Расходомеры газа ультразвуковые FLOWSIC 100. Характеристики, описание, методика поверки.
Госреестр средств измерений РФ на основании сведений из ФГИС “АРШИН”

Расходомеры газа ультразвуковые FLOWSIC 100

Основные
Тип FLOWSIC 100
Год регистрации 2010
Дата протокола 01д от 18.03.10 п.145
Класс СИ 29.01.01.01
Номер сертификата 39387
Срок действия сертификата 01.04.2015
Страна-производитель  Германия 
Технические условия на выпуск тех.документация фирмы
Тип сертификата (C - серия/E - партия) С

Назначение

Расходомеры газа ультразвуковые FLOWSIC100 (далее - расходомеры) предназначены для измерений и вычислений, объемного расхода, объема газа при рабочих и стандартных условиях, массового расхода, различных газов и пара, в том числе природного, попутного нефтяного и факельных газов.

Описание

Принцип действия расходомеров основан на методе измерения разности между временем прохождения ультразвуковых импульсов по потоку и против потока газа. Измеренная разность времени, пропорциональная скорости потока, преобразуется в значение объемного расхода.

Конструктивно расходомер в стандартном исполнении включает в себя один, два или четыре врезных приемопередающих блока FLSE100 (для передачи, приема и обработки ультразвуковых импульсов, обработки сигналов и вычисления объемного расхода газа при рабочих условиях) и один блок обработки данных - MCU(MCUP) (для обработки сигналов от приемопередающих блоков, управления системными функциями, вычисления объемного расхода и объема газа при стандартных условиях, массового расхода и массы пара и газа, хранения данных, приема и выдачи внешних сигналов). Блок MCU (MCUP) обеспечивает подключение и обработку данных с трех измерительных точек. Исполнение расходомера без MCU (MCUP) в составе позволяет передавать данные объемного расхода газа при рабочих условиях в системы верхнего уровня по интерфейсу RS485 или другим по запросу. Расходомер управляется с помощью меню и клавиш, расположенных на передней панели MCU(MCUP), а также удаленно через имеющиеся интерфейсы связи. На жидкокристаллическом дисплее MCU(MCUP) отображаются сообщения системы самодиагностики, результаты измерений и вычислений, данные архива, показания внешних датчиков. Дополнительное оборудование, в зависимости от модели расходомера, может включать в себя фланцы с патрубками (для монтажа приемопередающих блоков), готовый измерительный участок трубопровода с предустановленными фланцами с патрубками; узел подачи продувочного воздуха, монтируемый отдельно или в блоке MCU(MCUP), который обеспечивает охлаждение и защиту приемопередающих блоков от загрязнения (только для не взрывозащищенных моделей).

Конструкция приемопередающих блоков расходомеров может различаться в зависимости от параметров рабочего процесса. В таблице 1 приведены типы приемопередающих блоков.

Общий вид расходомеров представлен на рисунках 1 и 2.

Схема пломбировки от несанкционированного доступа представлена на рисунках 3 и 4.

Таблица 1 - Типы приемопередающих блоков

Тип приемопередающего блока FLOWSIC100 FLSE100

Диапазон рабочей температуры газа, °С

Рекомендованный угол установки к оси трубы

Внутренний диаметр трубопровода, м6)

Максимальная концентрация пыли в газе, при ст. усл., г/м3

Рабочее избыточное давление газа, кПа

CEMS

PM

от -40 до +450

от 45 до 60 °5)

от 0,35 до 2,5

1

±3 ±101)

PH

от 0,7 до 8,7

100

от 0,7 до 3

>100

PHS

от 1,4 до 11,3

100

от 1,4 до 3,5

>100

M

от -40 до +260

от 0,15 до 3,4

от 0,15 до 1,72)

1

±10

H

от 1,4 до 13 от 1,4 до 4,32)

100

PR

45 °

>0,4

1

PR AC

от -40 до +350

>0,4

1

SA

от -40 до +150

от 45 до 60 °5)

от 0,15 до 1,7

1

SD

M AC

от -40 до+450

от 0,14 до 3,4

1

H AC

от 1,4 до 11,3

100

P

от -40 до +260

от 0,15 до 1,7

1

от -5 до +16004)

PROCESS

EXZ2

EXZ2 RE

FLARE

EX S, EX S RE

от -70 до +1803)

90 °

от 0,1 до 0,6

1

EX, EX RE

75 °

от 0,2 до 1,8

1

EXPR, EXPR RE

>0,3

1

Примечания

1) Допускается после согласования с фирмой-изготовителем.

2) С использованием зонда и преобразователей из сплава «хастеллой».

3) Специальные исполнения:

Высокотемпературное исполнение:

- для Ex зоны 1: от -70 до +280 °С (увеличение диапазона по запросу)

- для Ex зоны 2: от -70 до +260 °С (увеличение диапазона по запросу)

Низкотемпературное исполнение: от -196 до +100 °С (увеличение диапазона по запросу)

4) По запросу возможно увеличение диапазона.

5) При высокой концентрации пыли, угол установки 60°.

6) Возможно увеличение диаметра трубы, при установке приемопередающих блоков по хорде профиля сечения трубы.

Рисунок 1 - Общий вид - FLOWSIC100 Process и FLOWSIC100 CEMS

Рисунок 2 - Общий вид - FLOWSIC100 Flare

Место для пломбирования

Рисунок 3 - Пломбирование блока обработки данных (MCU(MCUP))

Рисунок 4

Место для пломбирования

- Пломбирование приемопередающего блока (FLSE100)

В расходомерах предусмотрена возможность измерения расхода газа как в прямом, так и в обратном направлениях (в реверсивном режиме), а также автоматическая самодиагностика и проверка нулевых и контрольных значений измеряемых величин.

Предусмотрена возможность осуществлять замену пары приемопередающих блоков и MCU(MCUP) без дополнительной поверки, при условии повторной параметризации расходомера.

Вычислитель расхода блока обработки данных MCU(MCUP) обеспечивает вычисление объемного расхода и объема газа при стандартных условиях, массового расхода и массы газа и пара. Вычисление теплофизических свойств газовых смесей различного состава, осуществляется по специальным методикам, утвержденным и аттестованным в установленном порядке.

Вычислитель также обеспечивает:

• формирование и хранение энергонезависимых архивов событий, измеренных и вычисленных значений (состав и глубина архивов гибко настраиваемые);

• сигнализацию отказов и превышения установленных пределов измерений подключенных внешних датчиков;

• передачу информации по имеющимся интерфейсам связи, в том числе с выводом на принтер;

• периодическое введение и регистрацию значений условно-постоянных величин;

• защиту от несанкционированного доступа к параметризации и архивам.

Все изменения конфигурируемых параметров или архивов автоматически протоколируются.

В расходомерах предусмотрен следующий стандартный набор устройств ввода/вывода:

• аналоговый выход - активный от 0 до 22 мА/от 2 до 22 мА/от 4 до 22 мА;

• два аналоговых входа - стандартный, без гальванической развязки от 0 до 20 мА - для подключения дополнительных датчиков (температуры, давления, влажности);

• четыре цифровых входа;

• пять цифровых выходов;

• интерфейсы USB1.1 и RS232 - для запроса результатов измерений, параметризации и обновления программно-аппаратного обеспечения;

• интерфейс RS485 - для подключения приемопередающих блоков.

При использовании опционального интерфейсного модуля:

• частотно/импульсный выход;

• интерфейс RS485;

• интерфейс Ethernet;

Протоколы передачи данных: MODBUS, Profibus DP, TCP/IP, HART, Foundation Fieldbus.

Опционально могут быть установлены дополнительные модули ввода/вывода аналоговых и цифровых сигналов.

Программное обеспечение, устанавливаемое на персональный компьютер (ПК), SOPAS ET предназначено для конфигурирования, параметризации и диагностики расходомера. Содержит процедурные модули предназначенные для проведения проверки технического состояния расходомера и его поверки, такие как DynamiX (модуль автоматического сбора и импорта данных расходомера), калькулятор скорости звука в среде и другие модули.

Алгоритмы вычислений расходомера базируются на программном обеспечении вычислителя расхода блока обработки данных MCU(MCUP) и предназначены для следующих задач:

•  приведения измеренного объемного расхода и объема газа в рабочих условиях в

объемный расход и объем газа при стандартных условиях, вычисление массового расхода и массы газа, пара;

• вычисления теплофизических свойств газа.

Стандартно реализованы следующие методики вычисления теплофизических свойств газов:

• для сухих и влажных многокомпонентных газовых смесей переменных составов, характерных для нефтяного газа, в газовой фазе и во флюидной области согласно методике ГСССД МР 113-03 «Определение плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости влажного нефтяного газа в диапазоне температур от 263 до 500 К при давлениях до 15 МПа»;

• для углеводородных газовых смесей переменных составов определение молярной массы газа по скорости звука, температуре и давлению газа; вычисления массового расхода газа на основании данных о молярной массе и показателе адиабаты газа.

Программное обеспечение

Конфигурационные параметры, значения условно-постоянных величин, параметры хранения измеренной информации и другие метрологически значимые параметры определяемые, изменяемые, передаваемые в процессе эксплуатации защищены многоуровневой системой паролей доступа с обязательным протоколированием всех вмешательств. Целостность метрологически значимого ПО, не относящегося к области кода, определяют по журналам событий и состояниям специально выделенных параметров конфигурации, предназначенных для целей проверки целостности ПО в соответствии с руководством по эксплуатации.

Таблица 2 - Идентификационные данные ПО

Идентификационное наименование ПО

Номер версии (идентификационный номер) ПО

Цифровой идентификатор (CRC32)

Process, Flare (MCUP)

01.12.01

0x3ACC4EF0

01.12.02

0x42CC34F0

01.16.01

0xF7C4F2F4

01.16.02

0x9391B6E5

CEMS (MCU)

01.12.01

0x6E1A6C80

01.12.02

0x8F6AA5FE

01.12.03

0x48ADA3ED

01.12.04

0x519F4077

Уровень защиты ПО в соответствии с Р 50.2.077-2014 - высокий.

Технические характеристики

Таблица 3 - Метрологические и технические ха]

рактеристики

Наименование характеристики

Значение

Диапазон измерений расхода газа при рабочих условиях м3/ч

В зависимости от модели расходомера и диаметра измерительной линии

Диапазон измерения скорости потока газа, м/с1)

от 0,03 до 120

Наименование характеристики

Значение

Пределы      допускаемой      относительной

погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях (в зависимости от скорости потока газа):

Скорость потока газа, м/с

0,03< Q <0,1

0,1< Q <0,3

Q>0,3

При имитационном методе поверки:

- однолучевое исполнение

±5,0

±3,5

±2,0 ±(1,5)2)

- двулучевое исполнение

±3,0

±2,5

±1,5 ±(1,0)2)

При поверке на поверочной установке:

- однолучевое исполнение

±3,0

±2,0

±1,5

- двулучевое исполнение

±2,0

±1,0

±1,0

Пределы      допускаемой      относительной

погрешности расходомера при вычислении массового расхода пара, газа, объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, %4)

±0,005

Пределы      допускаемой      относительной

погрешности                         измерения

времени, %

±0,01

Пределы допускаемой абсолютной погрешности по каналу ввода аналоговых сигналов, мА

0,016

Пределы допускаемой абсолютной погрешности по каналу вывода аналоговых сигналов, мА

±0,04

Напряжение питания, В:

- переменного тока 50/60 Гц

- постоянного тока

от 90 до 250 от 22 до 28

Потребляемая мощность, Вт, не более:

- модели без узла подачи продувочного воздуха

- модели с узлом подачи продувочного воздуха

20

75

Диапазон температур окружающей среды, °C1)

- приемопередающий блок

- блок обработки данных

- узел продувочного воздуха

от - 50 до +70 от - 40 до +60 от - 20 до +40

Максимальная относительная влажность окружающей среды, %

95

Атмосферное давление, кПа

от 84 до 106,7

Масса (в зависимости от модели расходомера), кг, не более:

- приемопередающий блок

- блок обработки данных

от 3 до 6

от 5 до 14

Габаритные размеры (в зависимости от модели исполнения):

- приемопередающий блок

- блок обработки данных

- узел продувочного воздуха

приведены в эксплуатационной документации (различаются в зависимости от модели исполнения и условий применения)

Степень защиты от проникновения пыли, влаги и твердых тел по ГОСТ 14254-96

- приемопередающий блок

- блок обработки данных

- узел продувочного воздуха

IP65/IP67 IP20/IP65/IP66 IP54

Наименование характеристики

Значение

Средний срок службы, лет, не менее

15

Максимальная длина кабельных линий между приемопередающими блоками и блоком обработки данных, м

1000

Примечания:

При установке приемопередающих блоков на существующем трубопроводе требуется соблюдение следующих условий: отклонение от соосности не более ±4,9 мм; ошибка при измерениях угла установки ±0,5 °, измерительного расстояния ±0,5 %, площади сечения ±0,5 %.

1) Указано максимальное значение, может отличаться в зависимости от модели расходомера (см. Руководства по эксплуатации).

2) Для модификаций расходомера в комплекте с измерительным участком трубопровода с предустановленными приемопередающими блоками.

) Указанная погрешность вычислений, не содержит погрешности определения температуры, давления и цифроаналоговых преобразований. Погрешность определения массового расхода пара, объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, определяются в соответствии с действующими нормативными документами на системы измерений на базе ультразвуковых преобразователей расхода (МВИ).

Знак утверждения типа

наносят на маркировочную табличку ультразвукового расходомера газа фотохимическим способом, на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.

Комплектность

Таблица 4 - Комплектность расходомера

Наименование

Обозначение

Количество

Блок обработки данных

MCU-N/MCUEX /MCUP

1 шт.

Приемопередающие блоки:

-

для расходомера FLOWSIC100, блоки FLSE100

(M, H, PR, PH, PM, PRAC, SA, SD, MAC, HAC, PHS, P)1)

1, 2 или 4 шт.

для расходомера взрывозащищенного исполнения FLOWSIC100 EX, блоки FLSE100

(EX, EXS,EX s RE, EX RE, EXPR, EX PR RE, EXZ2, EXZ2 RE)1)

1, 2 или 4 шт.

Руководство по эксплуатации

-

1 экз.

Методика поверки

МП 43980-10 c изменением №3

1 экз.

Программное обеспечение для конфигурирования, параметризации и диагностики расходомера

SOPASET

1 шт.

Дополнительное оборудование: 2)

-

фланцы с патрубками

-

1, 2 или 4 шт.

узел продувочного воздуха

-

от 1 до 4 шт.

редуктор к блоку продувочного воздуха

-

1 шт.

датчик давления

-

1 шт.

датчик температуры

-

1 шт.

климатозащитный кожух

-

До 5 шт.

соединительные кабели

-

1 комплект

блок повторителя

-

1 шт.

Наименование

Обозначение

Количество

измерительный участок трубопровода

-

1 шт.

модули ввода/вывода сигналов

-

3 шт.

специальное   устройство   для

монтажа патрубков с фланцами

-

1 шт.

шаровой кран с глухим фланцем

-

от 1 до 4 шт.

комплект запасных частей

-

1 комплект

Примечания:

1)Тип приемопередающего блока выбирается в зависимости от параметров газохода и параметров газового потока.

2)Поставляются по дополнительному заказу.

Поверка

осуществляется по документу МП 43980-10 с изменением № 3 «Инструкция. ГСИ. Расходомеры газа ультразвуковые FLOWSIC100. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИР» от 11 августа 2018 г. Для расходомеров предусмотрены имитационные методы поверки (имитационная поверка без демонтажа с измерительной линии и имитационная поверка после демонтажа с измерительной линии в испытательной камере) и поверка при использовании поверочной установки.

Основные средства поверки:

- калибратор многофункциональный ASC300-R (регистрационный № 25895-09), диапазон измерения/воспроизведения токового сигнала от 0 до 24 мА, пределы допускаемой погрешности в режиме измерения/воспроизведения токового сигнала ±0,015% от показания ±2 мкА;

- угломер с нониусом (регистрационный № 67115-17), диапазон измерений от 0° до 180°, пределы допускаемой абсолютной погрешности ±0,1°;

- штангенциркуль типа ШЦ (регистрационный № 22088-07), диапазон измерения соответствует внутреннему диаметру расходомера, класс точности 2.

При проведении поверки имитационным методом с использованием испытательной камеры:

- испытательная камера, оснащенная креплениями приемопередающих блоков расходомера, термометром ртутным стеклянным лабораторным (регистрационный № 303-91), диапазон измерений от 8 до 38 °С, цена деления 0,1 °С, портативным измерителем влажности и температуры ИВТМ-7М (регистрационный № 15500-12), диапазоны измерений влажности воздуха от 2 до 98 %, температуры от минус 20 до 60 °С, пределы основной абсолютной погрешности при измерений влажности ±2,0 %, температуры ±0,5 °С, барометром-анероидом метеорологическим БАММ-1 (регистрационный № 5738-76), диапазон измерений от 80 до 106,7 кПа, пределы допускаемой основной погрешности ±0,2 кПа.

При проведении поверки с помощью поверочной установки:

- рабочий эталон 1-го разряда по ГОСТ Р 8.618-2014 (установка поверочная расходоизмерительная, поверочная среда: воздух или природный газ, диапазон задаваемого объемного расхода должен соответствовать рабочему диапазону поверяемого счетчика, с пределом основной относительной погрешности ±0,3%);

- частотомер Ч3-63 (регистрационный № 9084-83) диапазон измеряемых частот от 0,01 Гц до 20 МГц;

- термометр сопротивления типа ТСП (регистрационный № 33565-06), пределы измерений от минус 20 до 70 °C, пределы допускаемой относительной погрешности не более ±0,1 %;

- образцовый манометр МО (регистрационный № 5768-67), с верхним пределом измерений 25 МПа, класс точности 0,16.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке или паспорт.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

ГОСТ Р 8.618 - 2014 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений объемного и массового расходов газа

ГОСТ Р 8.733-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Системы измерений количества и параметров свободного нефтяного газа. Общие метрологические и технические требования

ГОСТ 8.611-2013 Государственная система обеспечения единства измерений. Расход и количество газа. Методика (метод) измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода

Техническая документация фирмы «SICK AG», Германия

Развернуть полное описание