Назначение
Преобразователи расхода ультразвуковые моделей 3812 и 3814 (далее - УПР) предназначены для измерений объемного расхода и объема жидкости.
Описание
Принцип действия УПР основан на измерении разности времени распространения ультразвуковых (акустических) сигналов в измеряемой жидкости, проходящих в прямом и обратном направлениях относительно потока жидкости, протекающей в трубопроводе.
Многолучевая схема акустических сигналов представляет собой две (для модели 3812) или четыре (для модели 3814) параллельные плоскости, в каждой из которых установлено по два трансдьюсера, которые поочередно могут выступать в качестве излучателей и приемников акустических сигналов.
Трансдьюсеры установлены в корпусе УПР в строго определенных местах в зависимости от типоразмера УПР, что определяет точное расстояние между противоположными транс-дьюсерами и точное значение угла между направлением распространения акустических сигналов и осевой линией УПР.
На трансдьюсер с блока электроники поступает первичный электрический импульс, который преобразуется в акустический сигнал, распространяющийся в протекающей в полости УПР жидкости до противоположного трансдьюсера, который, в свою очередь, генерирует ответный электрический импульс, поступающий в блок электроники.
В УПР используется взрывозащищенный блок электроники, который в стандартном исполнении жестко закреплен на корпусе УПР. При необходимости блок электроники может также монтироваться отдельно от корпуса УПР на расстоянии до 4,6 м.
Блок электроники вырабатывает электрические импульсы, которые поступают на транс-дьюсеры, обрабатывает сигналы с трансдьюсеров, а также формирует их в цифровом, частотном и аналоговом видах. Блок электроники оснащен одним последовательным портом RS232/485 (Modbus RTU/ASCII), одним портом Ethernet (TCP/IP) 10 BaseT, тремя частотными, двумя аналоговыми выходами, а также одним цифровым и двумя аналоговыми входами для преобразователей температуры и давления.
УПР модели 3814
УПР модели 3812
Рис. 1 - Фотография общего вида УПР
Блок электроники
Торцевая крышка
Пломба с оттиском поверитель-ного клейма на контровочной проволоке
Пломба с оттиском поверитель-ного клейма на контровочной проволоке
Крышка опорного модуля
Муфта кабеля трансдьюсера
Корпус трансдьюсера
Разъем кабеля трансдьюсера
Винт запорного кольца корпуса трансдьюсера
Держатель
Язык запорного кольца
трансдьюсера корпуса трансдьюсера
Рис. 2 - Места нанесения оттисков поверительных клейм на УПР
Оттиски поверительных клейм наносятся:
- на пломбу, установленную на контровочной проволоке, пропущенной через специальные отверстия торцевых крышек блока электроники;
- на пломбу, установленную на контровочной проволоке, пропущенной через специальные отверстия в винтах, прижимающих крышку опорного модуля;
- на пломбу, установленную на контровочной проволоке, пропущенной через специальные отверстия в разъеме кабеля трансдьюсера и муфте кабеля трансдьюсера (для каждого транс-дьюсера);
- на пломбу, установленную на контровочной проволоке, пропущенной через специальные отверстия в держателе трансдьюсера и винта запорного кольца корпуса трансдьюсера (для каждого трандьюсера);
- на двух пломбах, установленных на контровочных проволоках, пропущенных через специальные отверстия шпилек, расположенных на диаметрально противоположных фланцах УПР.
Программное обеспечение (ПО) УПР установлено в блоке электроники и представляет собой микропрограмму, встроенную в аппаратное устройство цифровой обработки сигналов. Посредством микропрограммы осуществляются функции обработки результатов измерений объемного расхода и объема жидкости, настройка УПР, установка режимов работы, формирования параметров выходных сигналов. Разделения на метрологически значимое и метрологически незначимое ПО нет.
Вычисление цифрового идентификатора ПО УПР не проводится. Для контроля работы УПР в блоке электроники проводится самодиагностика. Для защиты от несанкционированного доступа к ПО УПР на контровочной проволоке, пропущенной через специальные отверстия торцевых крышек блока электроники установлена пломба, несущая на себе оттиски повери-тельных клейм.
Защита ПО УПР от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010 «Рекомендация. Проверка защиты программного обеспечения и определение ее уровня при испытаниях средств измерений в целях утверждения типа». Примененные специальные средства защиты в достаточной мере исключают возможность несанкционированной модификации, удаления и иных преднамеренных или непреднамеренных изменений ПО и измеренных данных. Идентификационные данные ПО УПР (микропрограммы) приведены в таблице 1.
Т а б л и ц а 1 - Идентификационные данные ПО УПР (микропрограммы)
| Наименование ПО | Идентиф икационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Liquid3810_1pt00_ Release Prod 20111024 | Liquid3810_1pt00_ Release Prod 20111024 | 1.00 | 5b1f460f1211c402 7277dd390594497b | MD5 |
Для начального конфигурирования УПР, обеспечения непрерывного анализа его работы по ключевым параметрам, а также для диагностики УПР используется программное обеспечение интерфейса пользователя Daniel MeterLink.
Программное обеспечение интерфейса пользователя Daniel MeterLink не оказывает влияние на метрологические характеристики УПР.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики УПР приведены в таблице 2.
Т а б л и ц а 2 - Основные метрологические и технические характеристики УПР
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Диаметр условного прохода, мм (дюйм) | 100 (4) | 150 (6) | 200 (8) | 250 (10) | 300 (12) | для 3812 | 400 (16) | 450 (18) | 500 (20) | 600 (24) | для модели 3812 |
| 350 (14) | 750 (30) | 900 (36) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| Измеряемая среда | Углеводородные среды, нефть по ГОСТ Р 51858-2002 «Нефть. Общие технические условия», нефтепродукты, сырая нефть, вода, другие жидкости |
| Нижний предел измерений, м3/ч | 18 | 41 | 71 | 112 | 158 | 192 | 250 | 317 | 394 | 569 | 951 | 1382 |
| Номинальный диапазон скоростей, м/с | От 0,6 до 12,2 |
| Верхний предел измерений, м3/ч (при номинальном диапазоне скоростей) | 360 | 818 | 1417 | 2233 | 3170 | 3831 | 5004 | 6334 | 7871 | 11383 | 19028 | 27634 |
| Расширенный диапазон скоростей, м/с | От 0,6 до 14,3 |
| Верхний предел измерений, м3/ч (при расширенном диапазоне скоростей) | 433 | 982 | 1700 | 2679 | 3803 | 4597 | 6005 | 7601 | 9445 | 13600 | 22833 | 33161 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
| Динамическая вязкость, сПз | Не более 1000 |
| Давление измеряемой среды, МПа, не более | 15,5 |
| Температура измеряемой среды, °С | От минус 50 до плюс 150 |
| Выходные сигналы: - аналоговый, мА - частотный, Гц - цифровой - дискретный | 4-20 От 0 до 1000 или от 0 до 5000 -- |
| Напряжение питания постоянного тока, В | От 10,4 до 36 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 11 |
| Масса УПР с фланцами, кг, не более: PN20 PN50 PN100 PN150 | 106 115 124 135 | 149 164 190 215 | 204 231 263 384 | 294 332 398 471 | 380 428 478 827 | 438 535 598 1034 | 572 677 781 1190 | 647 791 922 1435 | 852 1031 1206 1676 | 1275 1561 1814 2791 | 1628 1982 2460 3248 | 2185 2427 3480 5440 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
| Взрывозащита | EEx d ia IIB T4 |
| Степень защиты | IP 66 |
| Протокол связи | Modbus RTU/ASCII; TCP/IP; HART |
| Пределы допускаемой относительной погрешности преобразователей расхода ультразвуковых моделей 3812 и 3814 при измерении объема и объемного расхода, % |
| - в диапазоне расхода 10:1 - в диапазоне расхода 20:1 - в точках диапазона расхода | Модель 3812 | Модель 3814 |
| ± 0,3 ± 0,4 _ | ± 0,15 ± 0,20 ± 0,10 |
| Условия эксплуатации: |
| Требования к прямым участкам измерительной линии: - до УПР, не менее - после УПР, не менее | 10Ду 5 Ду |
| Температура окружающей среды, °С | От минус 50 до плюс 65 |
| Относительная влажность окружающей среды, %, не более | 95 (без конденсации) |
| Атмосферное давление, кПа | От 84 до 106 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации УПР типографским способом и на информационную табличку УПР любым технологическим способом, обеспечивающим четкое изображение этого знака, его стойкость к внешним воздействующим факторам, а так же сохраняемость изображения знака в течении установленного срока службы УПР.
Комплектность
- Преобразователь расхода ультразвуковой 1 шт. модель 3812 или 3814 (по заказу);
- руководство по эксплуатации;
- методики поверки;
- интерфейс пользователя Daniel MeterLink - стандартная редакция (по заказу);
- комплект запасных частей (по заказу).
Поверка
осуществляется по документу МП 51047-12 «Рекомендация. ГСИ. Преобразователи расхода ультразвуковые «Daniel» серии 3800. Методика поверки с применением установок поверочных трубопоршневых» или по документу «Рекомендация. ГСИ. Преобразователи расхода ультразвуковые «Daniel» серии 3800. Методика поверки с применением установок поверочных трубопоршневых или компакт-пруверов и турбинных преобразователей расхода», утвержденным ФГУП «ВНИИР» 17 февраля 2011 г.
Основные средства поверки:
- трубопоршневая поверочная установка (ТПУ) с диапазоном измерений объемного расхода, обеспечивающим проведение поверки УПР в их рабочем диапазоне измерений объемного расхода, и пределами допускаемой относительной погрешности ± 0,05 % для ТПУ 1-го разряда и ± 0,1 % для ТПУ 2-го разряда;
- поточный преобразователь плотности с диапазоном измерений плотности, обеспечивающим проведение поверки, и пределами допускаемой абсолютной погрешности ± 0,3 кг/м3;
- преобразователи избыточного давления с пределами допускаемой приведенной погрешности ± 0,5 % или манометры класса точности не хуже 0,6;
- термопреобразователи сопротивления или термометры с пределами допускаемой абсолютной погрешности ± 0,2 оС;
- измерительно-вычислительный комплекс с пределами допускаемой относительной погрешности ± 0,025 %.
Сведения о методах измерений
Методика измерений приведена в руководстве по эксплуатации.
Нормативные документы
1 ГОСТ 8.510-2002 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений объема и массы жидкости».
2 Техническая документация фирмы «Emerson Process Management/Daniel Measurement and Control Inc.», США.
3 ГОСТ Р 51330.0-99 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования».
4 ГОСТ Р 51330.1-99 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 1. Взрывозащита вида «взрывонепроницаемая оболочка».
Рекомендации к применению
