АЛГОРИТМ ТЕМПЕРАТУРНОЙ КОРРЕКЦИИ ВИБРАЦИОННЫХ ПЛОТНОМЕРОВ
Аннотация
Рассматривается дополнительная температурная погрешность вибрационных
плотномеров жидкостей и газов, а именно проблема влияния изменения температуры
среды на частоту колебаний вибропреобразователей плотности. Описывается принцип
действия и преимущества вибрационных плотномеров. Приводится анализ и описание су-
ществующих алгоритмов вычисления плотности и активной термокомпенсации, а также
их недостатки. Указывается на серьёзные ограничения температурного диапазона калиб-
ровки существующих методов, связанные с обязательным применением дистиллированной
воды. Опираясь на проведённое ранее моделирование вибропреобразователя и на выявлен-
ную основную роль температурных свойств модуля упругости металла, предложен новый
алгоритм термокомпенсации без применения жидкостей-компараторов. Приводятся пре-
имущества нового алгоритма, связанные с использованием вакуума в качестве среды, ок-
ружающей вибропреобразователь. В качестве основного преимущества приводится зна-
чительное расширение калибруемого температурного диапазона. Предполагается воз-
можность применения алгоритма для калибровки плотномеров при экстремально низких и
высоких температурах. Приведены формулы вычисления значения периода колебаний пре-
образователя, с учётом температурных изменений - термокомпенсированного периода.
Описаны преимущества применения в качестве градуировочной функции полинома второго
порядка с нулевым линейным членом. Подробно описаны методики проведения эксперимен-
тов, виды оборудования и средств измерений. Представлены полученные эксперименталь-
ные данные для вибропреобразователей из трёх разных металлов. Проведён анализ полу-
ченных данных и сделан вывод о целесообразности применения предложенного алгоритма
термокомпенсации вибропреобразователей плотности жидкостей и газов.
Литература
dlya izmereniya plotnosti rastvorov [The use of the attached mass effect for measuring the
density of solutions], Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo instituta im. S.M. Kirova [Proceedings
of the Tomsk Polytechnic Institute named after S. M. Kirov], 1970, Vol. 184.
2. Outcalt C.D. Holcomb and S.L. A theoreticallybased calibration and evaluation procedure for,
Fluid Phase Equilib, 1998, Vol. 150/151, pp. 815-827.
3. Bouchot C., and Richon D. An enhanced method to calibrate vibrating tube densimeters, Fluid
Phase Equilib, 2001, Vol. 191, pp. 189-208.
4. Comuñas María J.P. Density of Diethyl Adipate using a New Vibrating Tube Densimeter
from (293.15 to 403.15) K and up to 140 MPa. Calibration and Measurements, J. Chem. Eng.,
2008, Vol. 53, pp. 986-994.
5. Al, José J. Segovia et. Automated densimetric system: Measurements and uncertainties for
compressed fluids, J. Chem. Thermodynamics, 2009, Vol. 41, pp. 632-638.
6. Preobrazovateli plotnosti i vyazkosti zhidkosti izmeritel'nye modeley 7825, 7826, 7827, 7828,
7829. Opisanie tipa sredstva izmereniy №26331/1 [Liquid density and viscosity transducers
measuring models 7825, 7826, 7827, 7828, 7829. Description of the type of measuring
instrument No. 26331/1].
7. Plotnomery vibratsionnye Liquiphant M Density. Opisanie tipa sredstva izmereniy №35819
[The Liquiphant M density meter the vibrating Density. Description of the type of measuring
instrument No. 35819].
8. Plotnomery 804. Opisanie tipa sredstva izmereniy №44065 [Density meters 804. Description
of the type of measuring instrument No. 44065].
9. Plotnomery 804. Metodika poverki MP [Density meters 804. Method of checking MP].
10. Zhukov Yu.P. Vibratsionnye plotnomery [Vibrational density meters]. Moscow:
Energoatomizdat, 1991, 144 p.
11. Tekhnicheskoe rukovodstvo – TSifrovoy viskozimetr model' 7829 - Solartron mobrey, 2002 g.
[Technical Manual-Digital Viscometer model 7829-Solartron mobrey, 2002].
12. Preobrazovateli plotnosti zhidkosti izmeritel'nye Micro Motion 7835/45/47. Rukovodstvo po
ustanovke i nastroyke konfiguratsii. MMI-20018786, Red. AA, 2011 [Liquid density transmitters
measuring Micro Motion 7835/45/47. Installation and Configuration guide. MMI-
20018786, Ed. AA, 2011], 150 p.
13. Bogush M.V., Zatserklyannyy O.V., Pikalev E.M. Modelirovanie vibratsionnogo datchika
plotnosti metodom konechnykh elementov [Modeling of a vibration density sensor by the finite
element method], Datchiki i sistemy [Sensors and systems], 2018, No. 10, pp. 8-13.
14. Zatserklyannyy O.V. Vibratsionnye plotnomery gazov i zhidkostey dlya produktsii
gazokondensatnykh skvazhin [Vibrational density meters of gases and liquids for the production
of gas-condensate wells], Avtomatizatsiya, telemekhanizatsiya i svyaz' v neftyanoy
promyshlennosti [Automation, telemechanization and communication in the oil industry],
2011, No. 2, pp. 9-13.
15. Babichev A.P., Babushkina N.A., Bratkovskiy A.M. i dr. Fizicheskie velichiny: Spravochnik
[Physical quantities: Handbook], ed.by I.S. Grigor'eva, E.Z. Meylikhova. Moscow:
Energoatomizdat, 1991, 1232 p.
16. GOST 6709-72. Voda distillirovannaya. Tekhnicheskie usloviya [GOST 6709-72. Distilled
water. Technical conditions]. Moscow: Standartinform, 2007, 12 p.
17. GSSSD 8-79 Vozdukh zhidkiy i gazoobraznyy. Plotnost', ental'piya, entropiya i izobarnaya
teploemkost' pri temperaturakh 70–1500 K i davleniyakh 0,1...100 MPa. Tablitsy standartnykh
spravochnykh dannykh [GSSSD 8-79 Liquid and gaseous air. Density, enthalpy, entropy and
isobaric heat capacity at temperatures of 70-1500 K and pressures of 0.1 ... 100 MPa. Tables of
standard reference data], 10 p.
18. GSSSD 187-99 Voda. Udel'nyy ob"em i ental'piya pri temperaturakh 0...1000 °S i davleniyakh
0,001...1000 MPa. Tablitsy standartnykh spravochnykh dannykh [GSSSD 187-99 Water. Specific
volume and enthalpy at temperatures 0 ... 1000 With and pressures of 0.001...1000 MPa.
Tables of standard reference data], 41 p.
19. GOST 443-76. Nefrasy S2-80/120 i S3-80/120. Tekhnicheskie usloviya [GOST 443-76. Oil solvent
S2-80/120, and C3-80/120. Technical conditions]. Moscow: Izd-vo standartov, 1988, 7p.
20. GOST 13032-77. Zhidkosti polimetilsiloksanovye. Tekhnicheskie usloviya [GOST 13032-77.
Polymethylsiloxane liquids. Technical conditions]. Moscow: Izd-vo standartov, 1997, 17 p.
