Способ и устройство для контроля нарушений протекания жидкой среды в трубопроводной системе

Изобретение относится к области контроля нарушений протекания жидкой среды (3) в трубопроводе (2). Способ включает в себя этапы, на которых осуществляют регистрацию в трубопроводе (2) в заданные моменты времени давления жидкой среды (3) и ее текущего расхода, передачу зарегистрированных данных в вычислительный блок (5), вычисление в нем теоретического расхода жидкой среды (3) с учетом заданной функции расхода и определение соответствующей отдельной степени нарушения протекания жидкой среды, а затем вычисление на основании ряда определенных отдельных степеней нарушения протекания жидкой среды и с применением стохастических методов интервала значений, в пределах которого с устанавливаемой вероятностью находится упомянутая степень нарушения, и определение наличия нарушений протекания жидкой среды. Использование изобретения позволяет повысить надежность и качество контроля нарушений протекания жидкой среды в трубопроводе. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к способу и устройству для контроля трубопроводной системы, направляющей жидкую среду, с по меньшей мере одним трубопроводом, в которой путем определения давления жидкой среды и расхода жидкой среды в по меньшей мере одном трубопроводе вычисляется степень нарушения (засорение и/или утечки, но далее может называться просто как «засорение») протекания жилкой среды в по меньшей мере одном трубопроводе, которая используется в качестве указания на наличие нарушения в трубопроводной системе.

К трубопроводным системам, которые направляют жидкие среды, предъявляются высокие требования в отношении надежности, поскольку они часто представляют собой ключевые компоненты устройств, релевантных для безопасности. В таких случаях трубопроводные системы, выполненные в качестве компонента устройств охлаждения, должны регулярно тестироваться на предмет их способности функционировать, так как в случае отказа трубопроводной системы, например, из-за утечек или засорений, может быть причинен серьезный ущерб.

Если, например, трубопроводная система проводит жидкие среды, такие как вода, то известный способ контроля такой трубопроводной системы заключается в том, что непрерывно определяют текущий расход жидкой среды в трубопроводной системе в качестве параметров. С помощью так называемой функции давления воды из зарегистрированных параметров определяется так называемое теоретическое давление жидкой среды. Теоретическое давление жидкой среды является давлением, которое получается из функции давления воды путем подстановки текущего расхода жидкой среды. После измерения текущего давления жидкой среды в трубопроводной системе определяется разница между текущим давлением жидкой среды и теоретическим давлением жидкой среды. Получающиеся в результате разности служат, например, в качестве меры для засорения или в качестве меры для величины утечки в трубопроводной системе и постоянно сравниваются с заданным допуском. Если допуск превышается в течение некоторого продолжительного периода, то выдается сигнал тревоги в качестве указания на нарушение в трубопроводной системе.

Недостатком при этом является то, что зарегистрированные параметры, как правило, нагружены сильным шумом, из-за чего выдаются ненужные ложные тревоги. Чтобы избежать этого, задаются относительно большие допуска, причем это, в свою очередь, негативно влияет на надежность контроля. Другой недостаток заключается в том, что определенная разность между текущим давлением жидкой среды и теоретическим давлением жидкой среды указывает лишь на тенденцию для степени засорения. Поэтому, как правило, трудно задать разумные значения для допусков, при которых выдается лишь мало ложных тревог и одновременно обеспечивается определенная степень надежности контроля.

Из DE 10 2009 051 931 A1 известен способ своевременного распознавания утечек в устройстве охлаждения для охлаждения технической установки. В этом способе в трубопроводе на определенном расстоянии друг за другом размещены два регулируемых клапана. Между обоими клапанами размещены два датчика давления. Каждый из обоих датчиков давления расположен вблизи соответствующего одного из обоих клапанов. Фактические давления регистрируются и сравниваются с ожидаемыми давлениями. На основе сравнения можно сделать вывод о наличии утечки.

Из AT 513 042 B1 известно, что в трубопроводной системе периодически регистрируются разность давлений и фактический расход, и на этой основе определяется гидравлическое сопротивление трубопроводной системы. Определенное гидравлическое сопротивление выводится визуальным образом. Кроме того, может автоматически проверяться, находится ли полученное гидравлическое сопротивление в пределах допустимого диапазона. При выходе за пределы допустимого диапазона, может выдаваться предупредительное сообщение.

Из JP H01 149 109 А известно, что участок трубопроводной системы на выходной стороне запирают с помощью клапана, затем нагружают давлением и затем на входной стороне также запирают с помощью другого клапана. Давление на участке трубопроводной системы затем регистрируют и оценивают.

Из АТ 513 042 В1 известно, что к определенному моменту времени определяют падение давления и расход и отсюда вычисляют гидравлическое сопротивление. На основе этого параметра затем принимают решение, имеются ли осадки или утечки. Гидравлическое сопротивление может быть представлено на экране. Может устанавливаться разрешенный диапазон для гидравлического сопротивления. При выходе из разрешенного диапазона выдается предупредительное сообщение. В АТ 514 042 В1, кроме того, приведена формула для вычисления гидравлического сопротивления, которая может рассматриваться в качестве функции расхода.

Задачей настоящего изобретения является предоставить возможности для надежного контроля трубопроводной системы, которые преодолевают вышеуказанные недостатки.

Эта задача решается способом с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления способа являются предметом зависимых пунктов 2-7 формулы изобретения.

В соответствии с изобретением в рамках соответствующего изобретению способа предусмотрено,

а) что в моменты времени регистрации регистрируют, соответственно, текущее давление жидкой среды в по меньшей мере одном трубопроводе и, соответственно, связанный текущий расход в по меньшей мере одном трубопроводе,

b) что, соответственно, зарегистрированное текущее давление и, соответственно, зарегистрированный текущий расход принимаются вычислительным блоком,

c) что с помощью вычислительного блока из соответствующего зарегистрированного текущего давления с учетом заданной функции расхода, которая описывает физическую взаимосвязь между теоретическим расходом жидкой среды и соответствующим текущим давлением жидкой среды, вычисляется соответствующий теоретический расход жидкой среды в по меньшей мере одном трубопроводе,

d) что с помощью вычислительного блока на основе соответствующего текущего и соответствующего теоретического расхода определяется соответствующая отдельная степень нарушения протекания жидкой среды в трубопроводной системе,

е) что с помощью вычислительного устройства на основе ряда определенных отдельных степеней нарушения протекания с применением стохастических методов вычисляется интервал, в пределах которого с устанавливаемой вероятностью находится степень нарушения протекания в трубопроводной системе, и

f) что трубопроводная система контролируется с привлечением величины вычисленного интервала и/или положения вычисленного интервала относительно ранее установленных первых пределов для степени нарушения в качестве указания на наличие нарушения в трубопроводной системе.

В по меньшей мере одном трубопроводе трубопроводной системы находится жидкая среда. В моменты времени регистрации, соответственно, текущее или фактическое давление жидкой среды и, соответственно, связанный текущий или фактический расход жидкой среды регистрируются в по меньшей мере одном трубопроводе трубопроводной системы. Зарегистрированные параметры передаются в вычислительный блок и принимаются вычислительным блоком. В вычислительном блоке на основе соответствующего зарегистрированного текущего давления осуществляется вычисление теоретического расхода жидкой среды в по меньшей мере одном трубопроводе с учетом так называемой функции расхода, которая описывает физическую взаимосвязь между теоретическим расходом жидкой среды и текущим давлением жидкой среды.

Теоретическая функция расхода, при условии, что трубопроводная система не имеет нарушений, то есть, не имеет утечек и/или засорений, определяется, например, следующим образом:

Для каждого текущего давления жидкой среды определяется текущий расход жидкой среды в трубопроводной системе или по меньшей мере в одном трубопроводе. Полученные при этом кортежи значений описывают эмпирически взаимосвязь между текущим давлением жидкой среды и текущим расходом жидкой среды в трубопроводной системе. Сформированная взаимосвязь аппроксимируется посредством подходящей функции - функции расхода. Функция расхода сохранена в вычислительном блоке.

Теоретические основы и вывод функции расхода могут быть описаны следующим образом:

Разность давлений жидкой среды в трубопроводной системе или по меньшей мере в одном трубопроводе составляет в соответствии с законом Паскаля:

где - плотность жидкой среды, - ускорение силы тяжести и - разность высот между устройством измерения давления для измерения давления жидкой среды и положением трубопроводной системы или по меньшей мере одного трубопровода.

Обусловленная трением потеря давления в трубопроводной системе или в по меньшей мере одном трубопроводе задается уравнением Дарси-Вайсбаха (Darcy-Weisbach):

где - плотность жидкой среды, ν - характеристическая скорость жидкой среды, l и d - длина и диаметр по меньшей мере одного трубопровода и λ - коэффициент трения Дарси. Потерей давления, которая обусловлена, возможно, имеющейся в трубопроводе арматурой, можно пренебречь.

Коэффициент трения Дарси λ зависит от характеристической скорости и шероховатости по меньшей мере одного трубопровода. Для ламинарных течений (число Рейнольдса Re<2050) справедливо:

при

где η - динамическая вязкость жидкой среды.

Для турбулентных течений (число Рейнольдса Re>4000) применяется уравнение Колбрука (Colebrook), из которого коэффициент трения Дарси определяется численным образом:

где k представляет собой шероховатость по меньшей мере одного трубопровода. Шероховатость по меньшей мере одного трубопровода на практике составляет приблизительно 0,05 мм.

При Re>2010 и Re<4000 применяется формула Блазиуса (Blasius):

λ=0.3164/Re0.25

Чтобы получить функцию расхода, сформированные кортежи значений аппроксимируются некоторой функцией. Функция расхода может, например, записываться в виде:

где wp - давление жидкой среды, f – расход жидкой среды и с, с1 и с2 - коэффициенты.

На первом этапе, например, в испытательном устройстве, в котором воспроизводятся физические условия реальной трубопроводной системы или по меньшей мере одного трубопровода, определенные значения для текущего расхода и текущего давления жидкой среды в трубопроводной системе аппроксимируются с помощью функции

Коэффициенты с1 и с2≈2 являются постоянными. На следующем этапе, данные, полученные в реальной трубопроводной системе для текущего расхода и текущего давления жидкой среды, аппроксимируются посредством функции

причем р1 описывает разность давлений относительно положения выхода жидкой среды из по меньшей мере одного трубопровода и измерения давления, а р2 и р3 описывают потерю давления жидкой среды в трубопроводной системе или в по меньшей мере одном трубопроводе из-за трения между жидкой средой и трубопроводной системой или по меньшей мере одним трубопроводом.

В соответствии с уравнением Бернулли также задается взаимосвязь между давлением wp жидкой среды и расходом f жидкой среды посредством

Однако следует отметить, что указанные выше соотношения справедливы только для однофазных потоков.

После генерации функции расхода, из определенного текущего давления wp жидкой среды можно вычислить теоретический расход f жидкой среды в трубопроводной системе или в по меньшей мере одном трубопроводе.

С помощью вычислительного блока затем вычисляется интервал для степени засорения κ, внутри которого степень засорения κ находится с устанавливаемой вероятностью.

Из отношения между текущим (измеренным) расходом fact и теоретическим расходом f (расход f называется тогда теоретическим расходом f, когда он вычисляется путем подстановки текущего давления wp жидкой среды в функцию расхода) вычислительный блок определяет соответствующую отдельную степень засорения verstopf:

Для случая, когда в трубопроводной системе направляемая по меньшей мере одним трубопроводом жидкая среда на конце по меньшей мере одного трубопровода через сопла выходит из трубопроводной системы или из по меньшей мере одного трубопровода, отдельная степень засорения verstopf, например, величиной -0.1 (=-10%) означает, что трубопроводная система или по меньшей мере один трубопровод или сопло засорены на 10%. Отдельная степень засорения verstopf величиной +0.1 (=+10%) означает, что 10% от направляемой в трубопроводной системе жидкой среды вытекает через утечку из трубопроводной системы.

Вычисление интервала, внутри которого степень засорения κ находится с некоторой, ранее устанавливаемой вероятностью, осуществляется с помощью вычислительного устройства на основе ряда определенных отдельных степеней засорения с применением стохастических методов. При этом теоретический расход f (с помощью функции расхода) и текущий расход fact в трубопроводной системе или в по меньшей мере одном трубопроводе непрерывно и циклическими интервалами определяются или измеряются в виде потока данных. Как теоретический расход f, так и текущий расход fact рассматриваются как случайные переменные. С помощью стохастических методов с некоторой вероятностью ошибки определяется, для каких значений κ (κ моделирует степень засорения) потоки данных κ f и fact не могут быть сгенерированы из того же случайного процесса. Вероятность того, что трубопроводная система или по меньшей мере один трубопровод имеет степень засорения κ, которая находится в вычисленном интервале, составляет 1 минус вероятность ошибки.

Трубопроводная система или по меньшей мере один трубопровод, с привлечением положения этого интервала по отношению к заранее установленным допустимым первым пределам для степени засорения, контролируется на наличие нарушения в трубопроводной системе или в по меньшей мере одном трубопроводе. В качестве альтернативы или дополнительно, может контролироваться величина этого интервала.

Существенное преимущество соответствующего изобретению способа состоит в том, что даже зашумленные сигналы не представляют собой проблемы, и, таким образом, предотвращаются ложные тревоги при контроле трубопроводной системы или по меньшей мере одного трубопровода. Для того чтобы избежать таких ложных тревог, согласно уровню техники устанавливаются относительно большие допуска, причем допуска задаются как разность между текущим давлением жидкой среды и теоретическим давлением жидкой среды. В соответствующем изобретению способе, напротив, такие большие допуска излишни.

Кроме того, разница между текущим давлением жидкой среды и теоретическим давлением жидкой среды указывает лишь на тенденцию в изменении степени засорения. В отличие от этого, с помощью соответствующего изобретению способа вычисляется конкретный интервал, внутри которого находится степень засорения с заданной вероятностью.

В предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа трубопроводная система выполнена как система охлаждения металлургического агрегата, в частности, как система охлаждения установки непрерывной разливки для изготовления металлического прессованного изделия (прутка) или как система охлаждения прокатного стана для изготовления металлической полосы, причем направляемая посредством по меньшей мере одного трубопровода к соплу жидкая среда с помощью сопла подается на металлический пруток или металлическую полосу.

Жидкая среда подается к соплу. Металлический пруток, изготавливаемый в установке непрерывной разливки, или металлическая полоса, изготавливаемая в прокатном стане, охлаждается жидкой средой, которая выходит из сопла. Такие системы охлаждения требуют высокой готовности, а также высокой эксплуатационной надежности и безопасности, так как отказ системы охлаждения может нанести значительный ущерб. Если для контроля системы охлаждения используется соответствующий изобретению способ, то нарушения из-за утечки или засорения системы охлаждения или сопел могут быть обнаружены быстро и надежно, не вызывая ненужных ложных тревог. Кроме того, в этом случае контроль трубопроводной системы также выполняется во время остановки установки непрерывной разливки или прокатного стана. Это имеет преимущество в том, что трубопроводная система может быть проверена на наличие неисправностей в ходе работ по техническому обслуживанию на установке непрерывной разливки или прокатном стане, и, возможно, утечки или засорения трубопроводной системы могут быть устранены еще до пуска в эксплуатацию установки непрерывной разливки или прокатного стана.

В еще одной предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа, жидкая среда, которая подается к по меньшей мере одному соплу, представляет собой воду. Вода является доступной в достаточном количестве и экономичной экологически нейтральной средой, которая может, например, эффективно использоваться для охлаждения.

Предпочтительно, моменты времени регистрации следуют с интервалом времени, который составляет от 2 секунд до 5 секунд. Временной интервал может быть, например, 3 секунды. Такие интервалы времени представляют собой оптимальное соотношение между нарастающим объемом данных для определяемых параметров и точностью или надежностью способа.

Таким образом, повторно измеряются текущее давление и текущий расход, и на их основе вычислительным блоком определяется соответствующая отдельная степень засорения. Эта отдельная степень засорения расширяет количество ранее определенных степеней засорения. Кроме того, начиная с определенного количества отдельных степеней засорения, самая старая отдельная степень засорения больше не применяется для вычисления интервала. Конкретное количество может, например, находиться в диапазоне от 20 до 50, в частности от 30 до 40. Возможно, что это количество задается системе, автоматически выполняющей способ, пользователем системы.

В еще одном примере выполнения соответствующего изобретению способа, стохастический способ включает в себя выборочную проверку по критерию Стьюдента (t-критерию).

Проверка по критерию Стьюдента представляет собой статистическую проверку гипотезы, которая может применяться на выборке данных (= числу выборок) в предположении нормального распределения. В рамках данной заявки предпочтительно применяется выборочная проверка по критерию Стьюдента. Каждая отдельная выборка соответствует соответствующей паре значений текущего давления wp или определяемого отсюда теоретического расхода f и текущего расхода fact.

В предположении, что текущий (измеренный) расход fact флуктуирует со значением κ вокруг теоретического расхода f, выборочная проверка по критерию Стьюдента в измененной форме может быть описана как

Здесь E(fact) – математическое ожидание текущих (измеренных) расходов, Е(f) – математическое ожидание теоретических расходов, var – дисперсия, cov - ковариация, t - t-распределение для α-квантиля (например, 0,05) и n степеней свободы и n – количество значений (размер выборки). Математическое ожидание, дисперсия, ковариация, t-распределение и квантиль являются понятиями, которые в области вероятностного вычисления имеют определенное значение.

В приведенном выше уравнении только степень засорения κ неизвестна. Все другие параметры либо в принципе являются постоянными, либо определяются предыдущей стохастической оценкой. В частности, математические ожидания E(fact) и Е(f), дисперсии var(fact) и var(f) и ковариация cov(fact, f) определяются измеренными текущими расходами fact или определенными расходами f. Кроме того, количество n используемых выборок является известным. Вероятность может задаваться. Она определяет вместе с количеством n используемых выборок значение t.

Таким образом, можно преобразовать приведенное выше уравнение в квадратное уравнение. Это уравнение имеет вид:

Аргументы значения t опущены в приведенном выше уравнении для того, чтобы излишне не перегружать уравнение.

Решения κ1 и κ2 приведенного выше уравнения могут легко определяться, причем (без ограничения общности) k1 является меньшим, а k2 – большим решением. Из k1 и k2 вычисляются verstopf1 и verstopf2 из соотношения verstopf=k-1. Это означает, что степень засорения с вероятностью (1-α) находится в интервале (verstopf1;verstopf2).

Устанавливаемая вероятность может задаваться вычислительному блоку оператором. Поэтому устанавливаемая вероятность является свободно выбираемой. Как правило, вероятность устанавливается на 90%, предпочтительно на 95%. Для критических систем вероятность устанавливается на 99%.

В предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению способа выдается сигнал тревоги как указание на нарушение в трубопроводной системе, если вычисленный интервал для степени засорения лежит вне установленных пределов для степени засорения. Если verstopf1 и verstopf2 отрицательны и меньше, чем установленные первые пределы, подается сигнал тревоги в качестве указания на засорение по меньшей мере одного трубопровода. Если verstopf1 и verstopf2 положительны и больше, чем установленные первые пределы, выдается сигнал тревоги в качестве указания на поломку в по меньшей мере одном трубопроводе.

Если разность verstopf2 минус verstopf1 больше, чем установленный второй предел, выдается сигнал тревоги, который указывает, что трубопроводная система является неопределимой.

Для всех других значений verstopf1 и verstopf2 трубопроводная система классифицируется как не имеющая неисправностей. Возможные уже распознанные сигналы тревоги сбрасываются.

В другой форме выполнения соответствующего изобретению способа, металлический пруток является стальным прутком. Под металлом, наряду со сталью, следует также понимать, в частности, железо, медь, алюминий или их смесь. Например, также речь может идти об алюминиевом прутке.

В еще одной форме выполнения соответствующего изобретению способа, металлическая полоса представляет собой продукт в форме стальной плоской полосы. Например, стальная плоская полоса производится с помощью процесса горячей прокатки в прокатном стане горячей прокатки.

Также возможно, что, наряду с жидкой средой, газообразная среда направляется в другом трубопроводе трубопроводной системы. Жидкая среда и газообразная среда в этом случае, по меньшей мере частично, направляются в отдельных трубопроводах и в области сопла смешиваются с образованием смеси. Смесь затем подается, например, на металлический пруток или на металлическую полосу.

При этом, в дополнение к жидкой среде, газообразная среда соответственно учитывается при выводе функции расхода.

Для решения указанной задачи может использоваться компьютерная программп, причем компьютерная программа содержит машинный код, который может обрабатываться вычислительным блоком. Обработка машинного кода вычислительным блоком вызывает то, что вычислительный блок выполняет способ, включающий в себя этапы от b) до е) соответствующего изобретению способа. Предпочтительно, вычислительный блок реализует также предпочтительные варианты осуществления соответствующего изобретению способа на основе обработки машинного кода. Указанная программа хранится на носителе хранения данных, который может считываться компьютером, и/или в вычислительном блоке.

Вышеуказанная задача также решается с помощью устройства,

а) причем устройство содержит трубопроводную систему с по меньшей мере одним трубопроводом, причем в по меньшей мере одном трубопроводе может направляться жидкая среда,

b) причем устройство содержит по меньшей мере одно устройство для определения текущего давления жидкой среды в по меньшей мере одном трубопроводе и текущего расхода жидкой среды в по меньшей мере одном трубопроводе,

c) причем устройство включает в себя соответствующий изобретению вычислительный блок, связанный с упомянутыми устройствами.

Предпочтительно устройство дополнительно содержит блок контроля для контроля трубопроводной системы посредством использования величины вычисленного интервала и/или положения вычисленного интервала относительно ранее установленных первых пределов для степени засорения в качестве указания на наличие нарушения в трубопроводной системе. Устройство контроля может быть компонентом вычислительного устройства.

Особенно предпочтительная форма выполнения соответствующего изобретению устройства дополнительно содержит металлургический агрегат, в частности, установку непрерывной разливки для изготовления металлического прутка или прокатный стан для изготовления металлической полосы, оборудованный трубопроводной системой в качестве системы охлаждения, а также по меньшей мере одно сопло, с которым соединяется по меньшей мере один трубопровод трубопроводной системы и посредством которого жидкая среда может быть подана на металлический пруток или на металлическую полосу.

В предпочтительной форме выполнения соответствующего изобретению устройства, устройство содержит устройство тревожной сигнализации для выдачи сигнала тревоги в качестве указания на нарушение в трубопроводной системе, которое связано с вычислительным блоком.

Устройство тревожной сигнализации связано с вычислительным блоком. Если в трубопроводной системе распознается нарушение, то посредством устройства тревожной сигнализации осуществляется уведомление на приемное устройство, в частности, на акустическое и/или на оптическое устройство сигнализации. Приемное устройство может, например, быть выполнено как мобильный телефон, планшетный персональный компьютер или компьютер.

Вышеописанные свойства, признаки и преимущества настоящего изобретения, а также способ их достижения поясняются в связи со следующим описанием примеров выполнения, которые описываются более подробно со ссылками на чертежи, на которых в схематичном представлении показано следующее:

Фиг.1 - соответствующий изобретению способ и соответствующее изобретению устройство для контроля трубопроводной системы и

Фиг.2 – взаимосвязь между текущим расходом и текущим давлением жидкой среды трубопроводной системы и аппроксимация данных.

В соответствии с фиг.1, жидкая среда 3 направляется в трубопроводе 2 трубопроводной системы 1, причем жидкая среда представляет собой воду.

На первом этапе, с помощью устройства 8 для определения текущего давления жидкой среды 3 в трубопроводе и с помощью устройства 9 для определения текущего расхода жидкой среды 3 в трубопроводе 2 определяется текущее давление жидкой среды 3 и текущий расход жидкой среды 3 в трубопроводе 2 в качестве параметров.

На втором этапе, зарегистрированные значения передаются на связанный с устройствами 8, 9 вычислительный блок 5. Он принимает зарегистрированные значения. С помощью вычислительного блока 5 на третьем этапе, на основании зарегистрированного давления с учетом заданной функции расхода вычисляется теоретический расход жидкой среды 3 в по меньшей мере одном трубопроводе 2. Функция расхода описывает физическую взаимосвязь между теоретическим расходом жидкой среды 3 и текущим давлением жидкой среды 3. Кроме того, на четвертом этапе, на основе теоретического расхода и текущего расхода определяется отдельная степень засорения (утечек). При этом определяется, в частности, отношение между текущим и теоретическим расходом.

Затем посредством вычислительного блока 5 на пятом этапе, на основании ряда определенных отдельных степеней засорения с применением стохастических методов, вычисляется интервал, внутри которого с устанавливаемой вероятностью находится степень засорения трубопроводной системы. Стохастические методы могут включать в себя, в частности, выборочную проверку по критерию Стьюдента. Устанавливаемая вероятность может задаваться вычислительному блоку 5 оператором. Вероятность может свободно выбираться. Как правило, вероятность устанавливается по меньшей мере на 90%, предпочтительно, по меньшей мере на 95%.

На шестом и последнем этапе, трубопроводная система 1 контролируется с привлечением положения вычисленного интервала относительно ранее установленных первых пределов для степени засорения. Положение вычисленного интервала служит в качестве указания на наличие нарушения в трубопроводной системе 1. То же самое относится и к величине вычисленного интервала.

Этапы с 1 по 6 выполняются с циклическими временными интервалами, причем временные интервалы составляют от 2 секунд до 5 секунд, предпочтительно 3 секунды.

Если вычисленное значение интервала для степени засорения находится за пределами установленных первых пределов для степени засорения, то с помощью связанного с вычислительным блоком 5 устройства 13 тревожной сигнализации выдается сигнал тревоги в качестве указания на нарушение в трубопроводной системе 1.

На фиг.1, трубопроводная система 1 выполнена как система охлаждения установки непрерывной разливки для изготовления металлического прессованного изделия (прутка) 6. При этом жидкая среда 3, направляемая посредством трубопровода 2 к соплу 7, подается посредством сопла 7 на металлический пруток 6, в частности, стальной пруток. Контроль трубопроводной системы 1 также выполняется во время остановки установки непрерывной разливки.

Функционирование вычислительного блока 5 определяется с помощью компьютерной программы 14, которая выполняется в вычислительном блоке 5. Компьютерная программа 14 находится на считываемом компьютером носителе 15 хранения данных.

Фиг.2 показывает зависимость между текущим расходом fact и текущим давлением wp жидкой среды 3 трубопроводной системы 1 и аппроксимацию 16 данных. На оси абсцисс нанесено текущее давление wp жидкой среды 3, в частности, давление воды. На оси ординат, в зависимости от текущего давления wp, представлены:

- текущий расход fact жидкой среды 3, а именно, текущий расход воды, который был определен в трубопроводе 2 фактической трубопроводной системы 1 - представлен мелкими точками 4,

- текущий расход fact жидкой среды 3, а именно, текущий расход воды, который был определен в трубопроводе 2 трубопроводной системы 1 испытательного устройства, в котором воспроизводятся физические условия фактической трубопроводной системы 1 или по меньшей мере одного трубопровода 2, - представлен крупными точками 10, и

- теоретический расход f жидкой среды, в частности, теоретический расход воды, который на фиг.2 определялся как аппроксимация 16 данных значений для текущего расхода fact жидкой среды 3 в трубопроводе 2 фактической трубопроводной системы 1. Аппроксимация 16 данных могла бы аналогичным образом определяться также из испытательного устройства. Теоретический расход f представляет собой функцию расхода, таким образом, взаимосвязь между текущим давлением wp жидкой среды 3 и текущим расходом fact жидкой среды 3. Функция расхода сохраняется в вычислительном блоке.

Настоящее изобретение имеет много преимуществ. В частности, степень засорения может быть определена с высокой точностью и надежным образом.

Хотя изобретение было подробно проиллюстрировано и описано на предпочтительном примере выполнения, настоящее изобретение не ограничено раскрытыми примерами, и другие варианты могут быть получены на этой основе специалистом без отклонения от объема защиты настоящего изобретения.

Перечень ссылочных позиций

1 трубопроводная система

2 трубопровод

3 жидкая среда

4 мелкие точки

5 вычислительный блок

6 металлическое прессованное изделие

7 сопло

8 устройство для определения текущего давления жидкой среды

9 устройство для определения текущего расхода жидкой среды

10 крупные точки

11 функция расхода

12 блок контроля

13 устройство тревожной сигнализации

14 компьютерная программа

15 считываемый компьютером носитель хранения данных

16 аппроксимация данных



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вихревым расходомерам, предназначенным для измерения расхода жидкостей и газов. Чувствительный элемент вихревого расходомера включает герметичный вакуумированный корпус, круглую упругую мембрану с утолщенной периферической частью, прикрепленные к противоположным сторонам мембраны плоскую лопатку и рычаг-противовес, выполненный в виде биметаллической пластины, плоскость которой развернута на 90° по отношению к плоскости лопатки, прикрепленный к концу рычага отражательный элемент в виде куба с тремя зеркальными взаимно перпендикулярными гранями а, б, и в, три сдвоенных волоконно-оптических жгута, срезы которых расположены вблизи зеркальных граней куба и обтекатель.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям вместимостей замкнутых герметизированных объемов в различных сложных системах и установках, имеющих отношение к вакуумной технике, с возможностью размещения внутри их объемов пористых материалов и/или элементов конструкций из них.

Устройство относится к измерительной технике, в частности к измерениям вместимостей замкнутых герметизированных объемов в различных сложных системах и установках, имеющих отношение к вакуумной технике, с возможностью размещения внутри их объемов пористых материалов и/или элементов конструкций из них.

Предлагается способ уменьшения напряжения паяного соединения расходомера. Способ включает стадию изгиба расходомерной трубки (20) для создания на ней, по меньшей мере, одного температурного компенсатора (300, 302).

Изобретение относится к ультразвуковому расходомеру для измерения расхода текучей среды. Ультразвуковой расходомер для измерения расхода текучей среды (1) содержит измерительную трубку (2) и ультразвуковой преобразователь (3), причем измерительная трубка (2) имеет преобразовательную камеру (4), которая представляет собой выемку, находящуюся вне поперечного сечения потока в измерительной трубке (2), и генерирует завихрения в потоке текучей среды (1), причем для ультразвукового преобразователя (3) предусмотрен контакт с текучей средой (1) в преобразовательной камере (4) измерительной трубки (2), и ультразвуковой преобразователь (3) имеет корпус (5) преобразователя с ультразвуковым окном (8) и преобразовательный элемент (6), причем на направленной внутрь измерительной трубки (2) торцевой стороне (7) корпуса (5) преобразователя, у ультразвукового окна (8) корпуса (5) преобразователя предусмотрен цилиндрический экран (9), выполненный трубообразным и предназначенный для экранирования пути распространения ультразвуковых сигналов от завихрений, возникающих в потоке текучей среды.

Изобретение относится к способу изготовления ультразвукового устройства измерения расхода и к ультразвуковому устройству измерения расхода. Заявлен способ изготовления ультразвукового устройства (10) измерения расхода, в котором изготавливают по меньшей мере один карман (30) для ультразвукового преобразователя (18a-b) снаружи в стенке (22) трубопровода секции (14) трубопровода, в которой при эксплуатации течет текучая среда (12), и в кармане (30) размещают ультразвуковой преобразователь (18a-b), при этом ультразвуковой преобразователь (18a-b) имеет колебательный элемент (34), соединенный с участком (32) стенки (22) трубопровода, действующим в качестве мембраны ультразвукового преобразователя (18a-b), выполненной с возможностью колебания.

Изобретение относится к области связи. Технический результат - снижение частоты установления однонаправленного канала передачи данных между абонентским терминалом и сетевой стороной, уменьшение объема обмена сигналами и сбережение энергии в абонентском терминале.

Настоящее изобретение относится к наносящей системе для нанесения текучего вещества, в частности поливинилхлорида, клея, лака, смазки, консервационного воска, средства герметизации или пенополиуретана, на конструктивный элемент, в частности на конструктивный элемент кузова автомобиля.

Изобретение относится к расходомерам, а более конкретно к способу и устройству для определения и применения переменных алгоритмов обнуления к вибрационному расходомеру в переменных условиях эксплуатации.

Настоящее изобретение относится к устройствам расходомера Кориолиса и способам, и в частности к устройствам расходомера Кориолиса и способам для определения операционных порогов для потока многофазной текучей среды.

Изобретение относится к непрерывной разливке стали. Во время выпуска стали из сталеразливочного ковша в промежуточный ковш измеряют вес стали в обоих ковшах.

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано в конструкциях устройств для контроля параметров процесса литья. С целью гарантии безаварийного функционирования входящей в устройство электронной системы (4) она размещена в модуле (3), который может быть прикреплен к металлургическому сосуду, задвижке его замка, его запорному устройству или механизму замены литниковой трубки.

Изобретение относится к литейному производству. .

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при расплавлении, рафинировании и разливке высокореакционных металлов и сплавов в вакууме или среде инертного газа.

Изобретение относится к металлургии, к литейному производству, в частности к способам производства серого и высокопрочного чугуна, и может быть использовано при единичном, серийном, и массовом производстве отливок из чугуна.

Изобретение относится к способу ремонта защитной облицовки промышленных реакционных или транспортных емкостей, таких как емкость конвертера, электрическая дуговая печь или ковш.

Изобретение относится к металлургии и позволяет уменьшить расход модифицирующего вещества без риска получения отливок, в которых графит не полностью выпал в зерна.

Изобретение относится к области контроля нарушений протекания жидкой среды в трубопроводе. Способ включает в себя этапы, на которых осуществляют регистрацию в трубопроводе в заданные моменты времени давления жидкой среды и ее текущего расхода, передачу зарегистрированных данных в вычислительный блок, вычисление в нем теоретического расхода жидкой среды с учетом заданной функции расхода и определение соответствующей отдельной степени нарушения протекания жидкой среды, а затем вычисление на основании ряда определенных отдельных степеней нарушения протекания жидкой среды и с применением стохастических методов интервала значений, в пределах которого с устанавливаемой вероятностью находится упомянутая степень нарушения, и определение наличия нарушений протекания жидкой среды. Использование изобретения позволяет повысить надежность и качество контроля нарушений протекания жидкой среды в трубопроводе. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх