Назначение
Расходомеры-счетчики жидкости ультразвуковые US800 предназначены для измерения среднего объёмного расхода (в дальнейшем - расхода) и объёма жидкостей, протекающих в напорных трубопроводах в различных условиях эксплуатации при постоянном или переменном (реверсивном) направлении потока жидкости.
Описание
Принцип действия расходомеров-счетчиков жидкости ультразвуковых US800 основан на измерении времени распространения импульсов ультразвукового колебания через двигающуюся жидкость. Разность между временами распространения ультразвуковых импульсов в прямом и обратном направлениях относительно движения жидкости пропорциональна скорости её потока и, следовательно, её расходу.
Возбуждение ультразвуковых колебаний осуществляется пьезоэлектрическими преобразователями (далее - ПЭП), установленных под углом к продольной оси участка трубопровода, в котором производится измерение расхода жидкости. В зависимости от установки ПЭП относительно сечения потока скорость последнего измеряется по двум или одному лучам ультразвуковых колебаний.
Участок трубопровода с установленными ПЭП, и измеренными линейно-угловыми размерами проточной части, образует первичный ультразвуковой преобразователь расхода (далее - УПР). В однолучевом УПР устанавливаются одна пара ПЭП, которая размещается на оси, проходящей через диаметр поперечного сечения УПР. Двухлучевой УПР содержит две пары ПЭП, которые размещены на осях, параллельных друг другу и проходящих через равные хорды поперечного сечения. Хорды располагаются на расстоянии 0,25 внутреннего диаметра от центральной оси трубопровода.
УПР, изготовленные на предприятии-изготовителе, для установки в трубопроводы имеют фланцевые (ГОСТ 33259), с кромкой под приварку (ГОСТ 16037) и резьбовые присоединения (ГОСТ 6357). УПР с номинальными диаметрами (далее - DN) от 15 до 200 мм изготавливаются из нержавеющих сталей, а более 200 мм из углеродистых сталей с эмалевым покрытием. По требованию заказчика, УПР с DN более 200 мм могут быть изготовлены из нержавеющих сталей. УПР с DN от 300 мм могут изготавливаться на действующем трубопроводе. В средней зоне трубы приварены служащие для установки ПЭП держатели. ПЭП устанавливаются с прокладками и фиксируются в держателях гайками. ПЭП, по требованию заказчика, могут быть установлены в держатели с возможностью их замены без опорожнения трубопровода. УПР подключается к ЭБ кабелем c волновым сопротивлением 50 Ом и длиной до 500 м.
Длина соединительного кабеля может быть увеличена при выполнении требований к принимаемому сигналу.
ПЭП в паре работают попеременно в режиме приемник/излучатель и обеспечивают излучение в жидкость и прием из нее ультразвуковых импульсов под углом к оси трубопровода. Устройство, содержащее электронные узлы формирования импульсов поступающих на ПЭП/с ПЭП, вычисления расхода, объёма на основе измеряемых времен распространения ультразвуковых импульсов, образует вторичный преобразователь - электронный блок (далее -ЭБ).
ЭБ обеспечивает:
- измерение времен распространения ультразвуковых импульсов по одному или двум каналам измерения;
- накопление объёма в счетчиках с режимами счета по модулю, с учетом знака или только в одном направлении;
- индикацию результатов измерений, а также вывод в виде токовых и частотноимпульсных сигналов;
- архивирование в энергонезависимой памяти результатов измерения, ведение календаря и часов независимо от перерывов питания;
- вывод измерительной, архивной информации через последовательные интерфейсы RS485, USB и Ethernet;
- время наработки измерительных каналов.
Каналы измерения независимы друг от друга, работают параллельно и гальванически развязаны между собой и выходными сигналами.
Расходомеры-счетчики жидкости ультразвуковые US800 могут использоваться автономно, а также в качестве первичных преобразователей расхода или объёма в составе теплосчетчиков, распределенных измерительных систем и АСУТП.
Общий вид расходомеров представлен на рисунке 1.
Пломбирование от несанкционированного доступа расходомеров-счетчиков жидкости ультразвуковых US800 осуществляется нанесением знака поверки давлением на специальную мастику, располагаемую в углублении винта:
- закрывающего доступ к нажимным контактам с левого края лицевой панели ЭБ в корпусе M2 и в зоне правого верхнего угла крышки ЭБ в корпусе А;
- в правом нижнем углу прозрачной крышки, закрывающей лицевую панель и предотвращающей доступ к клавиатуре ЭБ в корпусах Б и М1.
Схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки на расходомеры-счетчики жидкости ультразвуковых US800 представлены на рисунке 2.
Заводской номер, состоящий из буквенно-цифрового обозначения из 9 знаков, наносится на лицевые панели ЭБ в правом нижнем углу в выделенном поле методом лазерной гравировки.
Знак утверждения типа расходомеров-счетчиков жидкости ультразвуковых US800 наносится на лицевую панель ЭБ методами шелкографии или лазерной гравировки. Примеры обозначения мест нанесения заводских номеров и знака утверждения типа представлены на рисунке 3.
ЭБ-А2х(3х) в алюминиевом корпусе (А)
Двухлучевой УПР DN400 из нержавеющей стали c фланцевым присоединением PN25
Двухлучевой УПР DN800 из углеродистой стали c кромкой под приварку PN16
ЭБ-Б-2х(3х) в базовом корпусе (Б)
ЭБ-Ml-lx в модифицированном корпусе (М1) с источником питания ~220В/=24В
Однолучевой УПР DN25 из нержавеющей стали с резьбовым присоединением PN16
ЭБ -M2-1x,2x,3x
Однолучевой УПР DN300 из углеродистой стали с фланцевым присоединением PN16 и возможностью замены ПЭП без опорожнения трубопровода
Рисунок 1 - Общий вид ЭБ и УПР расходомеров-счетчиков жидкости ультразвуковых US800
ЭБ в корпусе А
ЭБ в корпусе М2
ЭБ в корпусах Б и М1
ЭБ в корпусе А
Рисунок 2 - Схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки на расходомеры-счетчики
ЭБ в корпусе М2
ЭБ в корпусах Б и М1
Рисунок 3 - Обозначение места нанесения заводского номера и знака утверждения типа средства измерений расходомеров-счетчиков жидкости ультразвуковых US800
Программное обеспечение
Программное обеспечение является встроенным и не может быть модифицировано или загружено через какой-либо интерфейс на уровне пользователя. Операционная система проводит ряд самодиагностических проверок после включения питания, а также периодическую самодиагностику во время работы. Конструкция ЭБ расходомеров-счетчиков жидкости ультразвуковых US800 исключает возможность несанкционированного влияния на программное обеспечение и измерительную информацию.
Программное обеспечение не влияет на метрологические характеристики средства измерений.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - уровень «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| US800 MAIN | OS2000 012011 | 012011 | - | - |
| US800 MAIN 2 | OS2000 022011 | 022011 | - | - |
Технические характеристики
Расходомеры-счетчики жидкости ультразвуковые US800 измеряют средний объёмный расход воды в зависимости от номинального диаметра (далее - DN) трубопровода в соответствии с таблицей 2.
Таблица 2
| Расход, м3/ч | | Номинальный диаметр УПР — DN, мм |
| 15 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 150 | 200 |
| Наибольший | Qнaиб | 8 | 22 | 35 | 55 | 85 | 145 | 220 | 340 | 777 | 1350 |
| Переходный | Q^ | 1,0 | 1,7 | 2,2 | 2,7 | 3,4 | 4,4 | 5,4 | 6,8 | 10,2 | 13,6 |
| Q^ | 0,5 | 0,8 | 1,1 | 1,3 | 1,7 | 2,2 | 2,7 | 3,4 | 5,1 | 6,8 |
| Наименьший | Q наим | 0,3 | 0,5 | 0,7 | 0,8 | 1,0 | 1,3 | 1,6 | 2 | 3 | 4 |
| Q2наим | 0,15 | 0,25 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,65 | 0,8 | 1 | 1,5 | 2 |
Примечания:
Q^u6, q1^ qV q1наим, Q2наимдля DN свыше 200 мм определяются по формулам:
Qнаиб = 0,034x(DN)2; Q1n = 0,068xDN; Q2n= 0,034xDN; Q1^ = 0,04xDN, Q^ = 0,02xDN, где
Верхние индексы в обозначениях расходов:
1 - жидкости с кинематической вязкостью менее 1,8x10-6 м2/с до 0,5x10-6 м2/с (вода с температурой от 0 до +60 °С);
2 - жидкости с кинематической вязкостью менее 0,5х10-6м2/с включительно (вода с температурой более или равной + 60 °С).
Пределы допускаемых относительных погрешностей измерительных каналов ЭБ приведены в таблице 3.
Таблица 3
| Пределы допускаемой относительной погрешности, % |
| измерения времени распространения ультразвуковых импульсов и расхода | преобразования расхода в частотный /импульсный сигнал | преобразования расхода в аналоговый сигнал | измерения объёма | времени наработки |
| ±0,4 | ±0,1 | ±0,4 | ±0,5 | ±0,1 |
Пределы допускаемых относительных погрешностей расходомеров-счетчиков жидкости ультразвуковых US800, определенных на установке поверочной по эталонному расходомеру-счетчику в соответствии с документом «Расходомер-счетчик жидкости ультразвуковой US800. Руководство по эксплуатации US800.42l364.00IIr). Часть 2» приведены в таблице 4.
Таблица 4
| Диапазон расхода | Номинальный диаметр, DN, мм; и тип УПР | Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении, % |
| расхода по индикатору и частотному выходу | расхода по токовому выходу | объёма по индикатору |
| Qнaим — Qп | 15 — 150 однолучевой | ±1,5 | ±2,0 | ±1,5 |
| 100 — 150 двухлучевой | ±1,0 | ±1,5 | ±1,0 |
| Qп — Q™^ | 15 — 150 однолучевой | ±1,0 | ±1,0 | ±1,0 |
| 100 — 150 двухлучевой | ±0,5 | ±1,0 | ±0,5 |
Пределы допускаемых относительных погрешностей расходомеров-счетчиков жидкости ультразвуковых US800, определенных имитационным методом в соответствии с документом «Расходомер-счетчик жидкости ультразвуковой US800. Руководство по эксплуатации US800.421364.001Ir). Часть 3» приведены в таблице 5.
Таблица 5
| Диапазон расхода | Номинальный диаметр, DN, мм; и тип УПР | Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении, % |
| расхода по индикатору и частотному выходу | расхода по токовому выходу | объёма по индикатору |
| Qнаим — Qп | 32 - 200 | однолучевой | ±3,0 | ±3,0 | ±3,0 |
| 100 - 200 | двухлучевой | ±2,0 | ±2,0 | ±2,0 |
| Qп — Qrand | 32 - 200 | однолучевой | ±2,0 | ±2,0 | ±2,0 |
| 100 - 200 | двухлучевой | ±1,5 | ±2,0 | ±1,5 |
| Qнаим — Qп | >200 | однолучевой | ±2,0 | ±2,5 | ±2,0 |
| >200 | двухлучевой | ±1,5 | ±2,0 | ±1,5 |
| Qп — Qrand | >200 | однолучевой | ±1,5 | ±2,0 | ±1,5 |
| >200 | двухлучевой | ±0,75 | ±1,5 | ±0,75 |
Виды выходных сигналов ЭБ, диапазоны их изменений, нагрузка, коммутируемые сигналы приведены в таблице 6.
Таблица 6
| Вид выходного сигнала | Пределы, диапазон изменений | Нагрузка, коммутируемый сигнал | Кол. | Примечание |
| Частотный/ импульсный | (0 - 1000) Гц | не менее 100 Ом; однополярный меандр амплитудой до +5 В | 1(2) | |
| Постоянный ток | (4 - 20) мА | до 1 кОм | 1(2) | по заказу |
| Интерфейс RS-485 | от -7 до +12 В Modbus RTU | до 32 приёмопередатчиков в одном сегменте сети | 1(2) | второй выход по заказу |
| Интерфейс USB | от +2,8 В до +3,6 В | | 1 | по заказу |
| Ethernet | Modbus RTU | Ethernet 10/100BaseT(X) - «витая пара» | 1 | по заказу |
Основные технические характеристики и рабочие условия эксплуатации US800 приведены в таблице 7.
Таблица 7
| Наименование характеристики | Значение |
| Жидкость и её состояние: скорость потока, м/с, не более число Рейнольдса, не менее кинематическая вязкость, м2/с, не более содержание газа и твердых частиц в жидкости от объёма, %, не более температура, °С давление жидкости в трубопроводе, МПа, не более | Вода горячая/холодная, промышленные и бытовые стоки, кислоты и щёлочи, мазут и масла 12 5000 120-10-6 3 от 0 до +150 6,3 |
| Электрическое питание, В: напряжение переменного тока частотой (50 ± 1) Гц | от 187 до 242 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 5 |
| Габаритные размеры ЭБ, не более, мм | 200х180х100 |
| Габаритные размеры УПР, мм, (длина х ширина х высота) | от 370x120x30 до 2400x2190x2190 |
| Масса ЭБ, кг, не более | 1,7 |
| Масса УПР, кг | от 1 до 1450 |
| Степени защиты, обеспечиваемые оболочками по ГОСТ 14254-2015: ЭБ УПР, со стороны подключения к ПЭП | IP67/IP65 IP69/IP68/IP65 |
| Условия эксплуатации ЭБ: температура окружающего воздуха, °С влажность окружающего воздуха, % атмосферное давление, кПа | от +5 до +50 до 95 от 84,0 до 106,7 |
| Условия эксплуатации УПР: температура окружающей среды, °С влажность окружающей среды, % давление окружающей среды, кПа | от -40 до +60 до 100 от 84,0 до 106,7 |
| Среднее время наработки на отказ, ч, не менее | 50000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 12 |
Знак утверждения типа
наносится на лицевую панель ЭБ в нижней центральной части методом трафаретной печати или лазерной гравировки, а также на титульные листы паспорта и методики поверки типографским способом.
Комплектность
Таблица 8 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количес тво | Примечание |
| Электронный блок | ВМТБ.408843.00Х | 1 шт. | |
| УПР | ВМТБ.407151.00Х | 1 (2) шт. | (2) - для модификаций US800 c двумя каналами измерения расхода |
| Источник питания | ВМТБ.436231.001 | 1 шт. | для ЭБ с питанием от напряжения постоянного тока |
| Комплект ПЭП с прокладками | ВМТБ.433633.00Х | 1 (2) шт. | для изготовления УПР на трубопроводе от DN300 |
| Комплект монтажных частей КМЧ-800-1(2) | ВМТБ.4О7921.ООХ | 1 (2) шт. |
| Эксплуатационная документация в составе: - руководство по эксплуатации - паспорт | ВМТБ.407251.001РЭ ВМТБ.407251.001ПС | 1 экз. 1 экз. | При групповой поставке РЭ поставляется из расчёта один экземпляр на десять ЭБ US800 |
| Линии связи ЭБ с УПР | | | Длина и количество определяется заказом |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 4 руководства по эксплуатации ВМТБ.407251.001РЭ.
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 сентября 2022 г. № 2356 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объёма жидкости в потоке, объема жидкости и вместимости при статических измерениях, массового и объемного расходов жидкости»;
ВМТБ.407251.001ТУ «Расходомер-счетчик жидкости ультразвуковой US800. Технические условия».
54182-13
