Назначение
Преобразователи расхода жидкости ультразвуковые Daniel моделей 3812 и 3814 (далее - преобразователи) предназначены для измерений объемного расхода и объема жидкости.
Описание
Принцип действия преобразователей основан на измерении разности времени распространения ультразвуковых (акустических) сигналов в измеряемой жидкости, проходящих в прямом и обратном направлениях относительно потока жидкости, протекающей в трубопроводе.
Измеренная разность времени пропорциональна скорости потока жидкости, проходящей через поперечное сечение преобразователя, которая в свою очередь пропорциональна расходу жидкости.
Преобразователи состоят из следующих основных частей: первичного преобразователя, блока электроники. Общий вид преобразователей показан на рисунке 1.
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 преобразователя в строго определенных местах в зависимости от типоразмера преобразователя, что определяет точное расстояние между противоположными трансдьюсерами и точное значение угла между направлением распространения акустических сигналов и осевой линией преобразователя.
На трансдьюсер с блока электроники поступает первичный электрический импульс, который преобразуется в акустический сигнал, распространяющийся в жидкости, протекающей в полости преобразователя до противоположного трансдьюсера, который, в свою очередь, генерирует ответный электрический импульс, поступающий в блок электроники.
В преобразователе используется взрывозащищенный блок электроники, который в стандартном исполнении жестко закреплен на корпусе преобразователя. При необходимости блок электроники может также монтироваться отдельно от корпуса преобразователя на расстоянии до 4,6 м.
Блок электроники вырабатывает электрические импульсы, которые поступают на трансдьюсеры, обрабатывает сигналы с трансдьюсеров, а также формирует их в цифровом, частотном и аналоговом видах. Блок электроники оснащен одним последовательным портом RS-232/485 (Modbus RTU/ASCII), одним портом Ethernet (TCP/IP) 10 BaseT, тремя частотными, двумя аналоговыми выходами, а также одним цифровым и двумя аналоговыми входами для подключения преобразователей температуры и давления.
Преобразователь монтируется в трубопровод с помощью фланцев. Длины прямолинейных участков измерительного трубопровода до и после преобразователя должны соответствовать требованиям эксплуатационной документации производителя.
Для исключения возможности несанкционированного вмешательства, которое может привести к изменению результатов измерений, в конструкции преобразователя предусмотрены места для установки пломб, несущих на себе оттиски поверительного клейма:
- 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 трансдьюсера).
Схема установки пломб от несанкционированного доступа представлена на рисунках
2-5.
Программное обеспечение
Преобразователи выполнены на базе микроконтроллеров, управляемых встроенным программным обеспечением (ПО). ПО выполняет сбор, обработку, отображение и передачу на периферийные устройства информации об измерениях.
Для начального конфигурирования преобразователя, обеспечения непрерывного анализа его работы по ключевым параметрам, а также для диагностики преобразователя используется интерфейсное ПО Daniel MeterLink. При включенной аппаратной защите интерфейсное ПО пользователя Daniel MeterLink не может оказывать влияния на конфигурацию и метрологические характеристики преобразователя.
Уровень защиты ПО высокий в соответствии с Р 50.2.077-2014 «ГСИ. Испытания средств измерений в целях утверждения типа. Проверка защиты программного обеспечения». Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Liquid Release Prod |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 1.31 |
| Цифровой идентификатор ПО* | - |
| * Цифровой идентификатор зависит от версии ПО, указывается в паспорте преобразователя. |
Защита ПО преобразователей от изменений через внешние интерфейсы (преднамеренных или непреднамеренных) обеспечивается аппаратными микропереключателями, расположенными внутри пломбируемого корпуса и непосредственно пломбировкой корпуса преобразователя и его компонентов. Расположение микропереключателя, защищающего ПО и конфигурацию преобразователя от преднамеренных и непреднамеренных вмешательств, представлено на рисунке 6.
Рисунок 6 - Расположение микропереключателя «WRITE PROT.» блока электроники, запрещающего конфигурирование преобразователя
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Номинальный размер (DN) | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 600 |
| Минимальный расход, м /ч | 18 | 41 | 71 | 112 | 158 | 192 | 250 | 317 | 394 | 569 |
| Максимальный расход, м3/ч | 433 | 982 | 1700 | 2679 | 3803 | 4597 | 6005 | 7601 | 9445 | 13660 |
| Диапазон скоростей, м/с | от 0,61 до 14,6 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности преобразователя модели 3812 при измерениях объема измеряемой среды в диапазоне измерений расхода, % | ±0,3 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности преобразователя модели 3814 при измерениях объема измеряемой среды, % - в диапазоне измерений расхода - в точках диапазона измерений расхода | ±0,15 ±0,101) |
| 1)При применении преобразователя в качестве контрольного средства измерений. |
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры измеряемой среды: - измеряемая среда - динамическая вязкость, мПас, не более - избыточное давление, МПа, не более - температура, °С | вода, нефть1), нефтепродукты, углеводородные среды, другие жидкости 1000 15,5 от -50 до +150 |
| Выходные сигналы: - аналоговый, мА - частотный, Гц - цифровой - дискретный | от 4 до 20 от 0 до 1000 или от 0 до 5000 |
| Параметры электрического питания: - напряжение постоянного тока, В - потребляемая мощность, Вт, не более | от 10,4 до 36,0 11 |
| Габаритные размеры и масса | Согласно эксплуатационной документации |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность окружающей среды, %, не более - атмосферное давление, кПа | от -50 до +65 95 (без конденсации) от 84,0 до 106,7 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 100000 |
| Взрывозащита | IEx d ia IIB Т4/Т3 Gb X |
| Степень защиты от внешних воздействий по ГОСТ 142542) | IP 66 |
| Протокол связи | Modbus RTU/ASCII; TCP/IP; HART |
| 1) Допустимое содержание воды в нефти не более 5 %. 2)ГОСТ 14254-2015 (IEC 60529:2013) « Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)». |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации преобразователя типографским способом.
Комплектность
Комплектность преобразователя приведена в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность преобразователя
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Преобразователь расхода жидкости ультразвуковой Daniel | 3812 или 3814 | 1 шт. |
| Паспорт | - | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
| Инструкция. ГСИ. Преобразователи расхода жидкости ультразвуковые Daniel моделей 3812 и 3814. Методика поверки | МП 0819-142018 | 1 экз. |
| Программное обеспечение MeterLink | - | 1 комплект |
| Комплект запасных частей и принадлежностей | - | по запросу |
| Комплект монтажных частей | - | по запросу |
Поверка
осуществляется по документу МП 0819-14-2018 «Инструкция. ГСИ. Преобразователи расхода жидкости ультразвуковые Daniel моделей 3812 и 3814. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИР» 28.02.2019.
Основные средства поверки:
- рабочий эталон 1-го или 2-го разряда в соответствии с ГПС (части 1, 2), утвержденной приказом Росстандарта от 07.02.2018 № 256, с диапазоном расхода, обеспечивающим возможность проведения поверки преобразователей в их рабочем диапазоне измерений расхода.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик преобразователей с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и на пломбы, установленные на элементах корпуса преобразователей в виде оттиска клейма поверителя.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 07.02.2018 № 256 Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объема жидкости в потоке, объема жидкости и вместимости при статических измерениях, массового и объемного расходов жидкости
Техническая документация фирмы Daniel Measurement and Control Inc., США
76457-19: Методика поверки МП 0819-14-2018Скачать1.9 Мб