A Pulse Correlated Gas Flowmeter with Clamp-On Sensors

A. D. Mansfeld; Мансфельд А. Д.; G. P. Volkov; Волков Г. П.; R. V. Belyaev; Беляев Р. В.; A. G. Sanin; Санин А. Г.; D. V. Moroskin; Мороскин Д. В.

doi:10.31857/S0320791922700034

A Pulse Correlated Gas Flowmeter with Clamp-On Sensors

Authors: Mansfeld A.D.¹, Volkov G.P.¹, Belyaev R.V.¹, Sanin A.G.¹, Moroskin D.V.²
Affiliations:
1. Institute of Applied Physics, Russian Academy of Sciences, 603950, Nizhny Novgorod, Russia
2. LLC ULTRAMETER, 607188, Sarov, Russia
Issue: Vol 69, No 3 (2023)
Pages: 374-385
Section: ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ АКУСТИКИ
URL: https://ruspoj.com/0320-7919/article/view/648341
DOI: https://doi.org/10.31857/S0320791922700034
EDN: https://elibrary.ru/YJRAYJ
ID: 648341

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

An improved pulsed correlation gas flowmeter with clamp-on sensors for measuring gas flows in pipes has been created and studied. Such devices operate by measuring vortex motion velocity in a turbulent flow. The problems of isolating a weak useful signal that has passed through a gas against a background of interference from signals propagating along the pipe wall are discussed. A schematic of a correlation flowmeter with pulsed probing and the possibility of automatic search for a useful signal against a noise background is proposed. The operation of the flowmeter is demonstrated against the background of pipe wall vibrations and liquid droplets in the flow.

Keywords

gas flow in a pipe, ultrasonic flow probing, cross-correlation, gas flow measurement

References

Lynnworth L.C., Yi Liu. Ultrasonic flowmeters: Half-century progress report, 1955-2005 // Ultrasonics. 2006. V. 44. P. 1371–1378.
Биргер Г.И., Бражников Н.И. Ультразвуковые расходомеры. М.: Металлургия, 1964. 382 с.
Мансфельд А.Д., Трусилло С.В., Агуреев В.А., Карюк В.М. Способ измерения расхода газа в трубопроводах и устройство для его осуществления // Патент РФ № 2313068, 2007, Оп. в Б.И. № 35.
Мансфельд А.Д., Санин А.Г., Волков Г.П., Беляев Р.В., Мороскин Д.В. Ультразвуковые расходомеры газа с накладными датчиками // Ученые Записки Физического Факультета МГУ. 2017. № 5. 1751201. С. 1–4.
Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Агуреев В.А., Трусилло С.В., Карюк В.М., Мороскин Д.В. Повышение помехозащищенности ультразвуковых газовых расходомеров с накладными датчиками // Датчики и системы. 2011. № 2. С. 28–32.
Coulthard J. Ultrasonic cross-correlation flowmeters // Ultrasonics. 1973. V. 11. № 2. P. 83–88.
Jacobson S.A., Denbigh P.N., Naude D.E.H. A new method for demodulation of ultrasonic signals for cross-correlation flowmeters // Ultrasonics. 1985. V. 23. № 3. P. 128–131.
Worch A. A clamp-on ultrasonic cross correlation flow meter for one-phase flow // Measurement Science and Technology. 1998. V. 9. P. 622–630.
Lysak P.D., Jenkins D.M., Capone D.E., Brown W.L. Analitical model of an ultrasonic cross-correlation flow meter. Pt. 1: Stochastic modeling of turbulence // Flow measurement and Instrumentation. 2008. V. 19. P. 1–7.
Мансфельд А.Д., Волков Г.П., Беляев Р.В., Санин А.Г., Громов П.Р., Климкина Н.Е. Особенности измерения скорости потока газа в трубах ультразвуковым корреляционным методом // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 2. С. 203–209.
Езерский A.Б., Громов П.Р., Соустов П.Л., Чернов В.В. Акустическая диагностика вихревой структуры, возникающей при обтекании воздушным потоком решетки цилиндров // Акуст. журн. 2005. Т. 51. № 2. С. 212–220.
Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя / Пер. Вольперта Г.А. под ред. Лойцанского Л.Г. М: Наука, 1969. 724 с.
Брэдшоу П. Введение в турбулентность и ее измерение / Пер. с англ. под ред. Глушко Г.С. М.: Мир, 1974. 279 с.
Dain Y., Lueptow R.M. Acoustic attenuation in a three-gas mixture: Results // J. Acoust. Soc. Am. December 2001. V. 110. № 6. P. 2974–2979. https://doi.org/10.1121/1.1413999
Финкельштейн М.И. Основы радиолокации: Учебник для вузов. Издание 2-е, перераб. и дополн. М: Радио и связь, 1983. 536 с.