Назначение
Расходомеры-счетчики жидкости ультразвуковые КАРАТ (далее - расходомеры) предназначены для технологического и коммерческого учета объемного расхода и объема жидкости в заполненных трубопроводах как в составе измерительных систем, так и автономно.
Описание
Принцип действия расходомеров основан на измерении расхода и объёма по времени прохождения ультразвукового сигнала в движущейся среде (жидкости) в зависимости от скорости и направления потока по отношению к ультразвуковому лучу.
Расходомер состоит из проточной части и электронного блока, соединенных между собой. Проточная часть представляет собой участок трубы, в поперечном сечении которого установлены пьезодатчики, являющиеся одновременно как излучателями ультразвуковых лучей, так и их приемниками, и систему зеркал, направляющих ультразвуковой луч под определённым углом к направлению движения среды. Электронный блок расходомера выполнен в герметичном корпусе, внутри которого расположены печатные платы, элемент питания, генератор. Присоединение к внешним цепям осуществляется через кабель, выведенный из электронного блока.
Электронный блок расходомера поочередно подает от генератора на пьезодатчики переменное напряжение, которое преобразуется в ультразвуковые колебания. Скорость прохождения ультразвукового луча под воздействием движущейся среды изменяется пропорционально скорости потока. Луч достигает другого пьезодатчика, где ультразвуковые колебания преобразуются в электрический сигнал и подаются на схему измерения времени. Разность времени прохождения луча в обоих направлениях прямо пропорциональна скорости движения жидкости. По измеренным значениям разности времени встроенным микропроцессором проводится расчёт расхода жидкости.
Расходомеры выпускаются в двух модификациях: КАРАТ-РС и КАРАТ-520.
Каждая модификация имеет несколько конструктивных исполнений, отличающихся габаритными и установочными размерами проточной части, возможностью измерения объёма и расхода в прямом и обратном направлении потока, питанием от внешнего или встроенного источника питания, видом выходного сигнала (импульсный сигнал с программируемым весом импульса (базовое исполнение) или унифицированный сигнал постоянного тока (4-20) мА, или цифровой выходной сигнал в стандарте RS-485 или M-Bus, или комбинация выходных сигналов), конструкцией элементов монтажа.
Существует исполнение расходомера без проточной части (исполнение - БТ) для установки в трубах диаметром от 125 мм. В состав такого расходомера входит электронный блок и пьезодатчики.
По устойчивости к воздействию температуры и влажности воздуха расходомеры соответствуют группе В4 по ГОСТ Р 52931-2008, но при температурах от 1 до 60 °C.
По устойчивости к воздействию синусоидальной вибрации расходомеры соответствуют группе исполнения N2 по ГОСТ Р 52931-2008.
По степени защиты оболочки к воздействию пыли и воды расходомеры соответствуют IP65 по ГОСТ 14254-96.
Внешний вид расходомеров с местами их пломбирования представлен на рисунке 1 и 2.
Рисунок 1 - Внешний вид расходомеров
Рисунок 2 - Места пломбирования расходомеров
Программное обеспечение
В расходомерах применяется встроенное программное обеспечение (ПО). ПО разделено на метрологически значимую часть и метрологически не значимую часть.
Идентификационные данные метрологически значимой части программного обеспечения используемого в расходомерах приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | KARAT-4.8n | KARAT-4.9n | KARAT-5051 | KARAT-7065 | KARAT-5400 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 4.8n | 4.9n | 5051 | 7065 | 540 |
| Цифровой идентификатор ПО | 243F | 27C9 | 3276 | A417 | 8BA7h |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC16 | CRC16 | CRC16 | CRC16 | CRC16 |
Доступ к изменению параметров и конфигурации расходомеров защищён пломбами, устанавливаемыми на корпус электронного блока.
Уровень защиты программного обеспечения расходомеров от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» по Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Основные характеристики представлены в таблицах 2 - 4.
Таблица 2 - Диаметры условного прохода расходомеров (Ду) и значения максимальных (Qmax), переходных (Qt) и минимальных (Qmin) пределов измерений расхода для различных исполнений расходомера_______________________________________________________________________
| Обозначение | Диаметр условного прохода, Ду, мм | Пределы измерений расхода, м3/ч |
| Qmin | Qt2 | Qt1 | Qmax |
| КАРАТ-РС-20/КАРАТ-520-20 | 20 | 0,02 | 0,05 | 0,08 | 8,1 |
| КАРАТ-РС-25/КАРАТ-520-25 | 25 | 0,06 | 0,08 | 0,12 | 12,2 |
| КАРАТ-РС-32/КАРАТ-520-32 | 32 | 0,07 | 0,13 | 0,2 | 20,0 |
| КАРАТ-РС-40/КАРАТ-520-40 | 40 | 0,11 | 0,21 | 0,27 | 31,0 |
| КАРАТ-РС-50/КАРАТ-520-50 | 50 | 0,16 | 0,35 | 0,5 | 50,0 |
| КАРАТ-РС-80/КАРАТ-520-80 | 80 | 0,4 | 0,9 | 1,5 | 150,0 |
| КАРАТ-РС-100/КАРАТ-520-100 | 100 | 0,63 | 1,5 | 2,4 | 240,0 |
| КАРАТ-РС-БТ/КАРАТ-520-БТ | от 125 до 1000 | от 0,97 до 62,2 | от 2,3 до 148,4 | от 3,71 до 237,44 | от 371 до 23744 |
Таблица 3 - Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении объёма и расхода
| Диапазон измерения расхода | Пределы допускаемой относительной погрешности, %, при измерении: |
| расхода и объема по индикации и цифровому выходу | объема по числоимпульсному выходу | расхода по токовому выходу |
| от Qt1 до Qmax от Qt2 до Qt1 от Qmin до Qt2 | ±1 (±1,5) ±2 (±2,5) не нормируется | ±1 (±1,5) ±2 (±2,5) не нормируется | ±1 (±1,5) ±2 (±2,5) не нормируется |
| Примечания: Без скобок указаны пределы допускаемой относительной погрешности при использовании проливной установки; в скобках - при использовании имитационного метода. |
Таблица 4 - Характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении времени, % | ±0,1 |
| Габаритные размеры (длина x ширина x высота), мм, не более: | |
| КАРАТ-РС-20 / КАРАТ-520-20 | 175x185x150 |
| КАРАТ-РС-25 / КАРАТ-520-25 | 175x185x150 |
| КАРАТ-РС-32 / КАРАТ-520-32 | 175x185x150 |
| КАРАТ-РС-40 / КАРАТ-520-40 | 175x185x150 |
| КАРАТ-РС-50 / КАРАТ-520-50 | 190x260x150 |
| КАРАТ-РС-80 / КАРАТ-520-80 | 190x275x150 |
| КАРАТ-РС-100 / КАРАТ-520-100 | 250x375x330 |
| КАРАТ-РС-БТ / КАРАТ-520- БТ | 80x100x200 |
| Масса, кг, не более: | |
| КАРАТ-РС-20 / КАРАТ-520-20 | 0,7 |
| КАРАТ-РС-25 / КАРАТ-520-25 | 0,7 |
| КАРАТ-РС-32 / КАРАТ-520-32 | 1,5 |
| КАРАТ-РС-40 / КАРАТ-520-40 | 1,5 |
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| КАРАТ-РС-50 / КАРАТ-520-50 | 8,5 |
| КАРАТ-РС-80 / КАРАТ-520-80 | 13 |
| КАРАТ-РС-100 / КАРАТ-520-100 | 25 |
| КАРАТ-РС-БТ / КАРАТ-520-БТ | 0,5 |
| Напряжение питания постоянного тока, В: - от встроенного элемента - от внешнего источника питания | 3,6 от 12 до 36 |
| Рабочая среда - вода или любая негорючая и взрывобезопасная жидкость со следующими характеристиками: - температура, °С - максимальное рабочее давление, МПа, не более - плотность, кг/м3 - кинематическая вязкость, м2/с - скорость, м/с - содержание твердых и газообразных веществ, % от объема, не более | от +1 до +150 1,6 от 700 до 1200 от 0,19А0-6 до 1,7А0-6 от 0,02 до 12 1 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность при температуре 35 °С, %, не более - атмосферное давление, кПа | от +1 до +60 80 от 84,0 до 106,7 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 50000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 12 |
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы руководства по эксплуатации и формуляра типографским способом, а также на лицевую панель расходомера методом наклейки.
Комплектность
Комплект поставки расходомеров приведен в таблице 5.
Таблица 5 - Комплект поставки расходомеров
| Наименование | Обозначение | Кол-во, шт. | Примечание |
| Расходомер - счетчик КАРАТ | МСТИ 400726.00Х1 | 1 | |
| Формуляр | МСТИ 400726.00Х1 ФО | 1 | |
| Руководство по эксплуатации | МСТИ 400726.00Х1 РЭ | 1 | |
| Методика поверки | МП 25-221-2010 | 12 | |
| Комплект монтажной арматуры | | 1 | Поставляется в соответствии с заказом |
| 1) - Определяется модификацией расходомера: 1 - для расходомеров КАРАТ-РС; 2 - для расходомеров КАРАТ-520. 2) - Допускается поставлять один экземпляр в один адрес отгрузки |
Поверка
осуществляется по документу МП 25-221-2010 «Расходомеры-счетчики жидкости ультразвуковые КАРАТ. Методика поверки», утвержденному ФГУП «УНИИМ» в июне 2010 г. с изменением № 1, утвержденным ФГУП «УНИИМ» в мае 2015 г.
Основные средства поверки:
- поверочная расходомерная установка. Диапазон (0,02-240) м3/ч, относительная погрешность ±0,33 %;
- вольтметр В7-34А, диапазон измерений (0,1-100) В, класс точности 0,02;
- мера электрического сопротивления измерительная Р 331, номинальное сопротивление 100 Ом, класс точности 0,01;
- секундомер СОСпр-2б-2, диапазон (0-60) с, (0-60) мин. Цена деления 0,2 с;
- толщиномер ультразвуковой УТ-65М. Диапазон измерения от (1,0-20) мм; абсолют-ная погрешность ±(0,01 мм + 0,005х), где х - измеряемая толщина, мм;
- частотомер Ч3-63, диапазон частоты (0,1 - 5000) Гц, диапазон напряжения входного сигнала (0,03 - 10) В, пределы допускаемой относительной погрешности ±5-10’7;
- нутромер микрометрический НМ-600, диапазон (75-600) мм, абсолютная погреш-ность ±0,015 мм;
- термометр ртутный стеклянный ТЛ4, диапазон (0-50) °C, погрешность ±0,2 °C, цена деления 0,1 °C.
Допускается применение других средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке и (или) паспорт и на пломбу в соответствии с рисунком 2.
Сведения о методах измерений
Методика измерений содержится в документе «Расходомеры-счётчики жидкости ультразвуковые КАРАТ. Руководство по эксплуатации» МСТИ 400726.00Х РЭ.
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 07.02.2018 г. № 256 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объёма жидкости в потоке, объёма жидкости и вместимости при статических измерениях, массового и объёмного расходов жидкости»
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия
ТУ 4213-007-32277111-2009 Расходомеры - счётчики жидкости ультразвуковые КАРАТ. Технические условия
42965-09