Всем привет !

У меня появилась задача. Как к ней подступиться я примерно представляю, но боюсь ошибиться, ибо деньги, выделенные на этот проект, не мои личные. Прошу у всех хоть какой-нибудь помощи.

Задача: Есть длинный напорный трубопровод из полиэтиленовых труб диаметром 40мм. Длина порядка 1000 м. Крепится он через каждые 2 м. Номинальное давление в статике - 9 атм. Вдоль трубопровода расположены недлинные ответвления (тройники) (дальше резиновые шланги длиной 1 м), каждый из которых управляется своим электроклапаном. Скорость срабатывания оных: 0.1 - 1 с. Срабатывают они от начала трубопровода до конца последовательно. Время открытого состояния - от 1 с до нескольких. Хочется посмотреть, что будет твориться с давлением (по всей длине) в трубопроводе при таком раскладе нестационарного процесса.

У меня несколько вопросов:

1) Схема эксперимента. Я планирую все сделать вот так: 4 датчика вдоль трубы, и кривые давления по экранированным кабелям равной длины идут в недра USB 4-х канального осциллографа, соединенного с компом. Все это дело синхронно пишется на hdd. Какие будут замечания? С удовольствием выслушаю самые радикальные высказывания.

2) Какие датчики использовать в моем конкретном случае. (Параметры их интересуют и может даже модель и производитель).

3) В одном, двух местах планирую поставить манометры параллельно датчикам. Какие манометры лучше использовать? Среда достаточно агрессивная. Мне нужен совет по производителю и параметрам манометра.

4) На вскидку, какие характеристики может иметь такая система ? Скорость звука в трубе? Какие могут быть времена пиков давления???

Всем оромное спасибо!

Сообщение отредактировал megeteu - Sep 15 2008, 07:55

Забыл сказать, что я впервые занимаюсь такой работой, поэтому прошу всех не использовать в теме общепризнанные термины и сокращения .

В добавление к вышеперечисленным вопросам: какой прибор мне использовать в качестве регистратора кривых, получаемых с датчиков давления? Основные требования, которые приходят на ум: чтобы можно было использовать зимой вне помещения. Про характеристики я молчу. Может есть хорошо зарекомендовавшие себя модели? Как было сказано выше, я ориентируюсь на USB устройство с 4-мя каналами.

Да и несложная задача совсем, стандартная.
И датчики не проблема, например http://www.compel.ru/images/catalog/183/19U%28C%29.pdf
А записывать хоть круглые сутки лучше даже на звуковой карте, за бесплатно и без всяких АЦП

Сообщение отредактировал astronaut - Sep 17 2008, 13:48

Да была такая мысль, но она по субъективным причинам не пошла в массы. Надо работать вне помещения в ужасных условиях - всякие поля вокург гуляют по улице, наводят свои мнения на кабель с датчика, который может быть будет до 500 метров!. А сигнал-то аналогивый, важна его уникальная форма. Подумалось, что он должен быть уверенным и лишние звенья типа делителей напряжения могут попортить картинку. Поэтому втыкаться в звуковуху - рискованный геморрой, особенно без соответствующего опыта и образования. Може быть, я вообще неправ в своих рассуждениях ?

Так вчистую сигнал записывать никто и не предлагает.
Ясен перец, что спектр сигнала не бесконечен, так и надо пользоваться этим

Прошу прощения, но я не совсем понимаю, что значит записывать сигнал невчистую. Если можно, то опишите поподробнее, через какие устройства надо его пропустить, чтобы его записать? Как использовать небесконечность спектра сигнала? Звуковуха одна, а сигнала 4, как с этим быть ?

Дорогой megeteu!
Я разработчик систем и могу всё написать, как и что делать.
А до этого всё расчитать и ухлопать ещё тучу времени, а потом доказать возможность, оптимальность и разъяснить, как получить эффективный результат. Да я могу. Для этого нужно ТЗ на работу, чтобы не водить руками по воздуху, как это уже делают коллеги, заходя в технический тупик (см. гидроантенну).
Пишите в ящик.
PS: я не виноват, что уважаемый megeteu не понял как реализовать

Сообщение отредактировал astronaut - Sep 22 2008, 13:22

Снава приветствую всех!

Получилась задержка в этом моем деле, и только сейчас я вышел на непосредственную реализацию. Прикрепляю схему эксперимента. Я уверен, что опытный глаз сразу заметит возможные подводные камни. Очень прошу, посмотрите на схему и скажите, в чем я ошибся или может что-то сделал нерационально.

Эксперимент носит разовый характер, в будущем такие эксперименты будут проводиться очень нечасто.

Остаются вопросы:

Каким образом повлияют на эксперимент разные длины сигнальных проводов? Стоит ли их делать одинаковыми ?

Заранее спасибо!

Сообщение отредактировал megeteu - Mar 4 2009, 12:36

Длины проводов повлияют только на уровни помех.
Гораздо большее значение имеет динамическая х-ка датчиков, т.е. насколько быстро они отреагируют на изменение давления.
Судя по рисунку, Вы решили применить стандартные датчики с токовым выходом.
Боюсь, у них слишком велико время реакции и коротких всплесков давления они просто не "заметят".

Сообщение отредактировал ASZ - Mar 5 2009, 05:58

Спасибо за быстрый ответ!

Как заявляет производитель, время ответа выбранных датчиков - 10 мс.

А как оценить длительность возможных всплесков давления в трубопроводе диаметром 40 мм из полиэтилена?

Значит если уровень помех на самом длинном проводе не будет сопоставим по порядку с уровнем сигнала, то можно сделать все провода разной длины ?

Расчет (даже прикидочный) длительности и амплитуды всплесков довольно сложная штука. Тут будет участвовать масса жидкости в трубах, скорость открывания клапанов, упругость стенок труб, форма трассы, гидроудары и т.п. Вполне может оказаться, что 10мсек - слишком много.
Это вопрос к гидравликам.
Что касается уровня помех - тоже очень зависит от от помеховой обстановки и условий монтажа, и меньше от длины при токовом сигнале.
Естественно, длина может быть разной, скорость звука и света несопоставимы

А может стоит разбить в первом приближении задачу на две части. Во второй - Вам необходимо реализовать систему измерения давления в конкретных точках (выбор местоположения точек напрямую зависит от мат. модели), что и обсуждается здесь в полной мере. А вот для начала, нужно создать мат. модель процесса: составить дифференциальные уравнения движения жидкости в трубе (хоть методом аналогии воспользоваться: телеграфные уравнения, только для потока и давления, к примеру), процесс открытия клапанов аппроксимировать трапецией (ну или другой гладкой кривой для получения аналитики), с учётом времени открытия/закрытия, и исследовать модель на интересующий Вас критерий (максимум давления, или если это частные производные с учётом временных характеристик, то и гидроудар). Для определения состояния модели Вам как раз и понадобятся датчики, и тогда Вы будете знать о давлении в любой части трубы в любой момент времени с заранее заданной точностью. регистрируя показатели с датчиков.

Маловато, ИМХО, для исследований...

Да никак. Это Вы должны решить вместе с заказчиком какие частоты вас интересуют. Вода - жидкость почти несжимаемая и изменения давления в ней передаются очень быстро. С Вашими же датчиками, похоже, ни о какой динамике речь не пойдёт.

Да, конечно. Электричество распространяется по проводам со скоростью света. Вряд ли на Ваших расстояниях придётся долго ждать. Что важнее - USB-регистратор должен иметь согласование по входам для витой пары.

Неполную матмодель уже составлял с помощью специальной программы AFT Impulse. У данной программы внутри какая-то импирика относительно скорости распространения волны в системе труба+жидкость+поддержка трубопровода. Говорит, что примерно 300 м/с. Шокирует? Однако, -похоже на правду. Когда открываю клапан руками (замыкаю контакты) на реальном объекте, смотрю сколько держится пик давления примерно, (по длине струи). Это время и есть время хода волны (информации о том, что я открыл клапан) до насосной станции. Зная это время и расстояние до насосной станции, примерно заключаю, что программа вполне может быть права! Правда там диаметр трубопровода был 63 мм наружный. Поправте меня, если я вообще не так все понимаю.

Herz, поясните пожалуйста на счет согласования по входам для витой пары. Я выбрал вот такой осциллограф:



Подключать буду по схеме, которую выложу сейчас тоже.



Подключать все хозяйство буду вот так (только 4 датчика вместо трех):



Сообщение отредактировал megeteu - Mar 16 2009, 14:28