10.14489/td.2014.06.pp.042-049

2014, 06 июнь (June)

DOI: 10.14489/td.2014.06.pp.042-049

Журавлева Л.В., Иванов А.М., Кулик Д.В., Сергеева Н.А., Тиняков Ю.Н.
ПРИМЕНЕНИЕ МЭМС-ДАТЧИКОВ ПРИ МОНИТОРИНГЕ ДОБЫЧИ И ТРАНСПОРТИРОВКИ НЕФТЕПРОДУКТОВ
(с. 42-49)

Аннотация. Проанализированы возможности применения МЭМС-датчиков при добыче и транспортировке нефтепродуктов в целях соз-дания измерительных систем, элементы которых работают при температуре ниже –60 °С, в условиях обледенения, погружения в воду, надежных и не требующих обслуживания в процессе эксплуатации. Основное внимание уделено обработке таких пара-метров, как: давление, температура, расход, состав измеряемых сред, при этом измерения должны проводиться в непрерывном режиме и в полевых условиях. Показано, что классические методы измерения, основанные на индукционном потенциометрическом методе измерения и использовании стальных упругих элементов, непригодны для работы в районах Крайнего Севера. В заключении даны рекомендации по применению микроэлектромеханических систем для мониторинга трубопроводных систем в жестких ус-ловиях эксплуатации.

Ключевые слова: микроэлектромеханические системы (МЭМС), первичный преобразователь, датчики давления, скорости потока, вибрации, транспортировка нефтепродуктов, многокристаллический кремний, чувствительный элемент.

Juravleva L.V., Ivanov A.M., Tinjakov J.N., Sergeeva N.A., Kulik D.V.
CONCEPT OF MEMS SENSOR FOR MONITORING EXTRACTING OIL AND OIL TRANSPORTATION
(pp. 42-49)

Abstract. This paper analyzes the possibility of using MEMS sensors in extracting and transportation of petroleum products in order to create measurement systems, the elements of which are operated at temperatures below minus 60 °C, in icing conditions, water immersion, reliable and maintenance free during the using process. General attention paid to processing parameters such as pressure, temperature, flow rate, the composition of the process, in this case the measurement must be carried out in a continuous mode and in the “field”. It is shown that the classical methods of measurement based on inductive, potentiometric measurement method and the use of steel elastic elements are not suitable for use in the Far North. Finally, recommendations for the use of microelectromechanical systems for monitoring pipeline systems in harsh environments are given.

Keywords: MEMS – mikroelektomechanical systems, transducer, pressure sensors, flow sensors, vibration sensors, transportation of petroleum products, polysilicon, sensing element.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Л. В. Журавлева А. М. Иванов, Д. В. Кулик, Н. А. Сергеева, Ю. Н. Тиняков (Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана) Е-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. ; Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

L. V. Juravleva, A. M. Ivanov, D. V. Kulik, N. A. Sergeeva, Yu. N. Tinjakov (Baumen Moscow Technical University) Е-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. ; Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Ваганов В. И. Интегральные тензопреобразова-тели. М.: Энергоатомиздат, 1983. 138 с.
2. Проектирование датчиков для измерения меха-нических величин / под ред. Е. П. Осадчего. М.: Маши-ностроение, 1979. 480 с.
3. Евлампиев А. И., Сажин С. Г., Попов Е. Д., Сумкин П. С. Течеискание. М.: РОНКТД. 2012. 208 с.
4. Сажин С. Г., Артемьев Б. В., Соболева Е. Г. Промышленные анализаторы и задачи повышения эф-фективности технологических процессов // Контроль. Диагностика. 2013. № 2. С. 23 – 27.
5. Сажин С. Г., Артемьев Б. В. Промышленные анализаторы состава технологических сред // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2012. № 9. Т. 78. С. 68 – 70.
6. Распопов В. Я. Микромеханические приборы. М.: Машиностроение, 2007. 400 с.
7. Денисов А. А., Кальнов В. А., Шахнов В. А. Проектирование наносенсоров: учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2011. 128 с. (Библиотека Наноинженерия: в 17 кн. Кн. 6).
8. Билибин К. И., Власов А. И., Журавлева Л. В. и др. Конструкторско-технологическое проектирование электронных средств /под общ. ред. В. А. Шахнова. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 500 с. (Информа-тика в техническом университете).
9. Нестеров Ю. И., Власов А. И., Першин Б. Н. Виртуальный измерительный комплекс // Датчики и сис-темы. 2000. № 4. С. 12 – 22.
10. Мысловский Э. В., Власов А. И., Акристиний М. В. Микроконтроллеры // Электронные компоненты. 2002. № 5. С. 47.
11. Власов А. И., Стешенко В. Б., Нестеров В. А., Мысловский Э. В. Методы цифровой обработки сигна-лов тактильных чувствительных элементов мембранного типа // Наука и образование: электронное научно-техническое издание. 2012. № 5. С. 37.
12. Однокольцев А. В., Власов А. И., Руткевич А. В. Система неразрушающего контроля на основе явления акустической эмиссии 77-48211/478936 // Инженерный вестник. 2012. № 8. С. 11.

Eng

1. Vaganov V. I. (1983). Integral tensor converter. Moscow: Energoatomizdat.
2. Osadchii E.P. (Ed.). (1979). Designing of sensors for the measurement of mechanical values. Moscow: Mashinostroenie.
3. Evlampiev A. I., Sazhin S. G., Popov E. D., Sumkin P. S. (2012). Leakage detection. Moscow: Izdatel'skii dom "Spektr".
4. Sazhin S. G., Artem'ev B. V., Soboleva E. G. (2013). Industrial analyzers and enhanced efficiency of tech-nological processes. Kontrol'. Diagnostika, (2), pp. 23-27.
5. Sazhin S. G., Artem'ev B. V. (2012). Industrial ana-lyzers of technological environments composi-tion. Zavodskaia laboratoriia. Diagnostika materialov, 78(9), pp. 68-70.
6. Raspopov V. Ia. (2007). Micromechanical devices. Moscow: Mashinostroenie.
7. Denisov A. A., Kal'nov V. A., Shakhnov V. A. (2011). Designing of nanosensors: textbook. Moscow: Izdatel'stvo MGTU im N. E. Baumana.
8. Shakhnov V. A. (Ed.), Bilibin K. I., Vlasov A. I., Zhuravleva L. V. et al. (2002). Mechanician-engineering design of electronic means. Moscow: Izdatel'stvo MGTU im N. E. Baumana.
9. Nesterov Iu. I., Vlasov A. I., Pershin B. N. (2000). Virtual measuring complex. Datchiki i sistemy, (4), pp. 12-22.
10. Myslovskii E. V., Vlasov A. I., Akristinii M. V. (2002). Microcontrollers. Elektronnye komponenty, (5), p. 47.
11. Vlasov A. I., Steshenko V. B., Nesterov V. A., Myslovskii E. V. (2012). Methods of digital signal processing of tactile sensing elements of membrane type. Nauka i obra-zovanie: elektronnoe nauchno-tekhnicheskoe izdanie, (5), p. 37.
12. Odnokol'tsev A. V., Vlasov A. I., Rutkevich A. V. (2012). Non-destructive testing system on the basis of acous-tic emission. Inzhenernyi vestnik, (8), p. 11.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 250 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

Форма заказа статьи

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 250 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below: