Сучасна класифікація ультразвукових інформаційно-вимірювальних систем витрати газу

Abstract

This paper proposes a new classification of ultrasonic gas flow information and measurement systems (IMS), covering measurement methods, structural features, and stages of development. Over the forty years of their evolution, ultrasonic flowmeters have undergone three major stages and are currently at the fourth stage of development. Each new generation has introduced more advanced algorithms for measurement data processing as well as more efficient approaches to integration with digital systems. Modern ultrasonic IMS are characterized by the absence of moving parts, low hydraulic losses, and operation over a wide dynamic range. However, the required measurement accuracy significantly depends on gas flow parameters, measurement methods, operating conditions, and other factors. Therefore, the design of new systems requires the ion of numerous components and design features, while existing classifications typically consider only a limited set of characteristics. In particular, they often underestimate the level of system integration, data processing approaches, and adaptability of the system.To address these limitations, the proposed classification extends existing features and introduces new ones, including combined (hybrid) flowmeters that utilize multiple informative parameters, regulatory frameworks, information and measurement systems and intelligent IMS, as well as application domains.

У роботі запропоновано нову класифікацію ультразвукових ІВС витрати газу, яка охоплює методи вимірювання, особливості побудови та етапи розвитку. Витратоміри пройшли три етапи за сорок років свого існування й на сьогодні перебувають на четвертому етапі свого розвитку. Кожне нове покоління вносило більш складні алгоритми обробки вимірювальної інформації та більш ефективні способи підключення до цифрових систем. Сучасні ультразвукові ІВС не мають рухомих частин, працюють з малими гідравлічними втратами в широкому динамічному діапазоні. Проте необхідна точність ультразвукових витратомірів суттєво залежить від параметрів газового потоку, методів вимірювання, умов експлуатації тощо. У цьому випадку для проєктування нових засобів необхідно виконати вибір багатьох складових ультразвукової ІВС витрати, але наявні класифікації, як правило, враховують лише окремі ознаки. При цьому недооцінюють рівень інтеграції, спосіб обробки даних і можливість системи до адаптації. Тому в нову класифікацію ввійшли відомі та внесені нові ознаки, до яких можна віднести комбіновані або гібридні витратоміри, що поєднують кілька інформативних параметрів, нормативні документи, інформаційно‑вимірювальні системи та інтелектуальні ІВС, сфери застосування тощо.