Назначение
Расходомеры Turbo Flow GFG (далее - расходомеры) предназначены для измерений объемного расхода и объема газа в рабочих условиях и вычислений объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, массового расхода и массы газа - природного, воздуха, азота, а также других однокомпонентных газов и газовых смесей известного состава.
Описание
Принцип работы расходомеров основан на зависимости частоты колебаний струи измеряемой среды в чувствительном элементе расходомера от объемного расхода газа, протекающего через него. В качестве чувствительного элемента преобразователя расхода используется струйный генератор. Парциальный расход, протекающий через чувствительный элемент, обеспечивается устройством формирования расхода. Частота колебаний воспринимается пьезопреобразователем и преобразовывается в электрический частотный сигнал, поступающий в электронный блок преобразователя расхода. В электронном блоке частотный электрический сигнал, поступивший от пъезопреобразователя, преобразуется в цифровой сигнал, определяющий объемный расход газа в рабочих условиях.
Сигналы, сформированные в электронном блоке, поступают в вычислитель параметров, в котором выполняются вычисления объема газа, объемного расхода и объема газа, приведенного к стандартным условиям, массового расхода и массы газа.
В состав расходомеров входят:
- преобразователь расхода (ПР);
- устройство формирования расхода (УФР), предназначенное для формирования парциального расхода, измеряемого ПР;
- преобразователь температуры (ПТ);
- преобразователь давления (ПД).
ПР выполнен в виде конструктивно законченного узла и состоит из:
- чувствительного элемента (ЧЭ) - струйного генератора с пьезопреобразователем;
- электронного блока (ЭБ);
- вычислителя параметров (ВП), принимающего информацию по каналам расхода, давления и температуры от ЭБ и вычисляющего объемный расход и объем газа, приведенный к стандартным условиям, а также массовый расход и массу газа по стандартизованным алгоритмам с учетом введенных физико-химических и теплофизических параметров измеряемой среды. ВП может иметь показывающее устройство для отображения информации и клавиатуру для управления. Вычислитель параметров может быть вынесен во внешний терминал (ВТ). ВТ подключается к ПР посредством цифровой линии связи (проводной или беспроводной). К одному ВТ можно подключить несколько ПР;
- блока интерфейсов (БИ), который предназначен для настройки расходомеров по каналам цифровой связи и для передачи данных по стандартным аналоговым и цифровым протоколам на внешний терминал, принтер, ПК или устройства передачи данных по проводным и беспроводным интерфейсам с целью интеграции в автоматизированных системах управления технологическими процессами (АСУТП). БИ позволяет подключать к расходомерам внешние преобразователи параметров (плотномеры, анализаторы точки росы, хроматографы) по стандартным аналоговым и цифровым интерфейсам;
- блока фильтра и диагностики состояния ПР (устанавливается дополнительно по специальному заказу). Выполняет функцию фильтра измеряемой среды, поступающей в ПР, и функцию диагностики его состояния. В расходомере предусмотрена возможность очистки фильтра в эксплуатации.
Для возможности дистанционного считывания и отображения информации (архивов, текущих и настроечных параметров) расходомер может быть укомплектован выносным терминалом индикации.
В зависимости от конструкции и состава УФР расходомеры имеют следующие модификации:
- модификация Turbo Flow GFG-F - расходомеры, в которых УФР представляет собой корпус круглого сечения - измерительный участок (включающий необходимые прямолинейные участки) с установленной в нем специальной диафрагмой с коническим входом износоустойчивого исполнения.
- модификация Turbo Flow GFG-Z - расходомеры, в которых УФР представляет собой корпус круглого сечения или измерительный трубопровод с установленным в его поперечном сечении напорным элементом в виде зонда;
- модификация Turbo Flow GFG-AP - расходомеры, в которых УФР представляет собой комплекс из измерительных камер, стандартного сужающего устройства и необходимых прямолинейных участков измерительного трубопровода;
- модификация Turbo Flow GFG-H - расходомеры, в которых ПР, УФР, ПТ и ПД (при наличии) конструктивно объединены в одном корпусе.
В зависимости от состава и выполняемых функций расходомеры имеют исполнения, указанные в таблице 1.
Таблица 1
| Исполнение | ПР, УФР | Преобразователи в составе расходомера | ВП | ВТ | Интерфейс для подключения внешних ПП | Выносной терминал |
| ПТ | ПД |
| СО | + | — | — | — | — | — | +\—* |
| С1Т | + | + | — | + | — | — | +\—* |
| C1TP | + | + | + | + | — | — | +\—* |
| С1ТРП | + | + | + | + | — | + | +\—* |
| C2TP | + | + | + | + | + | — | +\—* |
| С2ТРП | + | + | + | + | + | + | +\—* |
Примечание: «+» - входит в состав расходомера, «-» - не входит в состав расходомера +\-* -может входить опционально (по заказу)
Для измерений объемного расхода газа в прямом и обратном направлениях (реверсивный режим) применяются модификации Turbo Flow GFG-F и Turbo Flow GFG -ДР исполнения R с установкой на одном УФР двух встречно включенных по направлению потока ПР и диафрагм для измерения реверсивных потоков.
В зависимости от максимального избыточного давления в трубопроводе расходомеры имеют следующие исполнения:
- исполнение А - для установки в измерительные трубопроводы с максимальным избыточным давлением до 0,005 МПа включительно;
- исполнение В - для установки в измерительные трубопроводы с максимальным избыточным давлением до 0,6 МПа включительно;
- исполнение С - для установки в измерительные трубопроводы с максимальным избыточным давлением до 1,6 МПа включительно;
- исполнение D - для установки в измерительные трубопроводы с максимальным избыточным давлением до 6,3 МПа включительно;
- исполнение G - для установки в измерительные трубопроводы с максимальным избыточным давлением до 10 МПа включительно;
- исполнение E - для установки в измерительные трубопроводы с максимальным избыточным давлением до 16 МПа включительно;
- исполнение К - для установки в измерительные трубопроводы с максимальным избыточным давлением до 20 МПа включительно;
- исполнение L - для установки в измерительные трубопроводы с максимальным избыточным давлением до 32 МПа включительно.
Расходомеры обеспечивают выполнение следующих функций:
■ измерение объемного расхода газа в рабочих условиях и вычисление объема, объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, вычисление массового расхода и массы газов;
■ архивирование в энергонезависимой памяти и вывод на показывающее устройство результатов измерений и вычислений объемного расхода, объема, температуры, давления, архивов событий и параметров функционирования;
■ передачу измеренных данных, параметров настройки и архивной информации;
■ разделение и ограничение напряжения и тока в искробезопасных цепях.
Расходомеры обеспечивают вывод на показывающее устройство (индикатор) следующих параметров:
- текущего значения объемного расхода газа;
- текущего значения объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям;
- текущего значения температуры измеряемой среды;
- текущего значения давления измеряемой среды;
- текущих параметров даты и времени;
- суммарного объема газа в рабочих условиях и объема газа, приведенного к стандартным условиям, средние значения температуры и давления за установленные интервалы времени (минуты, часы, сутки, месяц);
- суммарного накопленного объема газа в рабочих условиях и объема газа, приведенного к стандартным условиям, с момента пуска в эксплуатацию;
- времени работы с момента пуска в эксплуатацию;
- времени работы в режиме присутствия нештатных ситуаций;
- параметры функционирования расходомера.
Заводской номер в виде цифрового обозначения, нанесен методом лазерной гравировки на информационную табличку, закрепленную на ПР и ВТ (при наличии).
Общий вид расходомеров Turbo Flow GFG представлен на рисунках 1-10.
Рисунок 1 -
Turbo Flow GFG-F
Рисунок 3 -
Внешний терминал
Рисунок 4 -
Внешний терминал
Рисунок 2 -
Turbo Flow GFG-F
расходомера
расходомера
Turbo Flow GFG
Turbo Flow GFG в метал-
лическом корпусе
Рисунок 6 -
Turbo Flow GFG-AP
Рисунок 7 -
Turbo Flow GFG-Z
Рисунок 8 -Turbo Flow GFG-H
Рисунок 5 -Turbo Flow GFG-FR реверсивный
Рисунок 9 -
Выносной терминал
Рисунок 10 -Выносной терминал в металлическом корпусе
Схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение мест нанесения знака поверки представлены на рисунках 11-17.
Рисунок 11 - Turbo Flow GFG-F
Рисунок 12 -Turbo Flow GFG-F
Рисунок 13 - Внешний терминал
Рисунок 14 - Внешний терминал в металлическом корпусе
Рисунок 15 - Расходомер Turbo Flow GFG-H
Рисунок 16 - Выносной терминал
Рисунок 17 - Выносной терминал
в металлическом корпусе
1 - пломба свинцовая для нанесения знака поверки;
2 - пломба свинцовая предприятия-изготовителя;
3 - места для нанесения знака поверки способом давления на специальную мастику;
4 - пломбы предприятия-изготовителя способом давления на специальную мастику;
5 - самоклеющаяся пломба из легкоразрушаемого материала предприятия-изготовителя;
6 - отверстия для пломбирования газоснабжающими организациями.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) расходомеров по аппаратному обеспечению является встроенным. Преобразование измеряемых величин и обработка измерительных данных выполняется с использованием внутренних аппаратных и программных средств. ПО хранится в энергонезависимой памяти. Программная среда постоянна, отсутствуют средства и пользовательская оболочка для программирования или изменения ПО.
Программное обеспечение разделено на:
- метрологически значимую часть;
- метрологически незначимую часть.
Разделение программного обеспечения выполнено внутри кода ПО на уровне языка программирования. К метрологически значимой части ПО относятся:
- программные модули, принимающие участие в обработке (расчетах) результатов измерений или влияющие на них;
- программные модули, осуществляющие отображение измерительной информации, ее хранение, передачу, идентификацию, защиту ПО и данных;
- параметры ПО, участвующие в вычислениях и влияющие на результат измерений;
- компоненты защищенного интерфейса для обмена данными с внешними устройствами.
Идентификационные данные ПО расходомеров приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | GFG |
| Номер версии (идентификационный номер МЗЧ) ПО, не ниже | 4.51 |
| Цифровой идентификатор ПО | 0x0BF7815D |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения | CRC-32 |
Недопустимое влияние на метрологически значимую часть ПО через интерфейс поль-
зователя и интерфейс связи отсутствует. Метрологические характеристики расходомеров нормированы с учетом влияния программного обеспечения.
Уровень защиты программного обеспечения расходомеров от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014. Примененные специальные средства защиты в достаточной мере исключают возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО и измеренных (вычисленных) данных.
Технические характеристики
Таблица 3 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модификации |
| GFG-H | GFG-Z | GFG-F | GFG-AP |
| Диапазон измерений расхода газа, м3/ч | от 0,016 до 300 | от 30 до 280 000 | от 0,016 до 280 000 | от 0,35 до 280 000 |
| Динамический диапазон Qmin/Qmax | 1:100 (1:250*) | 1:20 (1:50*) | 1:100 (1:160*) | 1:100 |
| Диаметр условный, мм | от 10 до 100 | от 100 до 1400 | от 10 до 1400 | от 50 до 1400 |
| Пределы относительной погрешности при измерении объемного расхода газа в рабочих условиях, %, в диапазоне: Qmin < Q < 0,01 Qmax: 0,01Qmax < Q < Qmax: | ± 1,5 ± 1,0 |
| Диапазон избыточного давления газа, МПа | от 0 до 6,3 | от 0 до 32,0 |
| Верхние пределы измерений избыточного давления (ВПИ), МПа | 0,0025; 0,004; 0,0063; 0,01; 0,016; 0,025; 0,04; 0,063; 0,1; 0,160; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10; 16; 20; 32 |
| Верхние пределы измерений абсолютного давления (ВПИ), МПа | 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 6,3; 10; 16; 20; 32 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении давления, % | ± 0,25 |
| Рабочий диапазон измерений давления, % ВПИ | от 33 до 100 |
Продолжение таблицы 3
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модификации |
| GFG-H | GFG-Z | GFG-F | GFG-AP |
| Диапазон температур газа, °С | от -20 до +70 | от -50 до +70 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении температуры, °С | где t | ± (0,15 + 0,002|t|) - измеряемая температура |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при вычислении массового расхода и массы газа, объема, объемного расхода и объема газа, приведенного к стандартным условиям, % | ± 0,02 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности при преобразовании измеренного расхода газа в выходной токовый сигнал (от 4 до 20 мА), % | ± 0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при преобразовании расхода газа в выходной частотный сигнал, % | ± 0,1 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности при измерении постоянного тока (от 4 до 20 мА), % | ± 0,1 |
| * По специальному заказу |
Таблица 4 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модификации |
| GFG-H | GFG-Z | GFG-F | GFG-AP |
| Цифровые проводные интерфейсы | | HART, MODBUS RTU | |
| Цифровые беспроводные интерфейсы | GSM, GPRS, Bluetooth, IrDA (ИК-порт), Zig Bee, M2M 433/868 МГц, ЫВ-1оТ, NB-Fi, LoRa |
| Маркировка взрывозащиты ПР ВТ | 1Ex db ib [ia Ga] IIC T4 Gb [Ex ib Gb] IIC |
| Параметры питания, В: | от встроенной батареи 7,2 | от встроенной батареи 7,2; от внешнего блока питания от 12 до 18; от сети переменного тока 50 Гц 220 ± 10% |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 5,0 | 15,0 |
Продолжение таблицы 4
| Наименование характеристики | Значение характеристики для модификации |
| GFG-H | GFG-Z | GFG-F | GFG-AP |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха, %, | от -40 до +70 | от -50 до +70 |
| до 95 |
| Масса, кг | от 0,5 до 50 | от 2 до 100 | от 2 до 5000 |
| Габаритные размеры, мм: | от (120х82х 84) до (290х130х 135) | от (150х12 5х80)до (1800х3 00х300) | от(150х125х80) до (9000х2000х2000) |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 60 000 |
Знак утверждения типа
наносится на маркировочную табличку, закрепленную на ПР и ВТ (при наличии), методом аппликации и на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорта типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки расходомеров в таблице 5
Таблица 5 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Примечание |
| Расходомер Turbo Flow GFG | Turbo Flow GFG - H Turbo Flow GFG - F Turbo Flow GFG - Z Turbo Flow GFG - AP | 1 шт. | Модификация в зависимости от заказа |
| Расходомеры Turbo Flow GFG. Руководство по эксплуатации | ТУАС.407299.001 РЭ | 1 экз. | Допускается поставлять один экземпляр в один адрес отгрузки |
| Расходомер Turbo Flow GFG. Паспорт | ТУАС.407299.001 ПС | 1 экз. | |
| ГСИ. Расходомеры Turbo Flow GFG. Методика поверки | | 1 экз. | Допускается поставлять один экземпляр в один адрес отгрузки |
| Комплект монтажных частей | | 1 компл. | |
Сведения о методах измерений
Методика измерений представлена в разделе 1.5 руководства по эксплуатации «Расходомеры Turbo Flow GFG Руководство по эксплуатации ТУАС.407299.001 РЭ».
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 мая 2022 г. № 1133 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений объёмного и массового расходов газа»
ГОСТ 30319.2-2015 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода.
ГОСТ 30319.3-2015 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о компонентном составе.
ГСССД МР 118-2005 Расчет плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости умеренносжатых газовых смесей.
ГСССД МР 134-2007 Расчет плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости азота, ацетилена, кислорода, диоксида углерода, аммиака, аргона и водорода в диапазоне температур 200...425 К и давлений до 10 МПа.
ГСССД МР 273-2018 Методика расчетного определения плотности, фактора сжимаемости, скорости звука, показателя адиабаты, коэффициента динамической вязкости влажных газовых смесей в диапазоне температур от 263 К до 500 К при давлениях до 30 МПа.
ГСССД МР 229-2014 Методика расчетного определения термодинамических свойств и коэффициента динамической вязкости природного газа при температурах 250...350 К и давлениях до 30 МПа на основе ГОСТ Р 8.662-2009 и ГОСТ Р 8.770-2011.
ТУ 4213-014-70670506-2013 Расходомер Turbo Flow GFG. Технические условия.
54182-13
