»
Метод «хвиля тиску» заснований на аналізі перехідних процесів в трубопроводах при виникненні витоку. У момент виникнення витоку рідини в трубопроводі виникають хвилі розрядження, що поширюються до кінців трубопроводу зі швидкістю звуку. Датчики тиску, встановлені на кінцях трубопроводу, фіксують час приходу хвилі тиску. Використання подвійних датчиків тиску на кінцях диагностируемого ділянки трубопроводу дозволяє визначати напрямок хвилі тиску і ігнорувати ті виявлені хвилі тиску, які прийшли ззовні захищеної зони ділянки.
Реалізація методу розділена на дві частини. Перша частина методу виконується в контролері, забезпечуючи контроль тисків трубопроводу в реальному часі. Друга частина на верхньому рівні системи, забезпечує аналіз зафіксованих хвиль тиску на наявність витоку. Таке розмежування дозволило знизити навантаження на канал передачі даних і економити ресурси сервера.
Обчислювальна процедура обробляє результати надходить інформації з урахуванням: послідовності надходження сигналів, відстані між датчиками тиску, швидкості поширення звукових хвиль і т.д. Різниця (t 1 -t 2) моментів приходу хвиль свідчить про зміщення місця витоку щодо середини розглянутого ділянки:
, (3.1)
гдеL0 - відстань від початку трубопроводу до місця витоку;
L - довжина трубопроводу;
с - швидкість звуку;
t1, t2 - час приходу хвилі тиску на перший і другий датчик тиску [3].
.2 Метод балансу речовини
Для масового виміру справедливо вираз:
Q=Мвх/(Rвх (1 + B (tвх - T))), (3.2)
Де Qвх - вхідний об'єм рідини;
Rвх - вхідна щільність рідини, кг/м3;
tвх - температура вхідного потоку, ° С;
Т - фіксована температура=20 ° С;
Q - об'єм рідини при температурі=20 ° С, м3;
В - коефіцієнт об'ємного розширення нафти, значення якого беруться з «Методики виконання вимірювань ареометром» (МІ 2153-2001).
Для розрахунку накопичувальних значень дисбалансів використовуються параметри «Поріг витоку (%)» і «Відносна похибка витратомірів (%)», що задаються користувачем.
Для визначення відносної похибки витратомірів та розрахунку поправочного коефіцієнта для вторинного витратоміра (за первинний або базовий витратомір приймається другий витратомір) використовується настроювальна процедура «Узгодження витратомірів». На виконання вона запускається або автоматично при зміні технічної конфігурації витратомірів, або вручну користувачем.
Додатково для балансового методу вводяться параметри «Час виявлення» і «Час підтвердження», запрограмованих користувачем [3].
3.3 Аналіз профілю тиску
Основними рівняннями для розрахунку усталених течій однорідної нестисливої ??рідини в трубопроводі є:
) рівняння Бернуллі
, (3.3)
де повний напір у перерізі x, м;
? втрати напору між перетинами 1 і 2, м;
? коефіцієнт Коріоліса;
- швидкість руху рідини в перетині k, м/с;
- тиск в перетині k, Па;
- щільність, кг/м3;
) рівняння збереження маси рідини
, (3.4)
де - щільність, кг/м3;
- швидкість руху рідини в перетині k, м/с;
- площа поперечного перерізу, м2;
- масова витрата рідини, кг/с.
Лінія, що представляє залежність повного напору від координати уздовж осі трубопроводу, називається лінією гідравлічного ухилу.
безрозмірна величина, визначальну зменшення напору на одиницю довжини трубопроводу, називають гідравлічним ухилом.
Гідра?? лической характеристикою ділянки трубопроводу називається залежність різниці пьезометріческіх напорів на початку і кінці ділянки від витрати рідини, що транспортується [4].
.4 Акустичний кореляційний метод
Кореляційний метод виявлення витоків середовища в трубопроводах і визначення місць їх розташування заснований на вимірюванні віброакустичного сигналу, що утворюється на місці витоку через тиск рідини, який поширюється в обидві сторони трубопроводу. Цей шум вловлюється двома датчиками, встановленими на двох кінцях трубопроводу. Якщо виміряти за допомогою 2-х канального аналізатора взаємно-кореляційну функцію (далі по тексту - функцію кросскорреляціі), то в цьому випадку можна визначити різницю (затримку) за часом поширення сигналу від витоку до одного і до другого датчика.
Затримка визначається по максимуму функції кросскорреляціі сигналів, виміряних датчиками. При відомій швидкості поширення сигналу (звуку) по трубі і, знаючи відстань між датчиками (колодязями, в які вони встановлені), можна точно визначити місце розташування витоку за допомогою елементарного розрахунку за формулою
, (3.5)
гдеL - відстань між датчиками, м; - швидкість...
