Назначение
Преобразователи расхода вихреакустические Метран-305ПР (далее - преобразователи) предназначены для коммерческого и технологического учета расхода и объема воды и водных растворов в заполненных трубопроводах в системах водо - и теплоснабжения промышленных объектов и объектов коммунального хозяйства, нагнетательных скважин систем поддержания пластового давления для нефтяных месторождений.
Описание
Принцип работы преобразователей основан на ультразвуковом детектировании вихрей, образующихся в потоке жидкости при обтекании ею трапецеидальной призмы (тело обтекания), расположенной поперек потока.
За телом обтекания в корпусе проточной части диаметрально противоположно друг другу расположены пьезоэлемент-излучатель и пьезоэлемент-приемник. Ультразвуковые колебания пьезоэлемента-излучателя в результате взаимодействия с вихрями оказываются модулированными по фазе, которые на пьезоэлементе-приемнике преобразуются в электрические и подаются на фазовый детектор. На выходе фазового детектора образуется напряжение, частота и амплитуда которого соответствует интенсивности и частоте следования вихрей. Частота следования вихрей пропорциональна расходу.
Для фильтрации паразитных составляющих (вибрация трубопровода, пульсации давления) сигнал с фазового детектора подается на цифровой адаптивный фильтр, выполненный на базе микроконтроллера. Помимо фильтрации микроконтроллер выполняет функции вычисления расхода и формирования набора выходных сигналов.
Выходными сигналами преобразователя являются:
- импульсы с частотой пропорциональной расходу;
- токовый сигнал 4 - 20 мА (20 - 4 мА);
- цифровой сигнал на базе HART протокола в стандарте Bell-202;
- цифровой сигнал на базе протокола ModBus RTU в стандарте EIA RS - 485.
Кроме того, преобразователь может быть снабжен индикатором, индицирующим накопленный объем, расход и время наработки.
Наличие или отсутствие индикатора, а также типы выходных сигналов определяются при заказе.
Технические характеристики
Измеряемая среда - вода (пресная, подтоварная, пластовая) и водные растворы, имеющие следующие параметры:
- температура, °C от 1 до 100;
- избыточное давление, МПа до 20;
- вязкость, м2/с до 2-10'6.
Диаметр условного прохода трубопровода Ду и предел измерения расхода Q для различных исполнений преобразователей приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Обозначение | Ду. мм | Значение расхода, м^/ч |
| Qmin | q2 | Qi | Qmax |
| Метран-305ПР-50/50 | 50 | 0,4 | 1,0 | 2,0 | 50,0 |
| Метран-305ПР-100/50 | 100 | 0,4 | 1,0 | 2,0 | 50,0 |
| Метран-305ПР-100/120 | 1.0 | 2,5 | 5,0 | 120,0 |
| Метран-305ПР-100/200 | 1,5 | 4,0 | 8,0 | 200,0 |
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения объема по импульсному сигналу, объема и расхода по цифровым выходным сигналам не превышают:
± 1,0 % - при расходах от Qi до Qmax;
±1,5 % - при расходах от СЬ до Qi;
± 3,0 % - при расходах от Qmin до Q2.
Пределы допускаемой погрешности преобразования токового выходного сигнала не превышают ± 0,2 % от диапазона измерения. Погрешность измерения расхода по токовому выходному сигналу складывается из основной погрешности измерения расхода и погрешности преобразования токового выходного сигнала.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерения расхода по токовому сигналу, вызванные изменением температуры окружающего воздуха от (20 ± 3) °C до любой температуры в рабочем диапазоне температур, не превышают ±0,1 % от диапазона изменения выходного сигнала на каждые 10 °C.
Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерения времени наработки по цифровым выходным сигналам и по ЖКИ не превышают ±0,1 %.
Диапазон температуры окружающего воздуха:
- от минус 40 °C до плюс 70 °C - для исполнений без ЖКИ;
- от минус 10 °C до плюс 60 °C - для исполнений с ЖКИ.
Питание преобразователя осуществляется от внешнего источника постоянного тока напряжением от 16 до 36 В.
Потребляемая мощность преобразователя не более 3,6 Вт.
Степень защищенности от воздействия окружающей среды (пыли и воды) - IP65.
Габаритные и присоединительные размеры всех типоразмеров преобразователя соответствуют размерам, приведенным в технической документации.
Масса преобразователя не превышает значений, приведенных в таблице 2:
Таблица 2
| ДУ, ММ/ Qmax . MJ/4 | 50/50 | 100/50 | 100/120 | 100/200 |
| Масса, кг (не более) | 7,5 | 19 | 17 | 15 |
Норма средней наработки на отказ - 75000 часов.
Средний срок службы -12 лет.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист паспорта, руководства по эксплуатации и табличку преобразователя способом, принятым на предприятии-изготовителе. .
Комплектность
В комплект поставки преобразователя входят:
- преобразователь расхода вихреакустический Метран-305ПР (исполнение по заказу);
- комплект монтажных частей (согласно заказу);
- паспорт СПГК.5204.000.00 ПС;
- методика поверки СПГК.5204.000.00 ПМ;
' руководство по эксплуатации СПГК.5204.000.00 РЭ.
По отдельному заказу могут поставляться запасное тело обтекания, заглушка, технологическая вставка, коммуникатор, модем, конфигурационная программа.
Поверка
Поверка преобразователя производится в соответствии с документом СПГК.5204.000.00 ПМ, утвержденным ГЦИ СИ ФГУ “Челябинский ЦСМ”.
При поверке используются средства измерения, перечень которых приведен ниже:
- частотомер 43-64/1, ДЛИ 2.721.006 ТО;
- генератор сигналов Tektronix AFG-3021;
- источник питания Б5-48, ТУ 3.233.219;
- имитатор расхода "Метран-550ИР" ТУ 4213-031-12580824-99;
- термометр лабораторный ТП-4, ТУ 4321-005-72002039-2004;
- микрометры рычажные 0 - 25 и 25 - 50, ТУ2-034-227-87;
- вольтметр цифровой Agilent HP 34401А;
- IBM -совместимый персональный компьютер класса Pentium, операционная система Windows-2000\XP и выше;
- магазин сопротивлений Р4831, ТУ 25-04-3919-89;
- секундомер СТЦ -1, ТУ 25-07.1353-77;
- комплексная проливная установка КПУ-400-ЧМ, ЧЕЛ99.00.00РЭ;
- преобразователь интерфейсов RS 232/RS 485 ADAM-4520;
- программа HART-Master, СПГК.5186.000.01 ДМ;
- программа Modbus-Master, СПГК.5222.000.01 ДМ;
- HART-модём Метран-681, ТУ 4218-041-12580824;
- манометр МПТИ - У2, ТУ 4212-044-00225590-2003;
- мера электрического сопротивления МС 3007 ТУ 303-10.0035-90.
Примечание - Допускается применение других средств измерений с аналогичными метрологическими характеристиками.
Межповерочный интервал - четыре года.
Нормативные документы
1 ГОСТ 8.510-2002. Государственная поверочная схема для средств измерений объема и массы жидкости.
2 ГОСТ 28723-90. Расходомеры скоростные, электромагнитные и вихревые. Общие технические требования и методы испытаний.
3 ТУ 4213-048-12580824-2004. Преобразователь расхода вихреакустический Метран-305ПР. Технические условия.
Заключение
Тип преобразователей расхода вихреакустических Метран-305ПР утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственной поверочной схеме.
