Назначение
Расходомеры-счетчики ультразвуковые ГЕОСТРИМ (далее - расходомеры) предназначены для измерений скорости и уровня потока жидкости, объемного расхода и объема жидкости в безнапорных трубопроводах, открытых каналах, реках.
Описание
Принцип действия расходомеров основан на реализации метода «площадь - скорость» и состоит в определении частотно-временных параметров сигналов ультразвукового и (или) радиочастотного диапазона при известной форме и размерах поперечного сечения потока.
Скорость потока жидкости измеряется по доплеровскому смещению частоты сигналов, отраженных от неоднородностей, находящихся в потоке жидкости либо на поверхности жидкости.
Уровень жидкости, в зависимости от комплектации прибора, измеряется ультразвуковым датчиком уровня, размещенным в одном корпусе с погружным датчиком скорости, либо внешними датчиками уровня: погружным гидростатическим, надводным ультразвуковым или радарным.
Площадь сечения заполненной части трубопровода или открытого канала вычисляется по измеряемому уровню и геометрическим формам сечения.
При установке расходомера на стандартных водосливах и лотках критической глубины Вентури и лотках Паршала с известным профилем сечения, уклоном и шероховатостью стенок, вычисление значения объемного расхода и объема жидкости может производиться по уровню жидкости в лотке или водосливе. В этом случае расчет объемного расхода осуществляется в соответствии с МИ 2406-97 «ГСИ. Расход жидкости в безнапорных каналах систем водоснабжения и канализации. Методика выполнения измерений при помощи стандартных водосливов и лотков».
Вычисление объемного расхода и объема жидкости, протекающей в безнапорных водоводах с поперечным сечением различной формы, осуществляется в соответствии с МИ 2220-13 «ГСИ. Расход и объем сточной жидкости. Методика измерений в безнапорных водоводах по уровню заполнения с предварительной калибровкой измерительного створа».
Изготавливаются две модификации расходомера, отличающиеся параметрами электрического питания и габаритами: стационарная ГЕОСТРИМ С с питанием от сети переменного тока и портативная ГЕОСТРИМ П с аккумуляторным питанием. Портативная модификация ГЕОСТРИМ П размещается в переносном корпусе (кейсе) и предназначена для оперативного мониторинга объемного расхода жидкости.
Конструктивно расходомер состоит из электронного блока (далее - ЭБ), преобразователя сигналов (далее - ПС), датчиков скорости и уровня, соединительных кабелей. ПС может быть выполнен в виде отдельного блока или встроен в ЭБ. Общий вид электронного блока и преобразователя сигналов представлен на Рисунке 1.
Расходомеры имеют различные варианты комплектации датчиками скорости и уровня. Датчик скорости не является обязательным элементом в составе расходомера в случае, если метод определения расхода основан на измерении только уровня жидкости.
ЭБ расходомера имеет жидкокристаллический 32-разрядный индикатор, на котором отображаются значения следующих измеряемых величин:
- уровень h, м;
- скорость жидкости v, м/с;
- объемный расход Q, м3/ч;
- объем, накопленный для потока в прямом направлении V+, м3; объем, накопленный для потока в обратном направлении V-, м3;
Варианты комплектации датчиками скорости:
доплеровский ультразвуковой датчик скорости (погружной); доплеровский радарный бесконтактный датчик скорости (надводный).
Варианты комплектации датчиками уровня:
- ультразвуковой датчик уровня, совмещенный в одном корпусе с ультразвуковым погружным датчиком скорости;
ультразвуковой бесконтактный датчик уровня (надводный); радарный бесконтактный датчик уровня (надводный);
датчик давления тензорезистивный ALZ, рег. №62292-15 в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений;
- уровнемер микроволновой Micropilot FMR20, рег. №66883-17 в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений.
Рисунок 3 - Доплеровский ультразвуковой датчик скорости, совмещенный с датчиком уровня
Схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки представлены на рисунке 9.
Программное обеспечение
Встроенное ПО является неотъемлемой частью расходомера и обеспечивает организацию опроса датчиков, получение и обработку измерительной информации, её отображение на жидкокристаллическом дисплее, сохранение информации в архиве, обмен информацией с внешними устройствами по протоколу MODBUS RTU/ASCII, а также её преобразование в нормированные токовый и частотный выходные сигналы. Нормирование метрологических характеристик расходомера проведено с учетом применения встроенного ПО.
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» по Р 50.2.077-2014. Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Идентификационное наименование ПО | ГеоСтрим-72 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 3.4b и выше |
| Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | 0x2AD8 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC-16 |
Технические характеристики
Таблица 2 -Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений скорости потока жидкости ультразвуковым датчиком, м/с | от -5,1 до -0,02; от +0,02 до +5,1 |
| Диапазон измерений скорости потока жидкости радарным датчиком, м/с | от -15,0 до -0,1; от +0,1 до +15,0 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений скорости потока жидкости ультразвуковым датчиком: - приведенной к диапазону измерений (в диапазоне абсолютных значений скорости до 1,0 м/с), Yv, % - относительной (в диапазоне абсолютных значений скорости 1,0 м/с и более), 5v, % | ±2,0 ±2,0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений скорости потока жидкости радарным датчиком, 5v, % (где v - значение скорости потока, м/с) | ±(1,0+0,1/v) |
| Диапазон измерений уровня жидкости (расстояния^) датчиками уровня: - доплеровский ультразвуковой, совмещенный с датчиком скорости, м - датчик давления тензорезистивный ALZ, м - ультразвуковой бесконтактный, м исп.1 исп.2 исп.3 исп.4 исп.5 исп.6 - радарный бесконтактный, м - уровнемер микроволновой Micropilot FMR20, м | от 0,04 до 1,3 от 0,02 до 20,0 от 0,01 до 0,94 (от 0,06 до 1,0) от 0,01 до 1,85 (от 0,15 до 2,0) от 0,02 до 4,7 (от 0,3 до 5,0) от 0,04 до 7,7 (от 0,3 до 8,0) от 0,05 до 9,6 (от 0,4 до 10,0) от 0,1 до 19,5 (от 0,5 до 20,0) от 0,01 до 19,5 (от 0,5 до 20,0) от 0,1 до 19,9 (от 0,1 до 20,0) |
| Пределы допускаемой приведенной к максимальному значению шкалы погрешности измерений уровня жидкости ультразвуковым погружным датчиком уровня, Yh, % | ±0,25 |
Продолжение таблицы 2
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой приведенной к максимальному значению шкалы погрешности измерений уровня жидкости ультразвуковым бесконтактным датчиком уровня, у ь, % | ±0,15 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений уровня жидкости радарным бесконтактным датчиком уровня, Ль, мм | ±3,0 |
| Пределы основной допускаемой приведенной к максимальному значению шкалы погрешности измерений уровня жидкости погружным датчиком ALZ, уь, % | ±0,15; ±0,25; ±0,3; ±0,52) |
| Пределы дополнительной допускаемой приведенной к максимальному значению шкалы погрешности измерений уровня жидкости погружным датчиком ALZ от изменения температуры измеряемой среды, %/10 °С | ±0,02; ±0,04; ±0,05; ±0,12) |
| Пределы основной допускаемой приведенной к максимальному значению шкалы погрешности измерений уровня жидкости уровнемером микроволновым Micropilot FMR20, у ь, % | ±0,15 |
| Пределы дополнительной допускаемой погрешности измерений уровня жидкости уровнемером микроволновым Micropilot FMR20 от изменения температуры окружающей среды, мм/10 °С | ±3,0 |
| Диапазон измерений выходных токовых сигналов датчиков уровня, мА | от 4 до 20 |
| Пределы допускаемой приведенной к диапазону погрешности измерений выходных токовых сигналов датчиков уровня, % | ±0,13) |
| Диапазон выходного частотного сигнала по объемному расходу, Гц | от 0,5 до 2000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности преобразования значения объемного расхода в частотный выходной сигнал, % | ±0,05 |
| Диапазон выходного токового сигнала по объемному расходу, мА | от 4 до 20 |
| Пределы допускаемой приведенной к диапазону погрешности преобразования значения объемного расхода в токовый выходной сигнал, % | ±0,5 |
| Диапазон измерений объемного расхода в рабочих условиях, м3/с где: Smin , Smax - минимальная и максимальная площадь поперечного сечения потока, м2 vmin , vmax - минимальное и максимальное значения скорости потока, м/с | от Smin^Vmin до Smaxvmax |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода и объема жидкости, % (в формуле: - относительная погрешность измерения скорости v, 3* - относительная погрешность измерения уровня h) | |
| 1) верхний предел диапазона измерений расстояния соответствует нулевому уровню жидкости (расстояние до дна) 2) в зависимости от модели датчика 3) погрешность учтена в нормированной погрешности датчиков уровня с выходным токовым сигналом |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Интерфейс и протокол обмена | RS-485, Modbus RTU/ASCII |
| Параметры электропитания: - напряжение постоянного тока для модификации ГЕОСТРИМ П, В - напряжение переменного тока для модификации ГЕОСТРИМ С, В - частота сети переменного тока, Гц | .. - +30% 12 -25% 220 +10% 220 -15% 50±1 |
| Потребляемая мощность, Вт (В-А - для переменного тока), не более | 10 |
| Условия эксплуатации: - диапазон температур измеряемой жидкости, °С - диапазон рабочих температур воздуха, °С - относительная влажность воздуха без конденсации влаги, % | от 0 до +60 от -30 до +60 до 100 |
| Габаритные размеры (длина; высота; ширина), мм, не более: - электронного блока ГЕОСТРИМ - преобразователя сигналов ГЕОСТРИМ (отдельный блок) - ультразвукового датчика скорости, совмещенного с ультразвуковым датчиком уровня - доплеровского радарного бесконтактного датчика скорости - ультразвукового бесконтактного датчика уровня - радарного бесконтактного датчика уровня | 195;195; 110 175; 125; 60 112; 25; 15 110; 90; 50 220;125; 110 150; 85; 85 |
| Масса, кг, не более: - электронного блока ГЕОСТРИМ - преобразователя сигналов ГЕОСТРИМ (отдельный блок) - ультразвукового датчика скорости, совмещенного с ультразвуковым датчиком уровня - доплеровского радарного бесконтактного датчика скорости - ультразвукового бесконтактного датчика уровня - радарного бесконтактного датчика уровня | 1,1 1,0 0,2 0,8 0,7 0,5 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 45400 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
Знак утверждения типа
наносится на корпус электронного блока методом наклейки, на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорта печатным способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество | Примечание |
| Расходомер-счетчик ультразвуковой ГЕОСТРИМ | | 1 ед. | в комплекте с датчиками |
| Соединительный кабель | | 1 ед. | по заказу |
| Комплект монтажных частей | | 1 кмп. | по заказу |
| Паспорт | ПМЕК.407252.007 ПС | 1 экз. | |
| Руководство по эксплуатации | ПМЕК.407252.007 РЭ | 1 экз. | |
| Методика поверки | МП 2550-0368-2020 | 1 экз. | по заказу |
Поверка
осуществляется по документу МП 2550-0368-2020 «ГСИ. Расходомеры-счетчики ультразвуковые ГЕОСТРИМ. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» 25.06.2020 г.
Основные средства поверки:
- установка уровнемерная УРГ -6000, рег.№ 29565-05;
- установка для поверки измерителей скорости потока жидкости УДИС -6, рег.№ 44510-10;
- установка гидродинамическая ГДУ-400/0,5, рег.№ 31502-06;
- стенд СКС6, рег.№ 17567-98;
- рулетка измерительная металлическая 2 -го класса точности по ГОСТ 7502-98.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и/или в паспорт.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе, в МИ 2406-97 «ГСИ. Расход жидкости в безнапорных каналах систем водоснабжения и канализации. Методика выполнения измерений при помощи стандартных водосливов и лотков» и МИ 2220-13 «ГСИ. Расход и объем сточной жидкости. Методика измерений в безнапорных водоводах по уровню заполнения с предварительной калибровкой измерительного створа»
Нормативные документы
ГОСТ 8.486-83 ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений скорости водного потока в диапазоне от 0,005 до 25 м/с
Приказ Росстандарта от 30.12.2019 № 3459 Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений уровня жидкости и сыпучих материалов
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 расхода жидкости
ПМЕК.407252.007 ТУ «Расходомеры-счетчики ультразвуковые ГЕОСТРИМ. Технические условия»
80138-20: Методика поверки МП 2550-0368-2020Скачать852.5 Кб
91561-24
