Работа с природными ресурсами требует повышенной точности. Ученые
Кориолисов расходомер — это прибор, определяющий массовый расход жидкости. В проекте речь идет о его применении для измерения массового расхода нефти, и здесь очень важно не ошибиться и знать максимально точное количество продаваемого (покупаемого) продукта, имеющего высокую стоимость. Задача ученых — обеспечить соответствие характеристик прибора заданным в условиях течения двухфазной среды.
Научный проект реализуется под руководством ректора ЮУрГУ, профессора Александра Шестакова совместно с Лабораторией технической самодиагностики и самоконтроля приборов и систем, которую возглавляет профессор Оксфордского университета Манус Патрик Генри. Исследования осуществляются при поддержке Министерства образования и науки, Проекта 5–100, а также индустриального партнера ЮУрГУ — компании «ЭлМетро», которая сегодня является одной из ведущих в сфере проектирования промышленных измерительных приборов на российском рынке. О результатах проведенных исследований рассказал начальник лаборатории экспериментальной механики ЮУрГУ, кандидат технических наук Павел Тараненко.
Проблема — в наличии воздуха
Цель ученых — сохранить высокую точность прибора в случае, когда через него течет смесь жидкости с пузырьками воздуха. Проблема заключается в снижении качества работы кориолисового расходомера при появлении частиц постореннего вещества, так как они обладают другой плотностью и скоростью движения.
Нашим университетом предложено использовать новый алгоритм обработки первичных сигналов, в основе которого лежит метод матричных пучков. Предварительные эксперименты показали, что новый алгоритм, как минимум, не уступает тем, что используются в настоящее время, в том числе и самым современным, предложенным, например, Манусом Генри. Сейчас у нас есть возможность сравнивать наши разработки с разработками Оксфордского университета, имеющими мировой уровень. — рассказал сайту «Первый областной» кандидат технических наук Павел Тараненко.
В настоящее время в этой области сделано очень многое, ряд решений запатентован. Мы занимаемся созданием отечественного прибора, обеспечивающего высокую точность измерения расхода в условиях течения двухфазной среды. В нашем проекте двухфазная жидкость — это жидкость, содержащая в себе пузырьки газа. Наш прибор должен точно определять массовый расход нефти при наличии в ней газовой составляющей. Когда ее нет, он имеет точность 0,1%, в противоположном случае же его точность снижается, и он начинает давать неверные показания. — продолжает начальник лаборатории экспериментальной механики ЮУрГУ.
Получены два патента
За последнее время по этому направлению университетом запатентованы 2 свидетельства о регистрации программы ЭВМ и отправлена одна заявка на получение патента на изобретение. Это комплексный проект, над которым работает три группы ученых. Лаборатория экспериментальной механики специализируется на проведении испытаний и создании математических моделей механических динамических конструкций; Лаборатория технической самодиагностики и самоконтроля приборов и систем под руководством Мануса Генри работает над алгоритмами измерения, обработки и управления расходомером; третья группа ученых занимается расчетом параметров и моделированием потока жидкости через данный прибор.
Первые два патента связаны со способом обработки сигналов с кориолисового расходомера с применением метода матричных пучков. Третий патент будет связан с обработкой первичных сигналов в условиях импульсного воздействия на расходомер.
Возможности применения улучшенного расходомера
Мы планируем завершить проект в 2018 году. В настоящий момент занимаемся созданием математической модели расходомера с учетом двухфазной среды. Параллельно с этим идет работа над системой управления. В ЮУрГУ создан стенд, на котором мы можем проводить испытания. Соединяя алгоритмы обработки, алгоритмы управления и математическую модель расходомера в единое целое, мы можем получить компьютерную модель, результаты работы которой должны сравниваться с результатами испытаний. Соответственно, на этой модели мы отрабатываем алгоритмы управления, проверяем алгоритмы измерения и уже после этого реализуем наши идеи в электронном блоке расходомера. — делится планами Павел Тараненко.
Кориолисовый расходомер может быть использован при измерении расхода самых разных жидкостей. В первую очередь его применяют в нефтегазовой промышленности. Другое направление — измерение расхода сжиженных газов при отрицательных температурах. Кроме того, он может найти широкое применение в химической промышленности.
Автор: Виктория Матвейчук
