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
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 расходомера должны соответствовать требованиям эксплуатационной документации производителя.
УЗПРГ может измерять расход газа как в прямом, так и в обратном направлениях.
модель 3410
Программное обеспечение
УЗПРГDanielвыполнены 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 |
| Наименование ПО | Идентиф икационное наименование ПО | Номер версии (идентифика ционный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Идентификационные данные ПО для расходомеров 3411, 3412, 3414 |
| Gas3410 | Gas3410_1pt18_Rel ease Prod | 1.18 | 4039808079 | CRC32 |
| Идентификационные данные ПО для расходомеров 3410, 3420, 3400, 3422 |
| Gas3400 | Gas3400_1pt79_Release _Prod | 1.79 | cdf8d727744a2c 965ead6bd8f634 f961 | MD5 |
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 программыMeterlink.
Защита программного обеспечения УЗПРГDanielот 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 56.
пломбирование крышки блока пломбирование корпуса
электроникисерии 3410 расходомераcблоком электроникисерии
А - крышка блока электроники 3410
В - проволока А - крышка блока электроники
В - проволока С - винт безопасности D - корпус расходомер Рисунок 5 а - Схемы пломбирования блока электроники серии 3410
пломбирование корпуса УЗПРГс блоком пломбирование крышки блока электроники электроники серии 3400 (MARKIII) серии 3400 (MARKIII)
пломбирование электроакустического преобразователя.
А - гайка крепления
В - коннектор кабеля электроакустического преобразователя С - проволока
Рисунок 5 б - Схемы пломбирования блока электроники серии 3400 (MARKIII) 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
Метрологические и технические характеристики УЗПРГDaniel представлены в таблице 2.
Таблица 2
| Диапазон измерений объемного расхода газа в рабочих условиях | Зависит от номинального диаметра расходомера и максимальной скорости потока газа. (См. таблицу 3) |
| Границы интервала относительной погрешности измерений | |
| объемного расхода и объема газа, соответствующие | |
| доверительной вероятности P=0,95, для моделей с четырьмя | |
| парами электроакустических преобразователей: (модели | |
| 3400, 3414, 3422),% : | |
| при определении значений корректирующих коэффициентов | |
| (по результатам не менее 3-х измерений при каждом | |
| номинальном расходе) на эталонной установке с | |
| границами интервала относительной погрешности | |
| измерения объёмного расхода (объёма) (P=0,95) ± 0,24% | |
| при давлении не ниже 689 кПа | |
| S VI -Y1 | ± 0,3 |
| Qmin < Q < Qt | ± 0,5 |
| при определении значений корректирующих коэффициентов | |
| (по результатам не менее 3-х измерений при каждом | |
| номинальном расходе) на эталонной установке с | |
| границами интервала относительной погрешности | |
| измерения объёмного расхода (объёма) (P=0,95) ± 0,3% | |
| при атмосферном давлении, либо при имитационном | |
| методе поверки при условии первичной поверки | |
| проливным методом | |
| Qt < Q < Qmax | ± 0,5 |
| Qmin < Q < Qt | ± 0,7 |
| при имитационном методе поверки (в том числе и для | |
| первичной поверки): | |
| для расходомеров с блоком электроники серии 3410, | |
| имеющих условный диаметрDN200 и выше: | |
| Qt < Q < Qmax | ± 0,5 |
| Qmin < Q < Qt | ± 0,7 |
| для расходомеров с блоком электроники серии 3410 | |
| имеющих условный диаметр DN100 или DN150, и для | |
| всех типоразмеров расходомеров с блоком электроники | |
| серии 3400(MARKIII): | |
| Qt < Q < Qmax | ± 0,7 |
| Qmin < Q < Qt | ± 1,0 |
| Границы интервала относительной погрешности измерений | |
| объемного расхода и объема газа, соответствующие | |
| доверительной вероятности P=0,95, для моделей с двумя | |
| парами электроакустических преобразователей: (модели | |
| 3412, 3420),% : | |
| при определении значений корректирующих коэффициентов (по результатам не менее 3-х измерений при каждом номинальном расходе) на эталонной установке с границами интервала относительной погрешности измерения объёмного расхода (объёма) (P=0,95) ± 0,3% при давлении не ниже 689 кПа Qt < Q < Qmax Qmin < Q < Qt при имитационном методе поверки (в том числе и для первичной поверки): Qt < Q < Qmax Qmin < Q < Qt | ± 0,7 ± 1,0 ± 1,0 ± 1,5 |
| Границы интервала относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа, соответствующие доверительной вероятности P=0,95, для моделей с одной парой электроакустических преобразователей: (модели 3411, 3410),% : при определении значений корректирующих коэффициентов (по результатам не менее 3-х измерений при каждом номинальном расходе) на эталонной установке с границами интервала относительной погрешности измерения объёмного расхода (объёма) (P=0,95) ± 0,3% при давлении не ниже 689 кПа Qt < Q < Qmax Qmin < Q < Qt при имитационном методе поверки (в том числе и для первичной поверки): Qt < Q < Qmax Qmin < Q < Qt | ± 1,0 ± 1,5 ± 1,5 ± 2,5 |
| Напряжение питания постоянного тока, В | от 10,4 до 36 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 15 |
| Температура рабочей среды, °С для расходомеров с электроакустическими преобразователями модели T-21 для расходомеров с электроакустическими преобразователями модели T-22/32/41 | от -20 до +100 от -50 до +100 |
| Абсолютное давление рабочей среды, кПа: | от 100 до 28100 |
| Температура окружающего воздуха, °С для расходомеров с электроакустическими преобразователями модели T-22/32/41 для расходомеров с электроакустическими преобразователями модели T-21 и для работы ЖК дисплея | от -40 до +60 от - 20 до +60 |
| Относительная влажность, %, не более | 95 (без конденсации) |
| Температура хранения, °С для расходомеров с электроакустическими преобразователями модели T-21 для расходомеров с электроакустическими преобразователями модели T-22/32/41 | от -20 до +85 от -50 до +85 |
| Параметры каналов ввода/вывода (блок электроники серии 3410): цифровой порт RS232/RS485 Ethernet порт TCP/IP Дискретный вход Аналоговый вход (с источником питания напряжения 24 В постоянного тока) Частотный/дискретный выход | до 3-х шт. RS232/RS485 Full Duplex RS485 Half Duplex Modbus RTU/ASCII (115 kbps) Modbus TCP 1 шт. 2 шт. 3 шт. (свободно настраиваемые) |
| Аналоговый выход | 2 шт. (приведенная к диапазону погрешность аналогового выхода по току: ±0,2%; дополнительная погрешность аналогового выхода вызванная отклонением температуры от 20 °С: ±50ррт/°С) |
| Параметры ввода/вывода(блок электроники серии 3400 (Mark III)): цифровой порт RS232/RS485 Ethernet порт (TCP/IP) 100Base дискретный вход аналоговый вход (опционально) дискретный выход частотный выход аналоговый выход (опционально) | Modbus RTU/ASCII 115 kbps baud rate RS232/RS485 Full Duplex RS485 Half Duplex Modbus TCP, TCP/IP 1 шт. 2 шт. 4 шт. 2 шт. 2 шт. |
| Маркировка взрывозащиты: Блок электроники серии 3400 (Mark III): -фланцевый корпус -электронный модуль Блок электроники серии 3410: | 0Ex ia IIB T4 Ga X 1Ex d [ia Ga] IIB T4 Gb X 1Ex d ia IIB T4/T3 Gb X |
| Степень защиты от внешних воздействий по ГОСТ 14254-96 | IP 66 |
| Габаритные размеры и вес: | Согласно эксплуатационной документации |
| Срок службы не менее, лет | 10 |
| Примечание: ^Переходное значение расхода Qt зависит от условного диаметра и рассчитывается по скорости потока газа из таблицы 3 | |
Таблица 3 - Диапазоны скоростей потока газа при измерении объемного расхода газа в рабочих условиях (м/с)_
| У словный диаметр расходомера DN | 100, 150 | от 200 до 600 | 700 | 750 | 900 | 1050 |
| Скорость потока, соответствующая минимальному расходу Qmin | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Скорость потока, соответствующая переходному расходу Qt | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Скорость потока, соответствующая максимальному расходу Qmax | 45 | 38 | 35 | 33 | 28 | 25 |
Знак утверждения типа
наносится на руководство по эксплуатации расходомера типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки расходомеров соответствует таблице 4.
Таблица 4
| Наименование | Количество |
| Расходомер | 1 |
| Руководство по эксплуатации. | 1 |
| Методика поверки | 1 |
| Комплект монтажных частей | 1 (по заказу) |
| Упаковка | 1 |
| Программное обеспечение MeterLink | 1 |
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 расходомера;
- 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 расходомером)
-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)
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 и технические документы, устанавливающие требования к преобразователям расхода газа ультразвуковым Daniel, моделей 3410, 3411, 3412, 3420 и 3400,3414, 3422
Техническая документация фирмы.
ГОСТ Р 8.618-2014 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений объемного и массового расходов газа»
61888-15: Описание типа СИСкачать325.2 Кб