izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2022-9-45-51izmertech-1635Research ArticleМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMECHANICAL MEASUREMENTSУровнемерная установка УУЭ1р-Н-20 на основе лазерной интерферометрической измерительной системыLevel-measuring installation UUE1r-N-20 based on a laser interferometric measuring systemhttps://orcid.org/0000-0001-8204-3466БиккуловВ. Ш.BikkulovV. Sh.

Вадим Шамилевич Биккулов

Казань

Vadim Sh. Bikkulov

 Kazan

altroir@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-4811-2226КондаковА. В.KondakovA. V.

Александр Викторович Кондаков

Казань

Alexander V. Kondakov

Kazan

avkondakov@mail.ruВсероссийский научно-исследовательский институт расходометрии – филиал ФГУП «Всероссийский научноисследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева»РоссияVNIIR – Affiliated Branch of D. I. Mendeleyev Institute for MetrologyRussian Federation202219052023094551Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1635

Рассмотрены методы повышения точности измерений уровня жидкости. Представлена уровнемерная установка УУЭ1р-Н-20 на основе лазерной интерферометрической измерительной системы XL-80 с непосредственным изменением уровня  жидкости в диапазоне 0–20 м. Принцип действия измерительной системы уровнемерной установки основан на измерении линейных перемещений поплавка, находящегося в жидкости, относительно нулевой точки отсчёта уровнемерной установки. Приведена математическая модель определения уровня жидкости с помощью уровнемерной установки с учётом влияния параметров окружающей среды на элементы измерительной системы. Рассчитаны метрологические характеристики уровнемерной установки, в томчисле неопределённости измерений уровняжидкости. Доверительные границы суммарной погрешности измерений единицы уровня жидкости с доверительной вероятностью 0,95 составляют ±0,11 мм при передаче единицы уровня жидкости эталонам или средствам измерений уровня жидкости с фиксированной нулевой точкой отсчета и ±0,044 мм при передаче единицы уровня жидкости эталонам или средствам измерений уровня жидкости, не имеющим фиксированной нулевой точки отсчёта.

Methods of increasing the accuracy of liquid level measurements are considered. The level-measuring installation UUE1r-N-20 with a direct change in the liquid level in the range of 0–20 m with a measuring system based on the XL-80 laser interferometry measuring system is presented. The principle of operation of the measuring system of the level-measuring installation is based on measuring the linear movements of the flu oat in the liquid relative to the zero reference point of the level measuring installation. A mathematical model is given for determining the liquid level using a level-measuring installation, taking into account the info hence of environmental parameters on the elements of the measuring system. The metrological characteristics of the level-measuring installation, including the uncertainty of liquid level measurements, are calculated. The confidence limits of the total measurement error of a liquid level unit with a confidence probability of 0.95 are ±0.11 mm when transferring a liquid level unit to standards or liquid level measuring instruments with a fixed zero reference point and ±0.044 mm when transferring a liquid level unit to standards or liquid level measuring instruments that do not have a fixed zero reference point.

 

измерение уровняуровень жидкостиуровень сыпучих материаловуровнемерная установкауровнемернеопределённостьэталон уровняlevel measurementliquid levellevel of bulk materialslevel-measuring installationlevel-meteruncertaintylevel standardReferencesБиккулов В. Ш., Кондаков А. В., Гаранин И. О., Мигранов В. М. Описание государственного специального эталона единицы длины (уровня) в диапазоне 0,01–20 м // Законодательная и прикладная метрология. 2014. № 2 (129). С. 9–11.. Bikkulov V. Sh., Kondakov A. V., Garanin I. O., Migranov V. M., Opisanie gosudarstvennogo spetsial’nogo etalona edinitsy dliny (urovnya) v diapazone 0,01–20 m, Zakonodatel’naya i prikladnaya metrologiya, 2014, no. 2 (129), pp. 9–11. (In Russ.)Биккулов В. Ш., Кондаков А. В., Фромета Планче И. Перспективы применения лазерного интерферометра XL-80 компании Renishaw в качестве измерительного элемента на государственном специальном эталоне единицы длины (уровня) 1-го разряда // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2018. № 3. С. 15–17. https://doi.org/10.30713/0132-2222-2018-3-15-17Bikkulov V. Sh., Kondakov A. V., Frometa Planche I., Automation, тelemechanization and communication in oil industry, 2018, no. 3, pp. 15–17. (In Russ.) https://doi.org/10.30713/0132-2222-2018-3-15-17Коронкевич В. П., Полещук А. Г., Седухин А. Г., Ленкова Г. А. Лазерные интерферометрические и дифракционные системы // Компьютерная оптика. 2010. Т. 34. № 1. С. 4–23.Koronkevich V. P., Poleshuk A. G., Sedukhin A. G., Lenkova G. A., Lazernye interferometricheskie i difraktsionnye sistemy, Computer Optics, 2010, vol. 34, no. 1, pp. 4–23. (In Russ.)Романова Р. Г., Марсутдинова Л. Р., Ситникова Е. Ю. Метрологическое обеспечение средств измерений уровня жидких и сыпучих веществ // Вестник технологического университета. 2020. Т. 23. № 6. С. 100–106.Romanova R. G., Marsutdinova L. R., Sitnikova E. Yu., Metrologicheskoe obespechenie sredstv izmerenii urovnya zhidkikh i sypuchikh veshchestv, Vestnik tekhnologicheskogo universiteta, 2020, vol. 23, no. 6, pp. 100–106. (In Russ.)Макартичян С. В., Жабин С. С., Кузнецова Н. С. Сравнительный анализ существующих методов измерения уровня жидкостей в резервуарах // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. 2021. № 2 (35). С. 36–41.Makartichyan S. V., Zhabin S. S., Kuznetsova N. S., Sravnitel’nyi analiz sushchestvuyushchikh metodov izmereniya urovnya zhidkostei v rezervuarakh, Energo- i resursosberezhenie: promyshlennost’ i transport, 2021, no. 2(35), pp. 36–41. (In Russ.)Винокуров Б. Б. Метрология и измерительная техника. Уровнеметрия жидких сред: учеб. пособие для академического бакалавриата. М.: Юрайт, 2016. 187 с.Vinokurov B. B., Metrologiya i izmeritel’naya tekhnika. Urovnemetriya zhidkikh sred. Uchebnoe posobie dlya akademicheskogo bakalavriata [Metrology and measuring technique. Level measurement of liquids: textbook manual for academic bachelor’s degree], Moscow, Yurait Publ., 2016, 187 p. (In Russ.)Куликов А. В. Исследование точности лазерного интерферометра перемещений // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2014. Т. 5. № 2. С. 82–87.Kulikov A. V., Issledovanie tochnosti lazernogo interferometra peremeshchenii, Interekspo Geo-Sibir’, 2014, vol. 5, no. 2, pp. 82–87. (In Russ.)Гаранин И. О., Кондаков А. В., Биккулов В. Ш., Рамазанова Л. Р. Исследование зависимости глубины погружения поплавка от атмосферного давления и относительной влажности воздуха // Вестник Казанского технологического университета, 2014. Т. 17. № 2. С. 126–128.Garanin I. O., Kondakov A. V., Bikkulov V. Sh., Ramazanova L. R., Issledovanie zavisimosti glubiny pogruzheniya poplavka ot atmosfernogo davleniya i otnositel’noi vlazhnosti vozdukha, Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 2014, vol. 17, no. 2, pp. 126–128. (In Russ.)Мамонтов А. А., Ярцев В. П., Максимова А. А. Влияние плотности экструзионного пенополистирола Пеноплэкс® на его физико-механические свойства // Вестник ТГТУ. 2014. Т. 20. № 2. С. 342–348.Mamontov A. A., Yartsev V. P., Maksimova A. A., Vliyanie plotnosti ekstruzionnogo penopolistirola Penopleks® na ego fi zikomekhanicheskie svoistva, Transactions TSTU, 2014, vol. 20, no. 2, pp. 342–348. (In Russ.)Кудряшова Ж. Ф., Чуновкина А. Г. Выражение точности средств измерений в соответствии с концепцией «неопределённость измерений» // Измерительная техника. 2003. № 6. С. 22–24Kudryashova Zh. F., Chunovkina A. G., Measurement Techniques, 2003, vol. 46, no. 6, pp. 559–561. https://doi.org/10.1023/A:1025455726761

The authors declare that there are no conflicts of interest present.