Мп 61888 15 инструкция гси преобразователи расхода газа ультразвуковые daniel методика поверки

Назначение

Преобразователи расхода газа ультразвуковые Daniel (далее УЗПРГ) предназначены для измерений объемного расхода и объема различных неагрессивных и агрессивных газов, в т. ч. во взрывоопасных зонах.

Описание

Принцип действия УЗПРГ основан на измерении разности между временем распространения ультразвуковых (акустических) сигналов по потоку и против потока газа. Измеренная разность времени пропорциональна скорости потока газа, проходящего через поперечное сечение УЗПРГ, которая в свою очередь пропорциональна расходу газа.

Выпускаются следующие модели УЗПРГ Daniel:

• 3410, 3411, 3412, 3420 — преобразователи расхода с одним или двумя акустическими путями с отражением ультразвуковых сигналов;

• 3400, 3414, 3422 — преобразователи расхода хордового исполнения с четырьмя акустическими путями.

Модели 3410, 3420, 3400 и 3422 выпускаются с блоком электроники серии 3400 (Mark III electronics)

Модели 3411, 3412 и 3414 выпускаются с блоком электроники серии 3410

(Series 3410 electronics)

Картинка с сайта: all-pribors.ru

а) схема акустических путей                 б) хордовая схема расположения акустических

с отражением ультразвуковых сигналов      путей

Рисунок 1 — Схемы акустических путей

Электроакустические преобразователи установлены в корпусе УЗПРГ в строго определенных местах, в зависимости от типоразмера УЗПРГ. Расположение преобразователей определяет длины акустических путей и углы между направлением распространения акустических сигналов и продольной осевой линией УЗПРГ.

На преобразователи с блока электроники поочерёдно поступают электрические импульсы, которые преобразуются в акустические колебания, распространяющиеся в проходящем сквозь УЗПРГ газе. Противоположный излучающему электроакустический преобразователь работает, как приёмник звуковых колебаний, и генерирует электрические импульсы, также поступающие в блок электроники.

В УЗПРГ используется взрывозащищенный блок электроники, который в стандартном исполнении жестко закреплен на корпусе УЗПРГ. При необходимости блок электроники может устанавливаться отдельно от корпуса УЗПРГ на расстоянии до 4,6 м.

УЗПРГ присоединяется к трубопроводу с помощью фланцев. Длины прямолинейных участков измерительного трубопровода до и после УЗПРГ должны соответствовать требованиям эксплуатационной документации производителя.

УЗПРГ может измерять расход газа как в прямом, так и в обратном направлениях.

Картинка с сайта: all-pribors.ru

модель 3414

модель 3412

Рисунок 2 — Общий вид УЗПРГ Daniel модели 3414, 3412, 3411

модель 3411

Картинка с сайта: all-pribors.ru

модель 3400, 3422

модель 3420

модель 3410

Рисунок 3 — Общий вид УЗПРГ Daniel модели 3400, 3410, 3420, 3422

Программное обеспечение

УЗПРГ Daniel выполнены на базе микроконтроллеров, управляемых встроенным программным обеспечением. Программное обеспечение выполняет сбор, обработку, отображение и передачу на периферийные устройства информации об измерениях. Корректность реализации алгоритмов вычисления объёмного расхода проверяется напрямую при поверке (калибровке) УЗПРГ. Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Информация о версии программного обеспечения и контрольной сумме доступна для просмотра через ЖК дисплей при включении питания УЗПРГ (при наличии ЖК дисплея) или через меню сервисной программы Meterlink.

Защита программного обеспечения УЗПРГ Daniel от изменений через внешние интерфейсы (преднамеренных или непреднамеренных) обеспечивается аппаратными микропереключателями расположенными внутри пломбируемого корпуса и непосредственно пломбировкой корпуса преобразователя расхода и его компонентов.

Расположение микропереключателя защищающего ПО и конфигурацию УЗПРГ от преднамеренных и непреднамеренных вмешательств представлено на рисунках 4а и 4б.

Картинка с сайта: all-pribors.ru

Рисунок 4а — Расположение микропереключателя «WRITE PROT» блока электроники серии 3410, запрещающего конфигурирование УЗПРГ

Картинка с сайта: all-pribors.ru

Рисунок 4б — Расположение микропереключателя «WRITE PROT» блока электроники серии 3400 (MARK III), запрещающего конфигурирование УЗПРГ

Защита УЗПРГ Daniel от преднамеренного изменения программного обеспечения через внутренние интерфейсы (вскрытие прибора) обеспечивается пломбированием корпуса блока электроники и преобразователя расхода.

Схема и внешний вид пломбировки от несанкционированного доступа представлены на рисунках 5а и 5б.

пломбирование крышки блока электроники серии 3410

А — крышка блока электроники

В — проволока

пломбирование корпуса УЗПРГ c блоком электроники серии 3410

А — крышка блока электроники

В — проволока

С — винт безопасности

D — корпус УЗПРГ

Рисунок 5a — Схемы пломбирования блока электроники серии 3410

Картинка с сайта: all-pribors.ru

пломбирование корпуса УЗПРГ с блоком   пломбирование крышки блока электроники

электроники серии 3400 (MARK III)              серии 3400 (MARK III)

Картинка с сайта: all-pribors.ru

пломбирование электроакустического преобразователя.

А — гайка крепления

В — коннектор кабеля электроакустического преобразователя

С — проволока

Рисунок 5б — Схемы пломбирования блока электроники серии 3400 (MARK III) и электроакустических преобразователей

Программного обеспечение имеет высокий уровень защиты согласно Р 50.2.077-2014. Примененные специальные средства защиты в достаточной мере гарантируют защиту конфигурационных данных и результатов измерений от несанкционированного изменения, удаления и иных преднамеренных или непреднамеренных действий.

Для начального конфигурирования УЗПРГ, обеспечения непрерывного анализа его работы по ключевым параметрам, а также для диагностики УЗПРГ используется интерфейсное программное обеспечение Daniel MeterLink. При включенной аппаратной защите интерфейсное программное обеспечение пользователя Daniel MeterLink не может оказывать влияния на конфигурацию и метрологические характеристики УЗПРГ.

Технические характеристики

Таблица 2

Таблица 3 — Диапазоны скоростей потока газа при измерении объемного расхода газа в рабочих условиях (м/с)

Знак утверждения типа

наносится на руководство по эксплуатации УЗПРГ типографским способом.

Комплектность

Комплект поставки УЗПРГ соответствует таблице 4.

Таблица 4

Поверка

осуществляется по документу МП 61888-15 «Инструкция. ГСИ. Преобразователи расхода газа ультразвуковые Daniel. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 07 апреля 2015 г.

Перечень основного поверочного оборудования:

— поверочные установки c границами интервала относительной погрешности измерения объёмного расхода (объёма) (P=0,95) ± 0,24%, ± 0,3% и диапазоном расходов соответствующим диапазону поверяемого УЗПРГ;

— термометр сопротивления типа ТСП, диапазон измерений от минус 50 °С до 120 °С; пределы допускаемой относительной погрешности ± 0,1 %;

— манометр образцовый МО с верхним пределом измерений 25 МПа, класс точности 0,15 по ГОСТ 6521;

— калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000А, диапазон воспроизведения токового сигнала от 0,5 мА до 25 мА; пределы абсолютной погрешности в режиме воспроизведения токового сигнала ± 0,003 мА по ТУ 4381-031-13282997-00;

— персональный компьютер с программным обеспечением MeterLink; (программное обеспечение MeterLink поставляется в комплекте с УЗПРГ)

— азот технический 1-го сорта 99,6 об.% по ГОСТ 9293-74;

— термометр ртутный, диапазон измерений от 0 до 50 °С, цена деления 0,1 °С по ГОСТ 28498-90;

— барометр-анероид БАММ-1, диапазон измерений от 80 до 106,7 кПа, цена деления шкалы 100 Па по ТУ25-11.15135;

— психрометр ВИТ-1, диапазон измерений относительной влажности от 30% до 80%, цена деления термометров 0,5 °С по ТУ 25-11.1645.

— калькулятор скорости звука (входит в ПО MeterLink, свидетельство о метрологической аттестации ПО 156013-13)

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

ГОСТ 8.611-2013 ГСИ. Расход и количество газа. Методика (метод) измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода.

МИ 3213-2009 ГСИ. Расход и объём газа. Методика выполнения измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода.

Нормативные документы

Техническая документация фирмы.

ГОСТ Р 8.618-2014 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений объемного и массового расходов газа»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ (ФГУП «ВНИИМС»)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора

ФГУП «ВНИИМС»

Яншин

20/3 г.

ИНСТРУКЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений

Преобразователи расхода газа ультразвуковые Daniel

Методика поверки

4, р.(Ь( Ъ 2)2)’ 15

Москва 2015

ОГЛАВЛЕНИЕ

Операции поверки

Средства измерений, применяемые при поверке

Требования безопасности

Условия проведения поверки

Подготовка к поверке

Проведение поверки

• 6.1 внешний осмотр

• 6.2 опробование

• 6.3 определение погрешности измерения

расхода и объёма газа проливным методом

• 6.4 имитационная поверка

• 6.5 определение приведенной к диапазону измерений погрешности канала

токового аналогового выхода

7. Оформление результатов

14

Настоящая инструкция распространяется на преобразователи расхода газа ультразвуковые Daniel моделей 3400, 3410, 3411, 3412, 3414, 3420, 3422 (далее -расходомеры) и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

Основная область применения ультразвуковых расходомеров газа Daniel вышеуказанных моделей — предприятия по добыче, транспортировке и распределению природного газа, а также предприятия химической нефтяной и других отраслей промышленности.

Интервал между поверками — 4 года.

1. Операции поверки

При проведении поверки выполняют следующие операции

Таблица 1.

Примечание: выбор метода определения метрологических характеристик при проведении поверки определяется заказчиком с учётом следующего ограничения:

• — для расходомеров с относительной погрешностью измерения расхода газа ± 0,3 % первичная и периодическая поверки проводятся с помощью поверочной установки на природном газе при высоком давлении (689 кПа и выше) с относительной погрешностью измерения объёмного расхода (объёма) не более ± 0,24 %

• — для расходомеров с относительной погрешностью измерения расхода газа ± 0,5 % (и более) первичная и периодическая поверки проводятся проливным методом на поверочной установке с погрешностью измерения объёмного расхода ± 0,3 %

• — для расходомеров с относительной погрешностью ± 0,5 % (и более) допускается проведение периодической поверки имитационным методом или проливным методом на объекте.

2. Средства измерений, применяемые при поверке

• 2.1 При проведении поверки применяют следующие средства измерений (СИ):

• — поверочные установки относительной погрешностью измерения объёмного расхода (объёма) ± 0,24 %, ± 0,3 % и диапазоном расходов соответствующим диапазону поверяемого расходомера;

• — термометр сопротивления типа ТСП, диапазон измерений от минус 50 °C до 120 °C; пределы допускаемой относительной погрешности ±0,1 %;

• — манометр образцовый МО с верхним пределом измерений 25 МПа, класс точности 0,15 по ГОСТ 6521;

• — калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000А, диапазон воспроизведения токового сигнала от 0,5 мА до 25 мА; пределы абсолютной погрешности в режиме воспроизведения токового сигнала ± 0,003 мА по ТУ 4381-031-13282997-00;

• — персональный компьютер с программным обеспечением MeterLink; программное обеспечение MeterLink поставляется в комплекте с расходомером.

• — азот технический 1-го сорта 99,6 об. % по ГОСТ 9293-74;

• — термометр ртутный, диапазон измерений от 0 до 50 °C, цена деления 0,1 °C по ГОСТ 28498-90;

• — барометр-анероид БАММ-1, диапазон измерений от 80 до 106,7 кПа, цена деления шкалы 100 Па по ТУ25-11.15135;

• — психрометр ВИТ-1, диапазон измерений относительной влажности от 30% до 80%, цена деления термометров 0,5 °C по ТУ 25-11.1645.

• — калькулятор скорости звука (входит в ПО MeterLink, свидетельство о метрологической аттестации ПО №156013-13)

• 2.2 Средства измерений, используемые при поверке расходомеров Daniel, должны иметь действующие свидетельства о поверке.

• 2.3 Допускается использовать другие средства измерений, если они по своим метрологическим характеристикам не хуже указанных в п.2.1.

3. Требования безопасности

• 3.1 При проведении поверки соблюдают требования безопасности, определяемые:

• — правилами безопасности при эксплуатации используемых при поверке средств измерений, которые приведены в эксплуатационной документации;

ПБ 08-624-2003 Правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности;

• — правилами безопасности труда, действующими на предприятии (калибровочной лаборатории).

• 3.2 К поверке допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности, имеющие квалификационную группу по технике безопасности не ниже II и изучившие эксплуатационную документацию на средства измерений, используемые при поверке и настоящий документ.

• 3.3 Монтаж и демонтаж расходомера должен производиться при неработающей поверочной установке и отсутствии избыточного давления в измерительной линии.

• 3.4 Заземление электрооборудования должно производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.030-81.

4. Условия проведения поверки

• 4.1 В качестве рабочей среды в поверочных установках со счетчиками объемного расхода может использоваться природный газ или воздух.

• 4.2 Давление газа или воздуха определяется технологическими возможностями поверочной установки и не должно превышать рабочее давление поверяемого расходомера.

• 4.3 При проведении поверки на поверочной установке соблюдают нормальные условия по ГОСТ 8.395:

• — рабочая среда

• — температура рабочейй среды, °C

• — температура окружающего воздуха , °C

• — относительная влажность окружающего воздуха, %

• — атмосферное давление, кПа

• — изменение температуры рабочей среды за время поверки, °C, не более

  газ известного состава или воздух

  20 ±5;

  20 ±5;

  30…80;

  от 84 до 106,7;

Примечание. При проведении поверки расходомера имитационным методом без снятия с измерительной линии или на поверочной установке на природном газе допускается проведение поверки при температуре окружающей среды от минус 20 до плюс 55 °C

• 4.4 Тряска, вибрация, удары, а также внешние электрические и магнитные поля (кроме земного) должны отсутствовать.

• 4.5 Средства измерений, применяемые при поверке, и расходомер перед поверкой должны быть выдержаны во включенном состоянии в течение интервала времени, указанного в их эксплуатационной документации.

5. Подготовка к поверке

Перед проведением поверки производят следующие подготовительные операции:

• 5.1 Проверяют выполнение условий, изложенных в разделах 2,3,4..

• 5.2 Подготавливают к работе поверяемый расходомер и средства измерений, используемые при поверке, в соответствии с эксплуатационной документацией.

• 5.3 При выполнении поверки проливным методом по п. 6.3:

  • 5.3.1 Длины прямых входного и выходного участков измерительного трубопровода выбирают в соответствии с рекомендациями изготовителя, приведенными в эксплуатационной документации.

  • 5.3.2  После монтажа проверяют герметичность поверяемого расходомера, соединений, задвижек и соединительных трубопроводов.

  • 5.3.3 Стабилизируют температуру рабочей среды в поверяемом расходомере и эталонном СИ, для чего пропускают рабочую среду через измерительный трубопровод в течение 30 минут до стабилизации её температуры.

6. Проведение поверки

6.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре проверяют:

• — комплектность и соответствие внешнего вида расходомера и его составных частей требованиям эксплуатационной документации;

• — отсутствие механических повреждений, влияющих на работоспособность расходомера;

• — резьбы на соединительных элементах (разъемах) не должны иметь сорванных ниток и забоин;

• — наличие маркировок на составных частях и соответствие сведений, указанных на них, параметрам, указанным в паспорте расходомера;

• — наличие пломбировочных чашек на элементах, предназначенных для пломбирования расходомера.

6.2 Опробование

• 6.2.1 Опробование заключается в проверке работоспособности поверяемого счетчика и его отдельных компонентов. Проверка может осуществляться при помощи персонального компьютера (далее ПК), с установленным на нем программным обеспечением MeterLink или непосредственно при помощи встроенного ЖК дисплея расходомера.

• 6.2.2 В режиме измерений наблюдают за показаниями давления, температуры, расхода и объёма газа, даты и текущего времени по ЖК дисплею расходомера или дисплею ПК. Проверяют конфигурационные параметры на соответствие их паспорту расходомера или паспорту узла учета газа или варианту исходных данных.

• 6.2.3 Опробование проводится при тех же условиях окружающей среды, что и поверка расходомера.

• 6.2.4 Проверку общей работоспособности расходомера проводят путем проверки отсутствия индикации ошибок на его показывающем устройстве (ЖК дисплее). Кроме того, контролируют объемный расход и объем газа на ЖК дисплее расходомера, а также наличие импульсов на частотном выходе расходомера. Для этого, изменяя расход среды через расходомер в пределах его диапазона измерений, следят за показаниями объемного расхода и изменениями прошедшего объема на ЖК дисплее расходомера.

• 6.2.5 Результаты проверки работоспособности расходомера считают положительными, если индикация ошибок на ЖК дисплее расходомера отсутствует, значения расхода на ЖК дисплее и частота следования импульсов с частотного выхода расходомера увеличиваются (уменьшаются) при увеличении (уменьшении) расхода рабочей среды, а значения объема газа возрастают.

• 6.2.6  Процедура подтверждения соответствия программного обеспечения (ПО) расходомера включает в себя следующее:

• — определение идентификационного наименования ПО;

• — определение номера версии ПО;

• — определение цифрового идентификатора (контрольной суммы) ПО.

При включении расходомера на встроенный индикатор выводится наименование, номер версии и контрольная сумма ПО расходомера. Идентификационные данные ПО расходомера так же возможно проконтролировать при подключении расходомера к ПК с установленным программным обеспечением MeterLink.

Результат проверки соответствия ПО считается положительным, если полученные в ходе выполнения процедуры проверки ПО данные (идентификационное наименование ПО, номер версии, цифровой идентификатор — контрольная сумма), соответствуют данным, указанным в таблице 1 описания типа расходомера. Результаты идентификации ПО заносятся в протокол поверки.

• 6.2.7 Коррекция нулевого сигнала по каналу измерения расхода

Перед операцией первичной поверки необходимо предварительно произвести коррекцию нулевого сигнала (обнулить скорость) по каналу измерения расхода с помощью программного обеспечения MeterLink. При этом преобразователь расхода необходимо заглушить с двух сторон заглушками и выдержать в течении 15 минут перед коррекцией.

6.3 Определение погрешности измерения расхода и объёма газа проливным методом

• 6.3.1 Для расходомеров с относительной погрешностью измерения расхода газа ± 0,3% первичная и периодическая поверки проводятся с помощью поверочной установки на природном газе при высоком давлении (689 кПа и выше) с относительной погрешностью измерения объёмного расхода (объёма) не более ± 0,24 %

• 6.3.2 Для расходомеров с относительной погрешностью измерения расхода газа ± 0,5% (и более) первичная и периодическая поверки проводятся проливным методом на поверочной установке с погрешностью измерения объёмного расхода ± 0,3%. Рабочая среда применяемой поверочной установки — природный газ или воздух, давление рабочей среды может быть равно атмосферному, если используется воздух.

• 6.3.3 Измерения проводятся при следующих значениях объемного расхода Qs: Q_max;

0 ?5Qmaxj 0,3 Qmaxj 0,lQmax- Допускается проводить измерения при произвольных заданных значениях расхода, равномерно распределенных по всему диапазону (не менее 5 точек). Точность задания и поддержания расхода газа при поверке ± 0,025Q_max. Допускается ограничивать верхнюю границу диапазона измерений объёмного расхода газа 0,7Q_max при проливном методе поверки преобразователей расхода газа с условными диаметрами DN300 и выше.

• 6.3.4 Для каждого заданного значения расхода проводят не менее 3-х измерений, длительностью, не менее 100 с. Результаты измерений объёма, полученные по показаниям эталонного счётчика, Q_Sj (i = 1,2,…,п) приводят к рабочим условиям поверяемого расходомера Qmrino формуле¹

q ^p_s> ^T^^p_sl ~            Q_{si                                (1)}

^p_sl-M_smi T_siz(P_si‘,T_sj) \ + e_si

где P_Si, T_Sj — результаты измерений абсолютного статического давления и абсолютной температуры потока газа в месте расположения эталонного счётчика;

P_mi, T_mi — результаты измерений абсолютного статического давления и абсолютной температуры потока газа в месте расположения калибруемого счётчика;

ДД_т/. = P_sj — Р_т1 — измеряемый перепад давления между эталонным и калибруемым счётчиками газа; эталонный счётчик расположен выше по потоку;

^1}Как правило, программный комплекс поверочной установки приводит результаты воспроизведения размера объемного расхода (объема) эталоном в составе поверочной установки к условиям поверяемого расходомера автоматически, без необходимости ручных вычислений.

Q_si — результаты измерений заданного номинального усреднённого объёмного расхода газа в измерительном трубопроводе, м³/ч;

e_sj — поправки к показаниям эталонного счётчика газа, полученные при его заводской калибровке; e_Sj — по определению являются относительными отклонениями результатов измерений одного и того же объёма газа эталонным счётчиком, используемым при проведении данных испытаний, и эталонным счётчиком, используемым при заводской калибровке данного эталона, применяемого при испытаниях;

z = z(P_Si, T_Si); z = z(P_Si — ДД_т,, T_mj) — факторы сжимаемости природного газа, косвенно определяемые по уравнению состояния ГОСТ Р 8.662-2009, на основании результатов измерений абсолютного давления и абсолютной температуры в установленных местах

Формула линейной интерполяции табличных значений относительных отклонений E_Sk показаний эталонного счётчика (k = 1,2,…,т; т — число табличных значений) от результатов измерений объёма, полученных при его заводской калибровке, имеет вид¹:

где Q_s k+i, Q_s k — значения усреднённого объёмного расхода в заданных точках таблицы поправок (отклонений).

Данная формула является частным выражением общей функциональной зависимости e_Sj = e(Q_Si).

• 6.3.5 Внесение корректировочных коэффициентов в электронный блок расходомера

Qmr ⁼ ~Tij=iQmrj ~ среднее арифметическое действительных значений усреднённого объёмного расхода, воспроизводимых эталонным счётчиком в рабочих условиях поверяемого расходомера;

Qm —      Qmj — среднее арифметическое результатов измерений усреднённого

объёмного расхода поверяемым расходомером;

Для заданного значения объёмного расхода вычисляем корректировочный коэффициент по формуле:

Для множества заданных с помощью поверочной установки значений объёмного расхода газа оформляется таблица 4

Таблица 4

• 6.3.6  Корректируют результаты измерений объёмного расхода поверяемым расходомером умножением на рассчитанные корректировочные коэффициенты Kj, i = 1,2,…,/. При этом получаются исправленные результаты (Q%)k измерений объёма газа поверяемым расходомером при каждом номинальном расходе газа Q_k к = 1,2,…,/. Так же допускается применение полиномиальных корректировочных коэффициентов, определенных для каждого значения расхода. Запись коэффициентов в память расходомера производится с помощью программного обеспечения MeterLink.

• 6.3.7 Для каждого номинального значения расхода рассчитывают абсолютные погрешности измерений объёма газа поверяемым расходомером:

(3)

и вычисляют CKO абсолютной погрешности по формуле:

⁽⁴⁾

где        Л*=-£д,                          (5)

• 6.3.8 Границы абсолютной погрешности (при Р=0,95) поверяемого расходомера Д_м, установленные в результате выполнения приведенной последовательности действий на поверочной установке при заданном номинальном значении расхода, определяются выражением (принято нормальное распределение плотности вероятности результатов измерений):

S_r — относительная погрешность поверочной установки, %;

• 6.3.9 Полученные по формуле (6) границы абсолютной погрешности используют для расчёта границ относительной погрешности 5_Ьк расходомера при каждом заданном номинальном значении расхода.

(<U=-^-><¹⁰0, %             (7)

\Утг)к

Вычисленные относительные погрешности расходомера заносят в таблицу 5:

Таблица 5.

Расходомер считается прошедшим поверку, если установленные относительные погрешности (8_Ь)_К не превосходят границ, указанных в таблице 6 (в зависимости от модели расходомера).

Нормируемые границы относительных погрешностей ультразвуковых расходомеров газа Daniel.

Таблица 6.

6.4 Имитационная поверка

• 6.4.1 Применение имитационного способа возможно как на снятом с трубопровода расходомере, так и без его снятия с измерительной линии.

• 6.4.2 Имитационный метод может применяться для поверки расходомеров с относительной погрешностью измерений объёмного расхода газа 0,5% и более.

• 6.4.3 При проведении имитационной поверки снятого с трубопровода расходомера его помещают в отдельное помещение, герметично закрывают со стороны фланцев и в проточную часть закачивают при атмосферном давлении неагрессивный газ известного состава, например, азот или воздух. Проверяют стабильность температуры в течение 30 мин. За указанный интервал времени изменение температуры газа не должно превышать 2 °C. Поверка начинается, когда изменение в течение 15 мин среднего для каждого акустического пути значения скорости звука не будет превышать 0,2 м/с.

Также расходомер не должен подвергаться воздействию солнечных лучей и должен находиться на достаточном удалении от источников тепла, так как эти факторы могут привести к неравномерному нагреву корпуса расходомера и возникновению внутри него конвекционных потоков.

Далее подключают расходомер к компьютеру с установленным интерфейсным ПО MeterLink²n проводят не менее 5 измерений скорости звука и скорости потока газа для каждого акустического пути.

Измерения проводят в течение 15 мин с осреднением полученных результатов.

Результаты поверки считаются положительными, если для каждого акустического пути средняя по пяти измерениям скорость потока газа не превышает 0,012 м/с, а средний результат измерения скорости звука для каждого акустического пути отличается от расчётного значения не более, чем на 0,3%. Взаимные отклонения средних (по пяти измерениям) скоростей звука (в азоте или воздухе) для различных акустических путей должны быть не более ±0,3 м/с.

При этом границы погрешности расходомера в зависимости от модели принимают значения, приведенные в таблице 7.

Таблица 7

• 6.4.4 Проведение имитационной поверки расходомера без снятия его с измерительной линии возможно только в том случае, если отрезок трубопровода с расходомером может быть перекрыт с обеих сторон от расходомера, чтобы полностью исключить внутри него течение газа.

После перекрытия запорной арматуры из изолированного участка с расходомером частично стравливают газ, так чтобы давление на участке с расходомером отличалось от рабочего на 5-10%. Контролируют давление на участке с расходомером. Изменение давления свидетельствует о наличии протечек в запорной арматуре. В этом случае необходимо выбрать другой способ поверки расходомера.

Поверку проводят при рабочем давлении и стабильной температуре окружающей среды. Расходомер и участки трубопровода до запорной арматуры (но не менее ЮДу) должны быть закрыты от попадания солнечных лучей, осадков и источников тепла.

Перед проведением поверки проверяется стабилизация температуры — допускается изменение на 2 градуса за 15 мин. Так же проверяется стабильность измеряемой по акустическим путям скорости звука — допускается её изменение в пределах 0,2 м/с за 15 мин.

Далее подключают расходомер к компьютеру с установленным интерфейсным ПО MeterLink и проводят не менее 5 измерений скорости звука и скорости потока газа для каждого акустического пути. Измерения проводят в течении 15 мин с осреднением полученных результатов.

Средняя по пяти измерениям скорость звука, соответствующая каждому акустическому пути, сравнивается с расчётным значением скорости звука, полученным с использованием компонентного состава природного газа по ГОСТ Р 8.662-2009 «Государственная система обеспечения единства измерений. Газ природный. Термодинамические свойства газовой фазы. Методы расчетного определения для целей транспортирования и распределения газа на основе фундаментального уравнения состояния AGA8».

Результаты поверки считаются положительными, если для каждого акустического пути среднее значение результатов измерений скорости потока газа не превышает 0,024 м/с, а средние значения результатов измерений скорости звука по каждому акустическому пути отличаются от расчётного значения не более, чем на 0,3%. Взаимные отклонения средних измеренных скоростей звука по акустическим путям должны быть не более ±0,3 м/с.

При этом границы погрешности расходомера в зависимости от модели принимают значения, приведенные в таблице 7.

6.5 Определение приведенной к диапазону измерений погрешности канала токового аналогового выхода.

• 6.5.1 При определении приведенной к диапазону измерений погрешности канала токового аналогового выхода (4 — 20 мА) в поверяемой точке j диапазона измерений устанавливают с помощью интерфейсного ПО MeterLink на выходе измерительного канала значение выходного сигнала Ij. Затем измеряют значение тока в цепи канала аналогового выхода I_refj с помощью эталонного калибратора-измерителя сигналов. Задаётся не менее пяти значений выходного сигнала тока, равномерно распределённых в пределах диапазона измерений, включая его крайние точки.

• 6.5.2 В каждой точке j приведенные к диапазону измерений D[ = 16мА погрешности рассчитывают по формуле:

izZ^.ioo%                 (9)

¹ D_I

• 6.5.3 Расходомер считается прошедшим поверку, если рассчитанные по формуле (9) приведенные к диапазону измерений погрешности канала выхода аналоговых сигналов в каждой поверяемой точке не превосходят ± 0,2 %.

7. Оформление результатов

• 7.1. Результаты поверки оформляют протоколом.

• 7.2. При положительных результатах поверки расходомер пломбируют и оформляют свидетельство о поверке в соответствии с ПР 50.2.006.

На обратной стороне свидетельства о поверке для расходомеров указывают:

• —  направление (направления) движения газа через расходомер при поверке;

• —  диапазоны и границы погрешности измерений объёмного расхода (объёма).

• 7.3. При отрицательных результатах поверки расходомер к применению не допускают и выдают извещение о непригодности расходомера с указанием причин в соответствии с ПР 50.2.006.

14

¹

^Корректировку показаний эталонного счётчика проводят, если имеется таблица отклонений его показаний от эталонного средства измерений, полученная при первичной калибровке.

²

Скорость звука в воздухе или азоте вычисляется с помощью встроенного калькулятора скорости звука ПО MeterLink или другого ПО, сертифицированного в установленном порядке.

Назначение

Преобразователи расхода газа ультразвуковые Daniel (далее УЗПРГ) предназначены для измерений объемного расхода и объема различных неагрессивных и агрессивных газов, в т. ч. во взрывоопасных зонах.

Описание

Принцип действия УЗПРГ основан на измерении разности между временем распространения ультразвуковых (акустических) сигналов по потоку и против потока газа. Измеренная разность времени пропорциональна скорости потока газа, проходящего через поперечное сечение УЗПРГ, которая в свою очередь пропорциональна расходу газа.

Выпускаются следующие модели УЗПРГ Daniel:

• 3410, 3411, 3412, 3420 — преобразователи расхода с одним или двумя акустическими путями с отражением ультразвуковых сигналов;

• 3400, 3414, 3422 — преобразователи расхода хордового исполнения с четырьмя акустическими путями.

Модели 3410, 3420, 3400 и 3422 выпускаются с блоком электроники серии 3400 (Mark III electronics)

Модели 3411, 3412 и 3414 выпускаются с блоком электроники серии 3410

(Series 3410 electronics)

а) схема акустических путей                 б) хордовая схема расположения акустических

с отражением ультразвуковых сигналов      путей

Электроакустические преобразователи установлены в корпусе УЗПРГ в строго определенных местах, в зависимости от типоразмера УЗПРГ. Расположение преобразователей определяет длины акустических путей и углы между направлением распространения акустических сигналов и продольной осевой линией УЗПРГ.

На преобразователи с блока электроники поочерёдно поступают электрические импульсы, которые преобразуются в акустические колебания, распространяющиеся в проходящем сквозь УЗПРГ газе. Противоположный излучающему электроакустический преобразователь работает, как приёмник звуковых колебаний, и генерирует электрические импульсы, также поступающие в блок электроники.

В УЗПРГ используется взрывозащищенный блок электроники, который в стандартном исполнении жестко закреплен на корпусе УЗПРГ. При необходимости блок электроники может устанавливаться отдельно от корпуса УЗПРГ на расстоянии до 4,6 м.

УЗПРГ присоединяется к трубопроводу с помощью фланцев. Длины прямолинейных участков измерительного трубопровода до и после УЗПРГ должны соответствовать требованиям эксплуатационной документации производителя.

УЗПРГ может измерять расход газа как в прямом, так и в обратном направлениях.

модель 3414

модель 3412

модель 3411

модель 3400, 3422

модель 3420

модель 3410

Программное обеспечение

УЗПРГ Daniel выполнены на базе микроконтроллеров, управляемых встроенным программным обеспечением. Программное обеспечение выполняет сбор, обработку, отображение и передачу на периферийные устройства информации об измерениях. Корректность реализации алгоритмов вычисления объёмного расхода проверяется напрямую при поверке (калибровке) УЗПРГ. Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Информация о версии программного обеспечения и контрольной сумме доступна для просмотра через ЖК дисплей при включении питания УЗПРГ (при наличии ЖК дисплея) или через меню сервисной программы Meterlink.

Защита программного обеспечения УЗПРГ Daniel от изменений через внешние интерфейсы (преднамеренных или непреднамеренных) обеспечивается аппаратными микропереключателями расположенными внутри пломбируемого корпуса и непосредственно пломбировкой корпуса преобразователя расхода и его компонентов.

Расположение микропереключателя защищающего ПО и конфигурацию УЗПРГ от преднамеренных и непреднамеренных вмешательств представлено на рисунках 4а и 4б.

Защита УЗПРГ Daniel от преднамеренного изменения программного обеспечения через внутренние интерфейсы (вскрытие прибора) обеспечивается пломбированием корпуса блока электроники и преобразователя расхода.

Схема и внешний вид пломбировки от несанкционированного доступа представлены на рисунках 5а и 5б.

пломбирование крышки блока электроники серии 3410

А — крышка блока электроники

В — проволока

пломбирование корпуса УЗПРГ c блоком электроники серии 3410

А — крышка блока электроники

В — проволока

С — винт безопасности

D — корпус УЗПРГ

пломбирование корпуса УЗПРГ с блоком   пломбирование крышки блока электроники

электроники серии 3400 (MARK III)              серии 3400 (MARK III)

пломбирование электроакустического преобразователя.

А — гайка крепления

В — коннектор кабеля электроакустического преобразователя

С — проволока

Программного обеспечение имеет высокий уровень защиты согласно Р 50.2.077-2014. Примененные специальные средства защиты в достаточной мере гарантируют защиту конфигурационных данных и результатов измерений от несанкционированного изменения, удаления и иных преднамеренных или непреднамеренных действий.

Для начального конфигурирования УЗПРГ, обеспечения непрерывного анализа его работы по ключевым параметрам, а также для диагностики УЗПРГ используется интерфейсное программное обеспечение Daniel MeterLink. При включенной аппаратной защите интерфейсное программное обеспечение пользователя Daniel MeterLink не может оказывать влияния на конфигурацию и метрологические характеристики УЗПРГ.

Технические характеристики

Таблица 2

Таблица 3 — Диапазоны скоростей потока газа при измерении объемного расхода газа в рабочих условиях (м/с)

Знак утверждения типа

наносится на руководство по эксплуатации УЗПРГ типографским способом.

Комплектность

Комплект поставки УЗПРГ соответствует таблице 4.

Таблица 4

Поверка

осуществляется по документу МП 61888-15 «Инструкция. ГСИ. Преобразователи расхода газа ультразвуковые Daniel. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 07 апреля 2015 г.

Перечень основного поверочного оборудования:

— поверочные установки c границами интервала относительной погрешности измерения объёмного расхода (объёма) (P=0,95) ± 0,24%, ± 0,3% и диапазоном расходов соответствующим диапазону поверяемого УЗПРГ;

— термометр сопротивления типа ТСП, диапазон измерений от минус 50 °С до 120 °С; пределы допускаемой относительной погрешности ± 0,1 %;

— манометр образцовый МО с верхним пределом измерений 25 МПа, класс точности 0,15 по ГОСТ 6521;

— калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000А, диапазон воспроизведения токового сигнала от 0,5 мА до 25 мА; пределы абсолютной погрешности в режиме воспроизведения токового сигнала ± 0,003 мА по ТУ 4381-031-13282997-00;

— персональный компьютер с программным обеспечением MeterLink; (программное обеспечение MeterLink поставляется в комплекте с УЗПРГ)

— азот технический 1-го сорта 99,6 об.% по ГОСТ 9293-74;

— термометр ртутный, диапазон измерений от 0 до 50 °С, цена деления 0,1 °С по ГОСТ 28498-90;

— барометр-анероид БАММ-1, диапазон измерений от 80 до 106,7 кПа, цена деления шкалы 100 Па по ТУ25-11.15135;

— психрометр ВИТ-1, диапазон измерений относительной влажности от 30% до 80%, цена деления термометров 0,5 °С по ТУ 25-11.1645.

— калькулятор скорости звука (входит в ПО MeterLink, свидетельство о метрологической аттестации ПО 156013-13)

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

ГОСТ 8.611-2013 ГСИ. Расход и количество газа. Методика (метод) измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода.

МИ 3213-2009 ГСИ. Расход и объём газа. Методика выполнения измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода.

Нормативные документы

Техническая документация фирмы.

ГОСТ Р 8.618-2014 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений объемного и массового расходов газа»

Поверка осуществляется по документу 1223М.00.00.000 МП «Инструкция ГСИ. Датчик расхода газа «DYMETIC-1223М». Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФБУ «Тюменский ЦСМ» 20 декабря 2013 г.

В перечень основного поверочного оборудования входят:

• калибр атор времени транспортного запаздывания «:DYMETIC-1222n», время запаздывания (110- — 4) с, относительная погрешность ± 0,05 %;
• ячейка измерительная поверочная «DYMETIC-3820», относительная погрешность ± 0,33 %;
• поверочная газовая установка на расходы от Qmln до Qmax, относительная погрешность ± 0,33 %;
• частотомер GFC-8131H, диапазон частот от 0,01 Гц до 1,3 ГГц, разрешающая способность 5 • 10-6;
• устройство микровычислительное «DYMETIC-5123» ТУ 4213-003-12540871-2007,
• нулевой термостат ТН-1М, абсолютная погрешность ± 0,02 °С;
• жидкостный термостат СЖМЛ-19/2,5, температура до + 250 °С, абсолютная погрешность ± 0,05 °С;
• термометр лабораторный нормальный № 3 ТУ 25-2021.003-88, диапазон температур от + 50 до + 100 °С, цена деления 0,1 °С;
• датчик абсолютного давления RPT 410, (60 — 110) кПа, абсолютная погрешность ± 0,05 кПа;
• цифровой манометр XP2l-DD-RP, (0 — 200), (0 — 700), (0 — 3000) кПа, относительная погрешность ± 0,1 %.

Для измерения Горючие и негорючие газы — природный, нефтяной газ, этан, метан, этилен, аммиак, воздух, азот, оксид и диоксид углерода, аргон и другие.