Назначение
Расходомеры-счетчики безнапорных потоков «СТРИМ» (далее расходомеры) предназначены для автоматического измерения уровня и средней скорости, вычисления расхода и объема жидкости, в том числе сточных вод, в открытых и закрытых безнапорных каналах.
Описание
Принцип действия расходомера основан на измерении уровня жидкости, протекающей в канале, с помощью преобразователя уровня, измерении средней скорости потока жидкости с помощью преобразователя скорости потока, вычислении площади поперечного сечения потока, расхода и объема жидкости в канале.
Расходомер состоит из преобразователя уровня, преобразователя скорости потока, вычислительного устройства, средства отображения информации, блока соединений и защиты и блока питания. В состав расходомера может также входить блок управления. Вычислительное устройство и средство отображения информации конструктивно могут объединяться в один блок. В качестве вычислительного устройства и средства отображения информации используются блок индикации.
В основе работы преобразователя уровня лежит измерение угла отклонения относительно вертикали к линии горизонта рычага с поплавком, свободно подвешенного на шарнире. Поплавок опущен и плавает в жидкости. При изменении уровня жидкости изменяется угловое положение рычага с поплавком относительно линии горизонта. Измерение уровня осуществляется электронным датчиком угла, жестко закрепленным на оси подвеса рычага с поплавком.
Преобразователь скорости потока конструктивно идентичен преобразователю уровня, но вместо рычага с поплавком на оси подшипника вращения закреплена измерительная лопасть. Под воздействием потока лопасть отклоняется на угол, величина которого измеряется датчиком угла, жестко закрепленном на оси подвеса измерительной лопасти.
Поперечная площадь потока, в зависимости от уровня, вычисляется исходя из геометрических размеров канала в зоне измерения или в соответствии с градуировочной таблицей «уровень - площадь».
Отображение текущей информации осуществляется блоком индикации или ПК.
Преобразователь уровня и преобразователь скорости потока устанавливаются последовательно вдоль продольной оси потока по центру поперечного сечения контролируемого канала.
Расходомер имеет несколько исполнений в зависимости от комплектации и функциональных возможностей:
«СТРИМ» -01 - расходомер с полной комплектацией,
«СТРИМ» -02 - расходомер без блока управления,
«СТРИМ» -03 - расходомер без ПО «Менеджер данных»,
«СТРИМ» -04 - переносной вариант расходомера,
«СТРИМ» -05 - вариант расходомера с контроллером.
Допускается подключение к одному блоку индикации от одного до пяти измерительных комплектов состоящих из: преобразователя уровня, преобразователя скорости потока, блока соединений и защиты, блока питания.
Фотографии общего вида блоков и узлов расходомеров-счетчиков безнапорных потоков «СТРИМ», а также места нанесения самоклеющихся пломб-наклеек, безвозвратно разрушаемых при попытке вскрытия изделия приведены на рис. 1 и обозначены □.
а б в г
е
д
ж
з
Рисунок 1 - Внешний вид узлов и блоков расходомеров - счетчиков безнапорных потоков «СТРИМ»
а,б - преобразователь уровня потока, конструктивное исполнение 1 и 2
в,г - преобразователь скорости потока, конструктивное исполнение 1 и 2 д - блок индикации
е - блок питания
ж - блок управления
з - блок соединений и защиты
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) расходомеров состоит из встроенного ПО, устанавливаемого на встроенные микропроцессоры датчика угла преобразователя уровня, датчика угла преобразователя скорости потока, блока индикации, блока управления, а также внешнего ПО «Менеджер данных», устанавливаемого на ПК с операционной системой Windows.
Встроенное ПО датчика угла преобразователя уровня, датчика угла преобразователя скорости потока и блока индикации является метрологически значимым и предназначено:
- в датчике угла преобразователя уровня (ДУ ПУП) для вычисления текущего значения уровня потока;
- в датчике угла преобразователя скорости потока (ДУ ПСП) для вычисления текущего значения средней скорости потока;
- в блоке индикации (БИТТ) для вычисления поперечной площади потока, текущего значения расхода и объема потока, индикации параметров измерения на встроенном табло, диагностики работы расходомера, архивирования результатов измерений в энергонезависимой памяти.
Встроенное ПО блока управления является метрологически незначимым и предназначено для длительного хранения архива параметров измерения потока.
Внешнее ПО «Менеджер данных», устанавливаемое на ПК, является метрологически незначимым и предназначено для долгосрочного архивирования значений измерений расходомеров, формирования электронных таблиц параметров измерения для ручного или автоматизированного анализа данных и формирования таблиц с параметрами измерений за выбранный интервал эксплуатации расходомеров.
Запись и контроль ПО микропроцессоров датчика угла преобразователя уровня, датчика угла преобразователя скорости потока и блока индикации выполняется на территории изготовителя с использованием специальных аппаратных средств. Контроль целостности ПО выполняется при программировании микропроцессоров и периодически при эксплуатации. В блоке индикации осуществляется индикация неисправностей расходомера, внештатных и служебных ситуаций. Эти события регистрируются и хранятся в энергонезависимой памяти блока индикации. Емкость памяти 2 последних месяца. Ведется контроль и индицируется время наработки прибора, реальное время и текущая дата.
Конструкция СИ исключает возможность несанкционированного влияния на ПО СИ и измерительную информацию. У эксплуатирующих организаций отсутствуют средства управления доступом к метрологически значимой ПО и измерительной информации.
У ровень защиты метрологически значимого ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню С по МИ 3286-2010.
И дентификационные данные метрологически значимого ПО приведены в табл. 1
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Наименование блока | Идентиф икационное наименование | Номер версии (идентификационный номер) | Цифровой идентиф икатор (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора |
| ДУ ПУП | LEVEL_485_хх.hex | 1.хх | 0x81E72867 | CRC-32 |
| ДУ ПСП | Velocity 485 хх.hex | 2.хх | 0x856182EC |
| БИТТ-01 | В1ТТ_8023_хх.Нех | 4.хх | 0xD7CA03FC |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений уровня, м | от 0,03 до 4,0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений уровня, %: - при уровне h > 50 , где 50 - уровень всплытия поплавка - при уровне 250 / 3 < h < 50 | ±0,3 ±0,5 |
| Диапазон измерений скорости потока (прямого и обратного), м/с | от 0,01 до 3,0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений скорости потока, % | ±1,5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений расхода и объема жидкости, % | ±2 |
| Температура окружающей среды, 0С | от - 40 до + 60 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Напряжение питания блока питания | 220 В 50 Гц |
| Потребляемая мощность по цепи 220 В 50 Гц, Вт, не более | 35 |
| Выходной сигнал | интерфейс RS-485, протокол MODBUS RTU |
| Габаритные размеры, мм, не более: - блок соединений и защиты БСЗ - блок управления БУТТ - преобразователь уровня ПУП, в т.ч.: длина рычага с поплавком диаметр поплавка - преобразователь скорости потока ПСП в т.ч. длина лопасти - блок индикации БИТТ-01 - блок питания БПСТТ-1 | 260 х 240 х 90 260 х 240 х 90 300 х 400 х 4300 от 50 до 400 300 х 400 х 4300 от 200 до 4000 275 x 100 x 60 200 x 120 x 160 |
| Масса расходомера, кг, не более: - блок соединений и защиты БСЗ - блок управления БУТТ - преобразователь уровня ПУП в т.ч.рычаг с поплавком - преобразователь скорости потока ПСП в т.ч. лопасть - блок индикации БИТТ-01 - блок питания БПСТТ-1 | 2,0 1,5 15 от 2 до 7 20 от 0,2 до 12 1 2,5 |
| Исполнение: - блок соединений и защиты БСЗ - блок управления БУТТ - датчик угла - блок индикации БИТТ-01 - блок питания БПСТТ-1 | IP55 IP55 IP68 IP20 IP20 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 8000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
Знак утверждения типа
наносится на лицевую панель блока индикации и на титульный лист паспорта.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерения
| Наименование устройства | Назначение | Количество |
| РСБП «СТРИМ01» | РСБП «СТРИМ02» | РСБП «СТРИМ03» | РСБП «СТРИМ-04» «СТРИМ-05» |
| Преобразователь уровня | ТТ12.01.000 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Преобразователь скорости потока | ТТ12.02.000 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Блок индикации БИТТ-01 | ТТ5.00.000 - 01 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Блок питания БПСТТ-1 | ТТ6.00.000-01 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Блок соединений и защиты БСЗ | | 1 | 1 | 1 | 1 |
| ПО «Менеджер данных» для ПК | | 1 | 1 | - | 1 |
| Блок управления БУТТ | ТТ3.00.000- 03 | 1 | - | - | - |
| Руководство по эксплуатации | ТТ12.00.000РЭ | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Паспорт | ТТ12.00.000ПС | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Методика поверки | ТТ12.00.000МП | 1 | 1 | 1 | 1 |
Поверка
осуществляется по документу ТТ12.00.000 МП «Расходомеры - счетчики безнапорных потоков
«СТРИМ». Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в ноябре 2009 г.
Основные средства поверки:
- рулетка измерительная с ц.д. 1 мм по ГОСТ 7502-98;
- линейка металлическая 500 мм, ц.д. 1 мм ГОСТ 427-75
- штангенциркуль ШЦ -1 -150 - 0,1 ГОСТ 166-89;
- весы ГОСТ Р 53228-2008, ц. д. 0,005 кг;
- концевые плоскопараллельные меры ГОСТ 9038-90.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
Расходомер - счетчик безнапорных потоков «СТРИМ». Технические условия ТТ12.00.000 ТУ.
20165-00
