Способ диагностирования датчика измерения

Изобретение относится к способам диагностирования датчиков измерения. Предложенный способ заключается в том, что сигнал с выхода диагностируемого датчика сравнивают с контрольными типичными сигналами. При этом физическую величину, измеряемую посредством диагностируемого датчика, дополнительно измеряют не менее чем тремя датчиками, осуществляющими измерения разными способами. Далее для каждой пары датчиков рассчитывают значение критерия проверки гипотезы о равенстве центров распределения двух независимых выборок, состоящих из полученных результатов многократных измерений физической величины. Полученное значение критерия сравнивают с нормированным значением, и при наличии существенного расхождения в показаниях пары датчиков делают вывод о наличии метрологического отказа датчика. Техническим результатом изобретения является повышение метрологической надежности и достоверности результатов диагностирования датчиков измерения.

 

Изобретение относится к области измерения, а более конкретно к области диагностирования датчиков измерения.

Известен способ диагностирования, заключающийся в получении результата диагностирования после преобразования измеренного электрического сигнала в механические колебания и сравнения преобразованного сигнала с характеристиками типичного контрольного сигнала, определенного ранее.

Способ описан в патенте РФ №2378623 «Самодиагностирование вибрационного уровнемера». Начало действия патента 01.08.2005 г., публикация осуществлена 10.01.2010 г.

Этот способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению, он принят за прототип.

Все существенные признаки предлагаемого способа совпадают с существенными признаками прототипа.

Однако известный способ имеет следующие недостатки: диагностирование вибрационного уровнемера осуществляется путем использования некоторых передаточных характеристик электромеханического преобразователя и сравнения по меньшей мере одной из характеристик электрического гармонического сигнала с типичными характеристиками сигнала, определенными заранее, что недостаточно достоверно.

Задачей заявляемого изобретения является устранение указанного недостатка.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении метрологической надежности и достоверности измерений с сохранением универсальности алгоритма диагностирования при технологической адаптации, учитывающей свойства объекта измерения.

Указанный технический результат, позволяющий решить поставленную задачу, заключается в том, что в предлагаемом способе диагностирования датчика измерения физического параметра используется избыточная информация, получаемая после проведения многократных прямых измерений параметров объекта предусмотренными известными различными способами, включая косвенные измерения этих параметров посредством использования функции взаимосвязи между измеряемыми величинами объекта измерения.

Отличительными признаками предлагаемого способа является то, что физическую величину измеряемого параметра дополнительно измеряют некоторое количество раз несколькими (не менее чем тремя) датчиками, осуществляющими измерение разными способами, из полученных результатов формируют попарно результаты измерений различных пар датчиков, затем сформированные результаты измерений проверяют на соответствие гипотезе математической статистики о равенстве центров распределения двух независимых выборок, состоящих из полученных результатов многократных измерений физической величины, рассчитывают значение критерия проверки гипотезы для каждой пары и сравнивают полученное рассчитанное значение критерия с пороговым нормированным критерием проверки гипотезы, найденным по таблице нормированной функции Лапласа, при наличии существенного расхождения в показаниях пары датчиков и превышении расчетного значения критерия относительно порогового нормированного значения критерия делают вывод о наличии метрологического отказа датчика измерения физической величины.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными, указанными в ограничительной части, уменьшается вероятность ошибки измерения физического параметра с выдачей своевременной информации о неисправности датчика.

Сущность изобретения способа диагностирования датчиков заключается в том, что в качестве критерия для выявления отказов используется гипотеза математической статистики о равенстве центров распределения двух независимых выборок объемом n из генеральных совокупностей значений xi и xj параметров в выборках. Значения относятся к одной и той же физической величине, измеренной различными способами (приборами): дублирующими друг друга датчиками, используемыми как для прямых, так и для косвенных измерений.

Значение критерия после серии проведенных измерений вычисляется по формуле

где - средние значения измеренной физической величины, полученные путем многократных измерений i-м и j-м способами (датчиками),

- среднеквадратическое отклонение разности

Значение порогового нормированного значения критерия проверки гипотезы находят по таблице нормированной функции Лапласа. При заданном значении доверительной вероятности p=0,95 оно должно быть равно zp=1,96.

Производят сопоставление расчетного и порогового значений критерия и получают вывод о проверке гипотезы для каждой пары из возможных пар:

если , то расхождение в показаниях пары приборов (датчиков) существенно, и, следовательно, один из них имеет метрологический отказ,

если , то приборы показывают один результат.

Для установления отказавшего датчика необходимо повторить операцию с другими парами датчиков, измеряющих ту же физическую величину. Для этого необходимо иметь не менее 3-х способов измерения этой величины.

Например, при наличии 3-х способов формируется три пары:

1) 1 сп - 2 сп, 2) 1 сп - 3 сп, 3) 2 сп - 3 сп.

Датчик, имеющий метрологический отказ, определяют простым перебором результатов проверки гипотезы: отказа не имеет та пара датчиков (способов, приборов), которая показывает один и тот же результат. Например, если отказал датчик (1 сп), то только для пары (2 сп - 3 сп) выполняется условие гипотезы.

В случае обнаружения отказа датчика, дополнительно подключенные средства, например логическое устройство, контролирующее выходные сигналы, формируют с учетом выходного сигнала датчика сигнал, несущий дополнительную информацию об отказе или работоспособности датчика.

Таким образом, предлагаемый описанный способ позволяет сделать заключение о том, что заявляемый способ обладает новизной, отличаясь от прототипа такими существенными отличительными признаками, которые позволят обеспечивать без демонтажа контрольные проверки работоспособности датчиков в период межповерочного интервала; выявлять отказавшие датчики без демонтажа их с места установки на объекте измерения; выявлять отказавшие датчики, использующиеся в составе информационно-измерительных систем, контролирующие взаимосвязанные параметры, позволяющие кроме прямого измерения физической величины производить ее косвенное измерение, а также предлагаемое изобретение промышленно применимо.

Способ диагностирования датчика измерения физической величины, заключающийся в том, что сигнал с выхода датчика измерения, соответствующий измеренной величине, сравнивают с контрольными типичными сигналами, определенными заранее, отличающийся тем, что с целью повышения метрологической надежности и достоверности измерений физическую величину измеряемого параметра дополнительно измеряют некоторое количество раз несколькими (не менее чем тремя) датчиками, осуществляющими измерение разными способами, включая прямые и косвенные измерения, из полученных результатов формируют попарно результаты измерений различных пар датчиков, затем сформированные результаты измерений проверяют на соответствие гипотезе математической статистики о равенстве центров распределения двух независимых выборок, состоящих из полученных результатов многократных измерений физической величины, рассчитывают значение критерия проверки гипотезы для каждой пары и сравнивают полученное рассчитанное значение с пороговым нормированным критерием проверки гипотезы, найденным по таблице нормированной функции Лапласа, при наличии существенного расхождения в показаниях пары датчиков и превышении расчетного значения критерия относительно порогового нормированного значения критерия выделяют этот датчик, делают вывод об имеющемся метрологическом отказе данного датчика и формируют информационный сигнал на дополнительно подключенных средствах о потере работоспособности выделенного датчика.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике. Заявленная установка для испытания расходомеров-счетчиков газа содержит трубопровод, запорную арматуру, компрессор, эластичный резервуар, входную испытательную магистраль, испытательный коллектор, испытательные участки, выходную испытательную магистраль, фильтр, датчик температуры, датчик абсолютного давления и датчик дифференциального давления, причем устройство задания расхода выполнено в виде двух вращающихся друг относительно друга плотно прилегающих отполированных соосных диска с отверстиями, при этом в одном из дисков отверстия калиброванные.

Предоставляется вибрационный расходомер (5, 300). Вибрационный расходомер (5, 300) включает в себя сборку (10, 310) расходомера, включающую в себя, по меньшей мере, два вибрационных датчика (170L и 170R, 303 и 305), которые создают, по меньшей мере, два вибрационных сигнала, и измерительную электронику (20, 320), которая принимает, по меньшей мере, два вибрационных сигнала, создает новую временную разность (Δt), используя многократные измерения временной разности, полученные для текущего материала, и определяет, находится ли новая временная разность (Δt) в пределах заданных границ старой временной разности (Δt0).

Изобретение относится к устройству и способу для поверки (калибровки) расходомера, объемного счетчика, массового счетчика. Устройство содержит калиброванный участок трубопровода, поршень-вытеснитель, движущийся в калиброванном участке под действием потока измеряемой среды, детекторы начального и конечного положений поршня-вытеснителя в калиброванном участке трубопровода, вторичный прибор, осуществляющий накопление и математическую обработку измерительной информации, поступающей от поверяемого (калибруемого) расходомера, объемного счетчика, массового счетчика в виде последовательностей импульсов, ограниченных во времени моментами срабатывания детекторов начального и конечного положений поршня-вытеснителя в калиброванном участке трубопровода.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в составе автоматизированных систем учета при приеме нефти или НП на базах топлива, в частности на нефтебазах и АЭС.

Предлагается способ поверки электромагнитного расходомера жидких металлов с помощью проливного расходомерного стенда, работающего на водопроводной воде при комнатной температуре.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к генераторам переменного расхода, предназначенным для формирования импульсного давления и/или расхода рабочей среды при исследовании метрологических характеристик средств измерений давления и расхода жидкости, и может найти применение в приборостроительной промышленности при метрологической аттестации этих средств измерений.

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к генераторам переменного расхода, предназначенным для формирования импульсного давления и/или расхода рабочей среды при исследовании метрологических характеристик средств измерений давления и расхода жидкости, и может найти применение в приборостроительной промышленности при метрологической аттестации этих средств измерений.

Изобретение предназначено для калибровки скважинных приборов, применяемых для контроля над разработкой газовых месторождений и эксплуатацией подземных хранилищ газа.

Использование: для определения времени задержки ультразвуковых расходомеров. Изобретение ваключает систему и способ калибровки ультразвукового расходомера.

Представленное устройство для определения положения вытеснителя в калибровочном устройстве для расходомера, а также способ его использования и система, содержащая данное устройство, относятся к измерительной технике, а именно, к устройствам для калибровки аппаратуры для измерения расхода жидкости.

В способе автоматического контроля перед началом и по завершении каждой операции отпуска автоматически регистрируют результаты измерения массы нефти или нефтепродуктов (НП) и выполняют автоматический сравнительный анализ результатов измерений массы отпущенной нефти или НП по данным как минимум трех средств измерения (СИ). По данным автоматической системы измерения в резервуарах, по данным топливораздаточных устройств и по данным автоматической системы измерения в приемных емкостях и баках транспортных средств с накоплением статистики по фактам превышения предельных погрешностей измерений отдельными СИ для подготовки заключения судят о возможности дальнейшей эксплуатации или необходимости внеплановой поверки СИ. Для анализа результатов трех неравноточных измерений массы отпущенной нефти или НП применяют метод сравнения результатов измерений с определением общей арифметической середины, а для каждого СИ, примененного в операции отпуска. Сравнивают фактическое отклонение от общей арифметической середины с предельно допустимым отклонением , где Mi - масса отпущенных нефти или НП по данным i-го средства измерения; Mo - общая арифметическая середина результатов измерения; ΔMi - предельное допустимое отклонение результата единичного измерения от общей арифметической середины для i-го средства измерения. Технический результат - способ автоматического контроля метрологических характеристик средств измерения (СИ), обеспечение возможности своевременного выявления отклонения метрологических характеристик СИ от установленных эксплуатационных значений без остановки основного технологического процесса отпуска нефти или НП. 1 ил.

Изобретение относится к системам управления и контроля процесса производства того типа, который применяется для измерения и контроля процессов производства. В частности, данное изобретение относится к измерению скорости потока в процессах производства по принципу дифференцированного давления. Система 100 измерения скорости потока технической жидкости в технологическом трубопроводе 102 включает в себя ограничитель потока 108 в технологическом трубопроводе, создающий дифференцированное давление между входной стороной ограничителя 108 и выходной стороной ограничителя 108. Дифференцированное давление зависит от скорости потока технической жидкости. Измерители первичного и вторичного давления на входе 104С, 104D соединены с технологическим трубопроводом 102 на входной стороне ограничителя потока 108 и измеряют первичное и вторичное давление на входе. Измерители первичного и вторичного давления на выходе 104А, 104В соединены с технологическим трубопроводом 102 на выходной стороне ограничителя потока 108 и измеряют соответствующее первичное и вторичное давление на выходе технической жидкости. Скорость потока технической жидкости рассчитывается на основании по меньшей мере одного давления на входе и одного давления на выходе. Технический результат - создание метода и приспособления для измерения дифференцированного давления, вместе с тем предоставляя диагностические данные, которые могут применяться для обнаружения неисправного датчика. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к имитационному способу моделирования электромагнитных расходомеров с помощью индукционной катушки, помещаемой в канал расходомера, и определения коэффициента преобразования Кр. Способ позволяет моделировать электромагнитный расходомер при измерении расхода жидких металлов и при высоких магнитных числах Рейнольдса Rem. Реализация способа имитационного моделирования влияния магнитного числа Рейнольдса на сигнал расходомера состоит в следующем. Задаются значениями объемного расхода жидкого металла Q, для которых необходимо определить Kр. Для этих значений объемного расхода вычисляются магнитные числа Рейнольдса, далее, соответствие величины λ задаваемым значениям Q и Rem вычисляется, либо берется на основе экспериментальных материалов. Располагая индукционную катушку в соответствии с рассчитанными значениями λ, определяются коэффициенты преобразования Кр. После чего строится зависимость между объемным расходом и коэффициентом Кр во всем диапазоне измеряемых расходов. Технический результат - повышение точности имитационного моделирования электромагнитных расходомеров при режимах, соответствующих высоким магнитным числам Рейнольдса. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к технологическим методам градуировки датчиков системы управления расходом топлива жидкостных ракет (СУРТ), т.е. определения объемов топливных баков, соответствующих контрольным уровням срабатывания датчиков, расположенных в системе равномерно по всей длине топливных баков. Предложен способ градуировки СУРТ в топливных баках жидкостных ракет, заключающийся в обмере наружной поверхности баков с помощью лазерных дальномеров и определении значений объемов бака по сечениям, соответствующим расположению датчиков уровня СУРТ, за вычетом объема наружного контура бака и объемов внутрибаковых агрегатов. Перед монтажом конструкции СУРТ ее дополнительно подвергают операции градуировки в снабженной уровнемерной трубкой технологической испытательной камере с внутренним объемом не более 3…5 объема конструкции СУРТ при вертикальном ее положении заливом или сливом контрольной жидкости для установления практических положений уровня контрольной жидкости относительно стыковочной плоскости конструкции СУРТ, соответствующих моменту появления сигнального импульса при срабатывании каждого из датчиков уровня СУРТ., После окончания градуировки в технологической камере и сушки для удаления остатков контрольной жидкости конструкция СУРТ монтируется в объеме топливного бака при совмещении стыковочной плоскости СУРТ с базовой плоскостью топливного бака, координата которой по продольной оси бака в его конструкции предварительно строго определена. Способ обеспечивает достижение показателей точности, сопоставимых и более высоких в сравнении с традиционно применяемым методом градуировки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к трубопроводным системам индикации прохождения внутритрубного снаряда - шарового поршня 56, по калиброванному участку трубопровода 27 трубопоршневой поверочной установки (ТПУ). Детектор ТПУ состоит из основания 1, держателя 2 и крышки 3, выполненных с каналами 11, 20, 22 и 25, сообщающими их с потоком рабочей среды в трубопроводе 27 ТПУ, что уравновешивает воздействие рабочей среды на шток 30, связанный с плунжером 4 и с закрепленной на штоке 30 втулкой 13 с флажком 37, перекрывающим световой поток от источника излучения к фотоприемнику оптоэлектронного сигнализатора 6 при перемещении плунжера 4 от воздействия шарового поршня 56, перемещающегося по трубопроводу 27 ТПУ, при этом внутренняя полость 9 держателя 2 защищена от протечек рабочей среды установленными на штоке 30 уплотнительными кольцами 33 и 34. Технический результат - упрощение обслуживания поверочной установки с установленным на ней детектором, снижение времени и затрат на подготовку установки к поверке средств измерения расхода жидкости с обеспечением достоверности поверки средств измерения расхода жидкости. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предоставляется способ для определения жесткости поперечной моды одного или нескольких расходомерных флюидных трубопроводов (103A, 103B) в вибрационном измерителе (5). Способ содержит этап возбуждения колебаний, по меньшей мере, одного из одного или нескольких расходомерных флюидных трубопроводов (103A, 103B) на колебательной приводной моде. Сигналы (310) датчика приводной моды принимаются на основании колебательного отклика на колебания приводной моды. По меньшей мере, один из одного или нескольких расходомерных флюидных трубопроводов (103A, 103B) колеблются на поперечной колебательной моде, причем поперечная мода приблизительно перпендикулярна приводной моде. Сигналы (317) датчика поперечной моды принимаются на основании колебательного отклика на колебания поперечной моды. Способ дополнительно содержит определение жесткости (318) поперечной моды на основании сигналов (317) датчика поперечной моды. Технический результат - обеспечение улучшенной системы для определения жесткости поперечной моды и обнаружение возможной проблемы в вибрационном измерителе, которая может быть обусловлена эрозией, коррозией или покрытием, которые влияют на жесткость поперечной моды. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при калибровке и поверке трубопроводных систем измерения и учета тепловой энергии и счетчиков воды и жидкости. Предложенный способ калибровки измерительных систем учета тепловой энергии и поверки счетчиков жидкости непосредственно на объекте их эксплуатации основан на подключении с помощью кранов образцового средства измерения к трубопроводам теплоносителя, временной стабилизации параметров потока и сличении показаний калибруемой системы с образцовым средством. Поток теплоносителя с подающего трубопровода через образцовое средство на возвратный трубопровод дополнительно направляют через поверяемые счетчики жидкости. Счетчики жидкости поверяют одновременно с калибровкой счетчиков тепловой энергии и теплоносителя. Технический результат - повышение производительности метрологических работ по тепловой энергии и воде в эксплуатации. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу и системе передачи газообразного топлива от источника газа к газовым турбинам. Система передачи содержит первые расходомеры, которые расположены параллельно друг другу и каждый из которых выполнен с возможностью получения первого измерения части расхода газообразного топлива, проходящего через систему коммерческой передачи, и вторые расходомеры, которые расположены последовательно относительно первых расходомеров и каждый из которых выполнен с возможностью получения второго измерения расхода газообразного топлива, проходящего через систему коммерческой передачи, при этом каждый из первых и вторых расходомеров выполнен с возможностью блокирования или разблокирования соответственно с предотвращением или обеспечением приема газообразного топлива на основании количества газовых турбин, находящихся в работе. Технический результат – повышение точности измерений расхода природного газа и сокращение времени простоя, вызванного обслуживанием и/или калибровкой расходомеров системы передачи. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам определения объема жидкости в емкости (части объема жидкости) с учетом деформации стенок емкости в условиях эксплуатации. Предложен способ градуировки сигнализаторов уровня емкости, расположенной горизонтально, заключающийся в определении части объема, соответствующей плоскости зеркала расходуемой жидкости, при которой срабатывает сигнализатор, путем обмера внешних обводов нагруженной давлением газа емкости. Способ отличает от известных тем, что на стенки емкости в направлении продольной оси воздействуют, например, с помощью гидроцилиндров усилием, имитирующим усилие воздействия веса верхней наполненной емкости, при использовании емкости в реальных условиях. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности способа градуировки. 1 ил.

Предлагается устройство для поверки (калибровки) расходомера, объемного счетчика, массового счетчика. Отличительной особенностью решения является то, что детекторы начального и конечного положений поршня-вытеснителя снабжены контактными группами для выдачи множества сигналов о срабатывании каждого детектора, а вторичный прибор оснащен соответствующим количеством дополнительных измерительных каналов для накопления и математической обработки импульсных последовательностей от преобразователя расхода, ограниченных во времени моментами срабатывания контактных групп детекторов начального и конечного положений поршня-вытеснителя, при этом суммарное число детекторов начального и конечного положений поршня-вытеснителя составляет не более четырех. С помощью предлагаемого устройства реализуют способ ускоренной поверки (калибровки) расходомера, объемного счетчика, массового счетчика, отличительной особенностью которого является то, что производят измерение количества импульсов, ограниченных во времени моментами срабатывания контактных групп детекторов начального и конечного положений поршня-вытеснителя при его прохождении в калиброванном участке от начального до конечного положения и от конечного до начального положения, вычисляют ряд значений объемов калиброванного участка, ограниченных моментами срабатывания детекторов начального и конечного положений поршня-вытеснителя, при этом суммарное число детекторов начального и конечного положений поршня-вытеснителя составляет не более четырех, определяют коэффициент преобразования поверяемого (калибруемого) расходомера, объемного счетчика, массового счетчика путем отнесения суммы накопленных во вторичном приборе импульсов от расходомера, объемного счетчика, массового счетчика к соответствующей сумме значений объемов калиброванного участка упомянутого устройства. Технический результат - сокращение времени работы устройства в процессе измерений и повышение точности результатов измерений. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 прил.

Изобретение относится к способам диагностирования датчиков измерения. Предложенный способ заключается в том, что сигнал с выхода диагностируемого датчика сравнивают с контрольными типичными сигналами. При этом физическую величину, измеряемую посредством диагностируемого датчика, дополнительно измеряют не менее чем тремя датчиками, осуществляющими измерения разными способами. Далее для каждой пары датчиков рассчитывают значение критерия проверки гипотезы о равенстве центров распределения двух независимых выборок, состоящих из полученных результатов многократных измерений физической величины. Полученное значение критерия сравнивают с нормированным значением, и при наличии существенного расхождения в показаниях пары датчиков делают вывод о наличии метрологического отказа датчика. Техническим результатом изобретения является повышение метрологической надежности и достоверности результатов диагностирования датчиков измерения.

Наверх