Дослідження динамічних характеристик пневматичних ліній вимірювальних перетворювачів тиску

Abstract

Представлена математична модель пневматичної лінії перетворювача тиску чи перепаду тиску. Модель дозволяє виконувати аналіз динамічних властивостей пневматичних ліній вимірювальних перетворювачів тиску (перепаду тиску) та аналіз їх впливу на точність вимірювання тиску та перепаду тиску в умовах нестаціонарного чи пульсуючого потоку. Для перевірки адекватності математичної моделі розроблено експериментальну установку і проведено дослідження динамічних характеристик пневматичних ліній на основі з’єднувальних трубок різної довжини. На основі порівняння перехідних функцій каналу вимірювання тиску, отриманих експериментальним шляхом, та за результатами моделювання встановлено, що максимальне відносне відхилення їх значень не перевищує 5%. Результати роботи можуть бути використані під час проектування вузлів обліку на основі методу змінного перепаду тиску для вибору параметрів пневматичних ліній, що дасть можливість зменшити значення додаткової похибки вимірювання витрати газу, яка виникає внаслідок впливу динамічних характеристик пневматичних ліній вимірювальних перетворювачів в умовах пульсуючого потоку.

Разработанная математическая модель пневматической линии преобразователя давления или перепада давления. Модель позволяет выполнять анализ динамических явлений в пневматических линиях измерительных преобразователей давления (перепада давления) и анализ их влияния на точность измерения давления и перепада давления в условиях нестационарного или пульсирующего потока. Для проверки адекватности математической модели разработана экспериментальная установка и проведены исследования динамических характеристик пневматических линий на основе соединительных трубок разной длины. На основе сравнения переходных функций канала измерения давления, полученных экспериментальным путем и по результатам моделирования установлено, что максимальное относительное отклонение их значений не превышает 5 %. Результаты работы могут быть использованы при проектировании узлов учета на основе метода переменного перепада давления для выбора параметров пневматических линий, что позволит уменьшить значение дополнительной погрешности результатов измерения расхода газа, которая возникает вследствие динамических характеристик пневматических линий измерительных преобразователей в условия пульсирующего расхода.

The mathematical model of the pneumatic line of a pressure transducer or a differential pressure transducer is presented in this paper. It is possible to make the analysis of the dynamic characteristics of pneumatic lines of measuring transducers of pressure (differential pressure) by means of the model. The influence of these characteristics on the accuracy of pressure and differential pressure measurement can be analyzed by means of the model in conditions of non. stationary or pulsating flow. To check the adequacy of the mathematical model an experimental setup was developed and a study of dynamic characteristics of pneumatic lines was done for the different lengths of the connecting tubes. Based on the comparison of the experimental and calculated transition functions in the canal of pressure measurement it was defined that the maximum relative deviation of simulation results from experimental transition functions does not exceed 5%. The results of this work can be used during designing the differential pressure metering units in order to define the parameters of the pneumatic lines that will enable to reduce the additional error of gas flow rate measurement caused by the dynamic characteristics of pneumatic lines of the measuring transducers in conditions of pulsating flow.