Назначение
Расходомеры ультразвуковые OCM Pro, PCM Pro и PCM 4 (далее - расходомеры) предназначены для измерения скорости и уровня потока жидкости, определения объемного расхода и объема жидкости в напорных и безнапорных трубопроводах и каналах.
Область применения - узлы учета объема воды (в том числе сточной) в любых отраслях народного хозяйства.
Описание
В основу принципа действия расходомеров положен метод измерений скорости и уровня. Для расчёта расхода используются данные о распределении скоростей в потоке по слоям (до 16 слоёв), уровень заполнения канала жидкостью и геометрические характеристики сечения канала.
Скорость потока жидкости измеряется ультразвуковым кросс-корреляционным методом.
Для измерений используется клиновидный или трубный датчик. Датчики могут быть выполнены в едином корпусе с датчиком уровня, и в своем составе содержать датчик скорости, датчик температуры, гидростатический датчик уровня (в трубном отсутствует) и ультразвуковой датчик уровня.
Клиновидный датчик, как правило, располагается на дне трубы или лотка, но может быть установлен в перевёрнутом положении на плавающем основании (на плотике). Трубный датчик устанавливается в напорных и безнапорных трубопроводах, а также временно переходящих в напорный режим работы. Место установки трубного датчика определяется в зависимости от наполнения трубы.
Датчик скорости излучает импульсы ультразвуковых волн, под углом 45о к оси трубопровода (с углом раскрытия луча 5°), которые отражаются от взвешенных частиц, находящихся в жидкости. Отраженный эхо-сигнал от каждой из частиц для каждого ультразвукового импульса записывается в цифровой образ для обработки. Отражения от следующего импульса записываются в другой цифровой образ. Имея данные о том, под каким углом к направлению жидкости были направлены ультразвуковые импульсы, и времени поступления эхо отражений от взвешенных частиц для каждого цифрового образа вычисляется распределение частиц по измерительным уровням (до 16 уровней) потока жидкости. Сравнивая получаемые цифровые образы и зная интервал между ними, вычисляется скорость потока в каждом измерительном уровне, по значениям строится профиль потока, который может отражаться на дисплее расходомера. Этот процесс повторяется с частотой 1000 Гц. Значения встроенного в комбинированный датчик скорости датчика температуры, используются для коррекции расчётной скорости ультразвука в жидкости. Показания датчика температуры отражаются в главном меню расходомера.
Уровень потока жидкости в трубопроводе может определяться:
- встроенным гидростатическим датчиком давления (пьезометрический датчик) с компенсатором атмосферного давления. Максимальная длина соединительного кабеля гидростатического датчика до 30 метров и без компенсатора для кабеля длиной до 200 метров. Конструктивно этот датчик размещается в одном корпусе с датчиком скорости;
- встроенным ультразвуковым датчиком уровня;
- внешним ультразвуковым датчиком уровня (надводный ультразвуковой датчик, NivuCompact, NivuMaster);
- внешним гидростатическим датчиком уровня (NivuBar, AquaBar, UniBar, HydroBar).
В вычислителе расходомера измерительная информация преобразуется в значения измеряемых величин:
- средней скорости потока жидкости;
- уровня жидкости (потока жидкости) в трубопроводе;
- расхода жидкости;
- суммарного объема жидкости.
Измерительная информация отображается на жидкокристаллическом дисплее вычислителя (графический дисплей 128х64 или 128х128 пикселей), может быть записана во внешнюю карту памяти (тип CF) и передаваться на компьютер по Ethernet, Internet и т.п. (по заказу).
Модель OCM Pro стационарная, возможность питания от переменного (100-240 В) или постоянного (24 В) тока, имеет исполнения с различным количеством релейных и аналоговых входов и выходов для подключения внешних устройств. Стационарная версия имеет два вида исполнения: для частично и полностью заполненных коллекторов (тип OCM Pro CF) и только для полностью заполненных коллекторов диаметром от 100 до 800 мм (тип OCM Pro Light (или NFP)).
Портативные модели PCM 4 и PCM Pro (взрывозащищенная версия) имеют встроенный перезаряжаемый источник питания (свинцовая батарея 12 Ач, 24-28,5 Ач) и зарядное устройство производства компании «NIVUS».
С помощью сервисной программы «NivuSoft» под управлением операционной системой Windows XP/Vista/Windows 7 можно быстро и наглядно представить данные в виде таблиц и графиков. Также программа предлагает такие дополнительные средства управления данными, как экспорт данных, усредняющие функции, вывод максимального и минимального значений, выбор места проведения измерений и т. д.
При установке датчика скорости и уровня в трубопроводе необходимо соблюдать требования к длинам прямых участков (определяется в зависимости от гидравлических условий и количества датчиков) и минимальному уровню жидкости, изложенные в технической документации фирмы - изготовителя.
Внешний вид стационарного расходомера OCM Pro (блоки управления, трубный и клиновидный датчики) показаны на рисунке 1 (Примечание: датчики могут иметь и другое исполнение).
Рисунок 1
Внешний вид портативных расходомеров PCM 4 и PCM Pro (Ex) (блоки управления, датчики аналогичные стационарному прибору и показаны на рисунке 1) показаны на рисунке 2.
Рисунок 2
Внешний вид внешних ультразвуковых (NivuCompact, NivuMaster) и гидростатических (NivuBar, AquaBar, UniBar, HydroBar) датчиков уровня показан на рисунке 3.
Рисунок 3
На рисунке 4 указано место пломбирования стационарного блока управления (бумажная пломба на блоке управления).
Рисунок 4
На рисунке 5 указано место пломбирования портативного блока управления (болты на панели блока управления).
Рисунок 5
Расходомеры имеют встроенное программное обеспечение (ПО). Структура и взаимосвязи частей ПО показана на рисунке 6.
Рисунок 6
Основные функции частей программного обеспечения:
1) Блок расчета расхода предназначен для расчетов его значений по результатам измерений сигнала, получаемого с датчиков;
2) Блок расчета объема предназначен для расчетов его значений по результатам измерений расхода;
3) Блок процессора предназначен для расчетов и хранения измерительной и диагностической информации;
4) Блок обмена предназначен для вывода через последовательный порт измерительной, диагностической и настроечной информации на внешние устройства приема;
5) Блок индикации предназначен для визуального отображения на табло расходомера измерительной, диагностической и настроечной информации;
6) Блок реального времени предназначен для измерения времени работы расходомера и времени действия диагностируемых ситуаций;
7) Блок диагностики предназначен для контроля значений измеренных параметров на соответствие заданным значениям и формирования диагностических сообщений.
8) Блок питания датчиков предназначен для подачи напряжения на датчики.
9) Блок питания предназначен для формирования питающих напряжений расходомера.
Идентификационные данные встроенного ПО приведены в таблице 1. Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений по МИ 32862010 - С
Таблица 1
| 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 |
| OCM Pro | NivuPro | V5.07 | 9522C97C | CRC32 |
| PCM 4 PCM Pro | NivuPro2 | V3.29 | 9522C97C | CRC32 |
Технические характеристики
Таблица 2
| Наименование характеристики | Значения характеристики |
| Диапазон измерений скорости потока жидкости, м/с | от -1,0 до 6,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении скорости жидкости Vu3m в диапазоне от |0,05| до |0,51 м/с, % | ±0,5/Vu3m |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении скорости жидкости в диапазоне от |0,5| м/с до 6,0 м/с, % | ± 1 |
| Диапазон измерений уровня потока жидкости встроенным гидростатическим датчиком, м | 0,05-3,5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения уровня жидкости встроенным гидростатическим датчиком, мм | ±3 |
| Диапазон измерений уровня потока жидкости встроенным ультразвуковым датчиком уровня (для клиновидного датчика), м | 0,04-4,0 |
| Диапазон измерений уровня потока жидкости встроенным ультразвуковым датчиком уровня (для трубного датчика), м | 0,02-4,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении уровня жидкости встроенным ультразвуковым датчиком уровня, мм | ±3 |
| Диапазон измерений уровня потока жидкости надводным активным ультразвуковым датчиком уровня, м | 0,1-2,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении уровня жидкости надводным активным ультразвуковым датчиком уровня, мм | ±5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при определении расхода и объема жидкости в диапазоне скоростей от |0,05| м/с до |0.5| м/с, %: | ±(0,5/У+0,3/Н), где Н-значение уровня, м |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при определении расхода и объема жидкости в диапазоне скоростей от |0.5| м/с до 6 м/с, %: | ±(1+0,3/Н), где Н- значение уровня, м |
| Напряжение питания, В: для OCM Pro (и моделей) для PCM 4 и PCM Pro | 100-240 ±10-15% переменного тока (47-63 Гц) или 24 ±15% постоянного тока от встроенного аккумулятора |
| Потребляемая мощность для OCM Pro (и моделей), Вт | не более 20 |
| Габаритные размеры (длина, высота, ширина), мм: клиновидный датчик скорости и уровня; трубный датчик скорости и уровня вычислителя OCM Pro CF вычислитель OCM Pro Light вычислителя PCM Pro, PCM 4 | 320x40x28 Ду 35*350 236*237*259 118; 185; 239 246*176*305 |
| Масса расходомера (в зависимости от исполнения), кг | 2,0-3,0 |
| Диапазон температуры рабочей жидкости, оС вычислителя OCM Pro (и моделей) вычислителя PCM Pro, PCM 4 | от -20 до +50 от -10 до +40 |
| Диапазон рабочих температур окружающего воздуха для вычислителя, оС: | от -30 до +70 |
| Относительная влажность окружающего воздуха, % | до 90 без конденсации |
| Степень влагозащиты: вычислителя OCM Pro (и моделей) вычислителя PCM Pro, PCM 4 с закрытой верхней крышкой | IP65 IP67 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на эксплуатационную документацию типографским способом и на электронный блок преобразователя в виде наклейки.
Комплектность
| Расходомер (электронный блок и датчики) | 1 шт. |
| Паспорт | 1 шт. |
| Эксплуатационная документация | 1 шт. |
| Методика поверки МП 2550-0060-20 | 1 шт. |
| Транспортная упаковка | 1 шт. |
| Диск программы «NivuSoft» | 1 шт. |
| * зарядное устройство * | 1 шт. |
| карта памяти | 1 шт. |
| * монтажный комплект | 1 компл. |
Примечание: * по заказу
Поверка
Осуществляется в соответствии с документом: МП 2550-0060-20 “Расходомеры ультразвуковые OCM Pro, PCM Pro и PCM 4. Методика поверки”, утвержденным ГЦИ СИ ВНИИМ им Д.И. Менделеева 26.04 2007 г.
Основные средства поверки:
установка эталонная типа ГДУ-400/0,5 c максимальным расходом 190м3/ч и погрешностью ±0,3 %;
установка уровнемерная типа УРГ-6000 с верхним пределом измерений 6м и погрешностью ±1 мм.
Межповерочный интервал - 4 года.
Нормативные документы
ГОСТ 8.510-2002 “ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений объема и массы жидкости”.
ГОСТ 8.477-82 “ ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений уровня жидкости.”
Техническая документация фирмы-изготовителя.
Рекомендации к применению
- Выполнение государственных учетных операций.
- Осуществление торговли и товарообменных операций.
4252-74