529, дата приоритета 07.11.91., 5 МКИ G01P5/00./ Клаус Шерпе.

52. Патент РФ N 1806329, дата приоритета 11.09.90, 5 МКИ G 01 F 1/66. П. С. Абрамцев.

53. Половко A.M. Основы теории надежности. М.: Энергия, 1984.

54. Преображенский В.П. Теплотехнические измерения и приборы. М.:

55. Госэнергоиздат, 1986. -427 с.

56. Примеры расчетов по гидравлике. /Альтшуль А.Д., Калицун В.И., Майрановский Ф.Г., Пальгунов П.П.; под ред. Альтшуль А.Д. М.: Стройиздат, 1977.-352 с.

57. Проектирование бесконтактных логических схем автоматического управления. /Грейнов Г.Р., Ильяченко В.П., Май В.П., Первушин H.H., Ильяшенко Л.И. М.: Энергия, 1989. -415 с.

58. Регирер С.А. Электрическое поле в магнитогидродинамическом канале прямоугольного сечения с непроводящими стенками., Ж. Прикл. Механики и техн. физики, №3, 1964. -с. 60-68

59. Римский-Корсаков A.B. Электраакустика. М.: Связь, 1973. -426 с.

60. Седов И.В. Информационная система определения маршрута движения диагностического снаряда в безнапорных сетях. // Материалы Научно-технической конференции под научной редакцией доктора техн. наук Е.И.Юревича. СПб., СПбГТУ, 1996. -с. 45-57

61. Седов И.В. Система обработки информации дистанционного измерителя объемного расхода агрессивной текучей среды// Сборник трудов БГТУ им. Д.Ф.Устинова.- СПб , №2, 1997. -с. 18-22.

62. Сквейрс Др. Практическая физика. М.: Мир, 1971. -572 с.

63. Соловьев В.А., Яхонтова В.Е. Элементарные методы обработки результатов измерений. Л.: Издательство ЛГУ, 1977. -295 с.

64. Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM-PC. /Под редакцией Томпкинса У. и Уэбстера Дж. М.: Мир, 1992. -589 с.

65. Справочник по гидравлическим расчетам /Под ред. П.Г.Киселева. М.: "Энергия", 1972. -753 с.

66. Тепакс Л. Равномерное турбулентное движение в трубах и каналах. Таллин: Валгус, 1995. -531 с.

67. Фальковский Н.И. Водомеры. ГНТИ, 1981. -163 с.

68. Федоров Н.Ф. Новые исследования и гидравлические расчеты канализационных сетей. Л.: Стройиздат, 1964. -638 с.

69. Федоров Н.Ф., Волков Л.Е. Гидравлический расчет канализационных сетей. Л.: Стройиздат, 1968. -427 с.

70. Чербаков Ю.В. Теория оценивания параметров в измерительных экспериментах. СПб: СПб Гос. Ун-т (Институт химии), 1997. -300 с.

71. Черкесов В.Н. Гидродинамика волн. Киев: Наука, 1980. -163 с.

72. Шевелев Ф.А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чигунных, асбестоцементных и пластмассовых водопроводных труб. М.: Стройиздат, 1970. -154 с.

73. Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб. Справочное пособие. М.: Стройиздат, 1984. -116 с.

74. Шишкин И.Ф. Качество и единство измерений. Л.: СЗПИ, 1982. -74 с.

75. Щеголев Б.М. Математическая обработка наблюдений. М.: Наука, 1969.216 с.

76. Яковлев С.В., Калицун В.И. Механическая очистка сточных вод. М.: Стройиздат, 1972. -562 с.

77. Якубенко А.Е. Измерение расхода жидкости в круглой трубе магнитогидродинамическим методом. Прикладная механика и техническая физика. 1964, N5. -с. 151-154.

78. Яношин JI. Теория и практика обработки результатов измерений. М.: Мир, 1988.-384 с.

79. Вот, N. (ed.). Echocardiology winh Doppler applications and real time imaging. The Hague: Martinus Nijhoff. 1977. -462 p.

80. Borland. Turbo С compiler. Scotts Valley. CA: Borland International. 1987. -732 p.

81. С compiler functional description, revision 2. 8086/8088. Glen Ellyn Lattice. IL: Lattice, Inc. 1984.-426 p.

82. Costales, В. С from A to Z. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall. 1985. -106 p.

83. Doebelin E. Measurement systems: Application and design, 3rd ed. New York: McGraw-Hill. 1983.-428 p.

84. Doebelin, E. Doppler ultrasound to transduce blood flow. IEEE Trans. Biomed. Eng. BME-20:306-309. 1987. P 57-62.

85. Executive Systems. XTREE. Sherman Oaks, CA: Executive Systems, Inc. 1986. -48 p.

86. Fagenbaum, J. Controlling the synfiiel process. IEEE Spectrum 17(11): 1980. p 31-36.

87. IBM technical reference manual. Boca Ration, FL. IBM. 1983.-716 p.

88. Kernighan, B.W., and Ritchie, D.M. The С programming language. Englewood Cliffs, NJ: Printice-Hall. 1978. -382 p.

89. Lynnworth, L.C. A checkist of ultrasonic flowmeters. Intech. 26(11): 1979. P 6264.

90. McCutchen, E.P. (ed.). Chronically implanted cardiovascular instruments. New York: Academic Press. 1973. 538 p.

91. Media Cybernetics. HALO graphics С library, New York: Lifeboat Associates. 1985.-266 p.

92. Plaut, D.I., and Webster, J.G. Ultrasonic measurements of respiratory flow. IEEE Trans. Biomed. Eng. BME-27. 1980. P 509-558.

93. Scotts Valley, MetaWINDOW С reference manual. Metagraphics. CA: Metagraphics Software Cocporation. 1986. -846 p.

94. Shercliff, J.A. The theory of electromagnetic flow measurement. Cambridge: Cambridge University Press. 1962. 242 p.

95. Traister, R. Programming Halo graphics in C. Englewood Cliffs. NJ: PrinticeHall, 1985.-352 p.