 |
ТЕПЛОСЧЕТЧИКИ • ВОДОСЧЕТЧИКИ • РАСХОДОМЕРЫ • ВИС.Т |
|
| 21.3.16 13:30 | Коптев В.С., Прохоров А.В., Коптев С.В. «Непрерывность измерений расхода и неопределённость определения объёма счётчиками-расходомерами» |
| Раздел: Наши статьи | Автор:
AlenkaAdm | Рейтинг: 1.00 (2) Оценить | Хитов 2700 |
База этого преобразования простирается от текущего времени в бесконечно удалённое прошлое, но при этом если выбрать допустимую границу приближения результирующей функции, то необходимая протяженность базы фактически достаточна 5Т при уровне границ приближения не более 1%. А если потребуется, чтобы этот уровень не превышал 0,1%, то 7Т позволят не выходить за эти границы.
Не нагружая читателя анализом доказательств независимости результатов интегрирования ограниченных непрерывных функций, подвергаемых усредняющим преобразованиям, не влияющих на постоянную составляющую, отметим, что оно является обобщением «Теоремы о среднем» и для физических процессов тесно связано с законами сохранения.
В свою очередь, использование дискретных методов обработки сигнала, при интервалах опроса превышающих десятки секунд, также квазиинтегрирования или суммирования с количеством слагаемых, ограниченных несколькими десятками, требует обоснования условий их применимости. Теорема Котельникова устанавливает связь между максимальной длительностью интервала опроса и верхней частотой Фурье спектра сигнала (информационная трактовка функции напряжения или тока) от времени.
Для точного воспроизведения сигнала длительность интервала опроса не должна превышать  , где  максимальная частота Фурье-спектра этой функции. Возвращаясь к расходу и его интегралу - объёму, нас интересуют возможные ошибки или, точнее, неопределённости результата аппроксимации функции расхода и вычисления объёма, если максимальная частота спектра Фурье сигнала о расходе значительно выше половины частоты опроса аналогово-цифровых устройств обработки сигнала расходомера.
Если ранние простые системы отопления работали практически на постоянных расходах сетевой воды, обеспечивая тепловой баланс в условиях изменения температуры наружного воздуха увеличением или снижением температуры воды в подающем трубопроводе (с эпизодическим включением дополнительных насосов), то с внедрением энергоэффективных систем погодного регулирования диапазон изменения расхода как отношение максимального и минимального значения стал превышать несколько тысяч, в течении отопительного сезона. Быстрые же изменения, вызванные регулированием тепловой мощности, особенно в осеннее-весенние периоды, достигают нескольких десятков процентов в течение десятков секунд. В системах снабжения горячей водой (ГВС) и холодной водой (ХВС), скорость изменения расхода еще выше. Существенную лепту в высокочастотную область спектра расхода также вносят насосы, гидродинамические неустойчивости потоков в разветвлённых сетях, особенно при наличии остаточного завоздушевания, низкое качество запорно-регулирующей арматуры и другие причины.
Опыт технического обслуживания и эксплуатации узлов учёта, систем контроля и автоматического регулирования, использующих токовой выходной сигнал о расходе, свидетельствует о наличии как случайных, так и периодических его колебаний на частотах превышающих единицы Герц при амплитудах более десяти процентов относительно среднего уровня. Разумеется, в этих условиях не может быть никакого адекватного воспроизведения реальной функции изменения расхода расходомерами с частотой опроса доли Герца.
Однако из ранее проанализированного парадоксально следует, что если бы мы предварительно подвергли сигнал о расходе многократному усреднению или глубокой фильтрации, исключив либо все спектральные составляющие частотой выше  или вообще «сгладив» весь спектр частот, то постоянная или среднее за интервал в разложение в ряд Фурье и будет средним расходом, а произведение этой постоянной на продолжительность интервала - объемом прошедшим через расходомер за это время.
У расходомеров вихревого и ультразвукового типов предварительная фильтрация сигнала о расходе принципиально исключена, а у других типов введение этой операции в алгоритм их работы потребует значительных схемно-конструктивных изменений. Зачастую очень сильно прореженный опрос связан со стремлением снизить энергопотребление, рекламируя годичную и более работу на батарейном питании, и умалчивая, что подключение этих приборов в автоматизированные системы сбора неминуемо потребует сетевого питания. В большинстве своём эти счётчики-расходомеры используются в системах коммерческого учёта или ответственных системах контроля, где и наблюдаются метрологические казусы «кричащих» расхождений отпущенных и потребленных объёмов (масс). Поэтому резонно возникает вопрос о возможных отклонениях неопределённости вычисляемого объема от реально проходящего через счётчик-расходомер с частотой опроса ниже предела установленного теоремой Котельникова.
Более того, как уже отмечалось, в современных высокоэффективных системах тепло- и водоснабжения верхняя частота спектра Фурье функции расхода  выше частоты опроса некоторых типов расходомеров-счётчиков  . Но при такой частоте опроса можно было говорить об однозначно достоверном восстановлении функции расхода, спектр которой был бы ограничен частотой  . Отсюда весь Фурье-спектр функции расхода в современных системах разбивается на две части. |
| « » |
|
| Родственные ссылки |
» Другие статьи раздела Наши статьи
» Эта статья от пользователя AlenkaAdm
5 cамых читаемых статей из раздела Наши статьи:
» Коптев В.С. «О погрешности измерения расхода теплосчетчика»
» Коптев В.С., Прохоров А.В., Сычев Г.И. «Обзор состояния и перспективы развития электромагнитных расходомеров и теплосчётчиков»
» Коптев В.С., Сычев Г.И. «Анализ погрешностей определения потребляемой тепловой энергии в системе отопления, тепловой энергии и воды в системе ГВС»
» Коптев В.С., Сычев Г.И. «Теорема о среднем (О динамических погрешностях измерительных преобразователей)»
» Конфигуратор счетчика
5 последних статей раздела Наши статьи:
» Коптев В.С., Коптев С.В., Прохоров А.В., Демин Е.Н «В который раз о выборе качественных и надежных теплосчётчиков для узлов учёта тепловой энергии на ЦТП, ИТП, жилых домах»
» Конфигуратор счетчика
» Коптев В.С., Прохоров А.В., Коптев С.В. «Непрерывность измерений расхода и неопределённость определения объёма счётчиками-расходомерами»
» Коптев В.С. «Сравнительный анализ эксплуатационных характеристик ультразвуковых и электромагнитных расходомеров»
» Коптев В.С., Прохоров А.В., Демин Е.Н. «Керамика в электромагнитной расходометрии»
¤ Перевести статью в страницу для печати
¤ Послать эту cтатью другу |
|
|
Главное меню
