Назначение
Датчики расхода ДРС предназначены для измерений объема и объемного расхода жидкости.
Описание
Принцип действия датчиков расхода ДРС основан на эффекте Кармана, состоящего в том, что под действием потока у кромок тела обтекания, возникают чередующиеся вихри, перемещающиеся вместе с потоком. Частота срыва вихрей с тела обтекания пропорциональна скорости потока и объемному расходу жидкости. Посредством интегрирования объемного расхода определяется значение объема протекшей жидкости.
В датчиках расхода ДРС используются акустический и ультразвуковой методы определения частоты срыва вихрей с тела обтекания. При акустическом методе частота срыва вихрей с тела обтекания определяется двумя пьезоэлектрическими датчиками давления, установленными у верхнего торца тела обтекания, посредством регистраций пульсации давления.
При ультразвуковом методе производится генерирование ультразвукового сигнала перпендикулярно оси тела обтекания от пьезоизлучателя к пьезоприемнику. При взаимодействии с вихрем происходит модулирование ультразвукового сигнала по фазе.
Полученный ультразвуковым или акустическим методом определения частоты срыва вихрей с тела обтекания сигнал подвергается обработке и преобразуется в частотный сигнал, пропорциональный объемного расходу протекающей жидкости.
Датчики расхода ДРС имеют частотный выход и токовый выход в диапазоне значений силы тока от 4 до 20 мА с реализацией цифрового промышленного протокола передачи данных HART или цифровой интерфкйс RS-485 с протоколом Modbus RTU.
Датчики расхода ДРС состоят из первичного преобразователя расхода и смонтированного на нем электронного преобразователя.
Электронный преобразователь состоит из корпуса, в котором расположены плата преобразования, плата интерфейса и плата коммутации. Электронный преобразователь может иметь плату индикации со встроенным двухстрочным символьным индикатором по технологии OLED.
Датчики расхода ДРС выпускаются в модификациях: ДРС, ДРС.З и ДРС.ЗЛ.
Датчики расхода ДРС модификации ДРС.З имеют зондовое исполнение и изготавливаются для трубопроводов с номинальными диаметрами от DN 100 от DN 1000. Первичные преобразователи расхода датчиков расхода ДРС модификации ДРС.З состоят из измерительного зонда, устанавливаемого на оси трубопровода.
Датчики расхода ДРС модификации ДРС.ЗЛ имеют зондовое исполнение выполненные и применяются для трубопроводов с номинальными диаметрами от DN 200 от DN 1000. Первичные преобразователи расхода датчиков расхода ДРС модификации ДРС.ЗЛ состоят из измерительного зонда ш специальным лубрикаторным устройством, устанавливаемым на оси трубопровода.
Датчики расхода ДРС модификации ДРС имеют без фланцевое конструктивное исполнение и изготавливаются с номинальными диаметрами от DN 50 до DN 150. Соединение с трубопроводом датчиков расхода ДРС модификации ДРС исполнения Н осуществляется по фланцевому типу «Сэндвич» или при помощи быстроразъемного фланцевого соединения.
Датчики расхода ДРС выпускаются в следующих исполнениях: Г, А, И, М, Н. Ц Отличия исполнений датчиков расхода ДРС:
- исполнение И - характеризуется наличием у электронного преобразователя встроенного двухстрочного символьного индикатора по технологии OLED. Все датчики расхода ДРС кроме исполнения ДРС модификации Н могут выпускаться в исполнении И;
- исполнение Г - характеризуется применением акустического метода съема сигнала, при отсутствии в маркировки обозначения «Г» в модификации ДРС применяется ультразвуковой метод съема сигнала;
- исполнение М - имеют отличительное конструктивное исполнение проточной части, присоединительных размеров первичного преобразователя;
- исполнение Н - конструктивное исполнение на давление измеряемой среды до 4 Мпа, имеют быстроразъемное фланцевое соединение;
- исполнение А - имеют отличительное конструктивное исполнение проточной части, присоединительных размеров первичного преобразователя;
- исполнение Вн - имеет взрывозащищенное исполнение вида Exd. Все датчики расхода ДРС могут выпускаться в исполнении Вн.
- исполнение Ц (без токового выхода) - имеет цифровой порт RS-485 с протоколом
Modbus RTU.
Пример маркировки датчиков расхода ДРС: датчик расхода ДРС модификации ДРС-25-МИГВн - датчик расхода ДРС модификации ДРС исполнений М, И, Г, Вн. Числовое значение после обозначения модификации соответствует исполнению датчика расхода в соответствии с:
- диапазоном измерений объемного расхода измеряемой среды для модификации ДРС;
- номинальным диаметром трубопровода для модификации ДРС.З(Л).
Общий вид датчиков расхода ДРС модификации ДРС приведен на рисунке 1, датчиков расхода ДРС модификации ДРС.З приведен на рисунке 2, датчиков расхода ДРС модификации ДРС.З(Л) приведен на рисунке и 3.
Пломбировка от несанкционированного доступа датчиков расхода ДРС осуществляется нанесением знака поверки давлением на специальную мастику, установленную в чашечке винта крепления платы индикации или защитного экрана, расположенных под передней крышкой электронного преобразователя. Схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки представлены на рисунке 4.
Программное обеспечение
\\ ч
Программное обеспечение датчиков расхода ДРС является встроенным.
После включения питания встроенное программное обеспечение проводит ряд самоди-агностических проверок, во время работы осуществляет сбор и обработку поступающих данных, а также циклическую проверку целостности конфигурационных данных.
Программное обеспечение датчиков расхода ДРС предназначено для обработки сигналов, выполнения математической обработки результатов измерений, обеспечения взаимодействия с периферийными устройствами, хранения в энергонезависимой памяти результатов измерений и вывода их на устройства индикации.
Идентификационные данные программного обеспечения датчиков расхода ДРС приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | VFD | VFD |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 7 | 8 |
| Цифровой идентификатор ПО | 0x2E39 | 0x2C44 |
| Алгоритм вычисления контрольной суммы исполняемого кода | CRC16 | CRC16 |
Уровень защиты программного обеспечения «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014. Предусмотрено механическое опломбирование датчиков расхода ДРС.
Программное обеспечение датчиков расхода ДРС не влияет на метрологические характеристики.
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности датчиков расхода ДРС при измерении объема и объемного расхода измеряемой среды при использовании импульсного выхода и (или) индикатора, % - в диапазоне расходов от Qep. до Q^^. - модификации ДРС - модификации ДРС.З и ДРС.З - в диапазоне расходов от Qнаим. до Qпер. - модификации ДРС - модификации ДРС.З и ДРС.З | ±1,0; ±1,5* ±1,5; ±2,5* ±4,0 ±5,0 |
| Пределы допускаемой основной приведенной к наибольшему значению объемного расхода погрешности датчиков расхода ДРС при измерении объема и объемного расхода измеряемой среды при использовании токового выхода, % | ±2,5 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности датчиков расхода ДРС модификации ДРС исполнения Г при объемном содержании свободного газа в измеряемой среде до 5 %, % | ±5 |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности датчиков расхода ДРС при измерении объема и объемного расхода измеряемой среды, вызванные изменением температуры измеряемой среды на каждые 10 °С от 20 °С, % | ±0,35 |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности датчиков расхода ДРС при измерении объема и объемного расхода измеряемой среды, вызванные изменении вязкости измеряемой среды на каждые 2,0 10-6 м2/с от значения вязкости 1,0 10-6 м2/с, % - от 1,010-6 м2/с до 12,010-6 м2/с для датчиков расхода ДРС модификации ДРС - от 1,010-6 м2/с до 4,010-6 м2/с для датчиков расхода ДРС модификации ДРС.З и ДРС.ЗЛ | ±0,35 ±0,35 |
| * - в соответствии с заказом |
Таблица 3 - Значения диапазонов измерений расхода и номинальных диаметров датчиков расхода ДРС_
| Модификация и исполнение датчиков расхода | Номинальный диаметр | Наименьший расход, Онаим*^ м /ч | Переходной расход, Опер. *, м3/ч | Наибольший расход, Онаиб., м3/ч |
| ДРС-12А ДРС-12М | DN50 DN50 | 0,15 | 0,2 | 12 |
| ДРС-25А | DN50 | 0,6 | 0,8 | 30 |
| ДРС-25АГ | DN50 | 0,8 | 1 |
| ДРС-25М | DN50 | 0,6 | 0,8 | 30 |
| ДРС-25МГ | DN50 | 0,8 | 1,0 |
| ДРС-25 | DN80/100 | 0,8 | 1 | 25 |
| ДРС-25Г | DN100 | 1,0 | 1,25 |
| ДРС-50 | DN80/100 | 1,25 | 2 | 62,5 |
| ДРС-50Г | DN100 | 2 | 2,5 |
| ДРС-100М | DN80 | 2,5 | 3 | 100 |
| ДРС-100МГ | DN80 |
| ДРС-200 | DN100 | 5 | 8 | 200 |
| ДРС-200Г | DN100 |
| ДРС-200М | DN100 | 4 | 5 | 200 |
| ДРС-200МГ | DN100 |
| ДРС-300 ДРС-300Г | DN100 DN100 | 10 | 12 | 300 |
| ДРС-500М | DN150 | 12,5 | 15 | 500 |
| ДРС-500МГ | DN150 |
| ДРС-500Н | DN150 | 12,5 | 15 | 500 |
| ДРС.З-100 | DN100 | 5 | 10 | 200 |
| ДРС.З-150 | DN150 | 10 | 20 | 450 |
| ДРС.З-200 | DN200 | 20 | 40 | 800 |
| ДРС.З-300 | DN300 | 30 | 60 | 1250 |
| ДРС.З-400 | DN400 | 50 | 100 | 2000 |
| ДРС.З-500 | DN500 | 80 | 160 | 3125 |
| ДРС.З-600 | DN600 | 100 | 200 | 4500 |
| ДРС.З-700 | DN700 | 150 | 300 | 6125 |
| ДРС.З-800 | DN800 | 200 | 400 | 8000 |
| ДРС.З-1000 | DN1000 | 300 | 600 | 12500 |
| ДРС.ЗЛ-200 | DN200 | 20 | 40 | 800 |
| ДРС.ЗЛ-300 | DN300 | 30 | 60 | 1250 |
| | DN400 | 50 | 100 | 2000 |
| | DN500 | 80 | 160 | 3125 |
| ДРС.ЗЛ | DN600 | 100 | 200 | 4500 |
| DN700 | 150 | 300 | 6125 |
| | DN800 | 200 | 400 | 8000 |
| | DN1000 | 300 | 600 | 12500 |
| * - при работе на средах с вязкостью свыше 1,0-10-6 м2/с - наименьший объемный расход измеряемой |
| среды и переходной расход измеряемой среды должны определяться по формулам: | |
| | Онаим. | Онаим*-П-10 , м /ч; | |
| | Опер. _ | Опер.*-V-10 , м /ч. | | |
| где v - вязкость измеряемой среды, м | /с | | |
Таблица 4 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Измеряемая среда | Вода, нефть, нефтепродукты и другие, неагрессивные к стали марки 12Х18Н10Т и 20Х13 по ГОСТ 5632 жидкости |
| Концентрация солей измеряемой среды, г/дм3, не более | 20,0 |
| Концентрация твердых частиц с максимальным поперечным сечением до 3 мм, г/дм3, не более | 1,0 |
| Объемное содержание свободного газа в измеряемой среде для датчиков расхода ДРС кроме датчиков расхода ДРС модификации ДРС исполнения Г, %, не более | не допускается |
| Объемное содержание свободного газа в измеряемой среде для датчиков расхода ДРС модификации ДРС исполнения Г, %, не более | 5 |
| Температура измеряемой среды, °С | от 0 до +150 |
| Интерфейсы связи | аналоговый (4-20 мА), частотный, RS-485 |
| Наименьшее избыточное давление, МПа, не менее | Рп+0,05 |
| Гидравлическое сопротивление ДРС при Qua^. и при вязкости измеряемой среды не более 1,0 10-6 м2/с, МПа, не более | 0,1 |
| Наибольшее избыточное давление, МПа, не более: - для модификации ДРС - для модификации ДРС исполнения Н - для модификации ДРС.З - для модификации ДРС.ЗЛ | 6,3; 25 4 4; 16 4 |
| Вязкость измеряемой среды, м /с, не более - для датчиков расхода ДРС модификации ДРС - для датчиков расхода ДРС модификации ДРС.З и ДРС.ЗЛ - для датчиков расхода ДРС модификации ДРС-12 | 12,0 10-6 4.0 10-6 2.0 10-6 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность окружающего воздуха при температуре 35 °С, %, не более - атмосферное давление, кПа | от -45 до +50 95 от 84 до 107 |
| Напряжение питания, В | 24±4 |
| Потребляемая мощность, В А, не более | 1,0 |
| Средний срок службы, лет Средняя наработка на отказ, ч | 12 75000 |
| Степень защиты по ГОСТ 14254-2015 | IP57 или IP68 |
| Вид взрывозащиты для всех датчиков расхода ДРС Вид взрывозащиты для исполнений Вн | ExnAIIT6 Х 1ExdIICT6X |
| Рп - давление насыщенного пара измеряемой среды, МПа |
Знак утверждения типа
наносится в центральную часть титульного листа руководства по эксплуатации, паспорта типографским способом, а также на табличку, размещенную на корпусе датчика расхода ДРС методом шелкографии.
Комплектность
Таблица 5 - Комплектность средств измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Датчик расхода ДРС | - | 1 шт. |
| Комплект монтажных частей | - | 1 комп. |
| Руководство по эксплуатации | 345.01.00.000-01 РЭ 345.01.00.000-02 РЭ 345.02.00.000-01 РЭ | 1 экз. |
| Паспорт | 345.01.00.000-01 ПС 345.01.00.000-02 ПС 345.02.00.000-01 ПС | 1 экз. |
| Методика поверки | МП 0596-1-2017 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 0596-1-2017 «Инструкция. ГСИ. Датчики расхода ДРС. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИР» 6 июня 2017 г.
Основные средства поверки:
- рабочий эталон единицы объемного расхода и объема жидкости 2-го разряда по ГОСТ 8.374-2013 и (или) по ГОСТ 8.142-2013 с соотношением пределов допускаемой относительной погрешности эталона к пределам погрешности поверяемого датчика расхода ДРС не менее 1:3.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке или в паспорт датчика расхода ДРС, а также на специальную мастику, установленную в соответствии с рисунком 4.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 8.142-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений массового и объемного расхода (массы и объема) жидкости
ГОСТ 8.374-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений объемного и массового расхода (объема и массы) воды
ТУ 4213-035-12530677-2016 Датчики расхода ДРС. Технические условия
68466-17: Методика поверки МП 0596-1-2017Скачать2.9 Мб
810-53