Назначение
Счетчики газа ультразвуковые FLOWSIC500 CIS предназначены для измерений и вычислений объемного расхода, объема природного газа при рабочих и стандартных условиях.
Описание
Принцип действия счетчиков основан на измерении объемного расхода газа ультразвуковым методом: измерения разности между временем прохождения ультразвуковых импульсов по потоку и против потока газа. Измеренная разность времени, пропорциональная скорости потока, преобразуется в значение объемного расхода. Счетчик может быть оснащен вычислителем расхода и встроенными либо внешними датчиками давления и температуры при помощи которых счетчик приводит измеренный объем и объемный расход к стандартным условиям.
Модификации счетчика:
• счетчик без встроенного вычислителя расхода;
• счетчик с вычислителем расхода и внешними датчиками давления и температуры;
• счетчик с вычислителем расхода и встроенными датчиками давления и
температуры.
Конструктивно счетчик состоит из следующих составных частей:
• фланцевого адаптера (корпус счетчика), предназначенного для монтажа счетчика
в измерительный трубопровод;
• измерительного картриджа, включающего:
o блок обработки информации, o ультразвуковые приемо-передатчики основные и резервные, o для модификации с вычислителем расхода измерительный картридж может включать в себя встроенные датчики температуры и давления.
Фланцевые адаптеры стандартно производятся с фланцами по ГОСТ 33259-2015 по запросу могут быть произведены в соответствии со стандартами ANSI, DIN и другими. Контроль присоединительного диаметра фланцевых адаптеров на соответствие входным/выходным участкам измерительного трубопровода ограничивается соответствием диаметра условного прохода (DN). Во фланцевом адаптере предусмотрены посадочные места для подключения внешних датчиков давления и температуры. Данные посадочные места заглушены в модификациях счетчика без встроенного вычислителя расхода и модификациях счетчика с датчиками давления и температуры, интегрированными в измерительный картридж. В последнем случае, посадочные места могут быть использованы для подключения эталонных датчиков давления и температуры для осуществления процедуры поверки каналов измерения давления и температуры.
Требование к минимальной длине входного и выходного прямолинейного участка трубопровода при монтаже FLOWSIC500 CIS отсутствуют.
В измерительном картридже реализованы функции счетчика, отвечающие за метрологические характеристики. В нем осуществляется:
- формирование потока измеряемого газа;
- измерение давления для компенсации влияния эффектов связанных с изменением параметров потока газа при изменении рабочего давления;
- измерение объема и объемного расхода при рабочих условиях с помощью
ультразвуковых приемо-передатчиков;
- непрерывный автоматический контроль метрологических характеристик с помощью резервных ультразвуковых приемо-передатчиков,
- анализ диагностических параметров;
- сбор и архивация измеренных величин;
- измерение давления и температуры (для модификаций со встроенным вычислителем расхода и интегрированными в измерительный картридж датчиками температуры и давления);
- вычисление объема и объемного расхода газа приведенного к стандартным условиям (для модификаций со встроенным вычислителем расхода);
- отображение измеряемых величин, значений накопленных архивов данных, статусе измерений и состояния счетчика, включая уровень заряда батарей питания, через многофункциональный жидкокристаллический дисплей;
- передача информации на верхний уровень через имеющиеся интерфейсные и дискретные выходы;
- коммуникация с компьютером оператора через сервисный инфракрасный порт.
Измерительный картридж
Фланцевый адаптер (корпус счетчика)
Рисунок 1 - Общий вид счетчика в стандартной модификации FLOWSIC500 CIS
откр.
закр.
Переключатель
Подробная схема
защиты от изменения параметров располагается внутри блока обработки информации. опломбирования представлена в эксплуатационной документации на счетчик.
Позиция наклейки
Крышка клеммной коробки
Крышка контактной группы
Пломбировочный винт
Рисунок 2 - Места пломбировки
Программное обеспечение
Алгоритмы вычислений предназначены для приведения измеренного объемного расхода и объема газа в рабочих условиях в объемный расход и объем газа при стандартных условиях, вычисления теплофизических свойств газа.
Стандартно реализованы методы вычисления коэффициента сжимаемости природного газа в соответствии ГОСТ 30319.2-2015. Дополнительно счетчик рассчитывает физические свойства природного газа по следующим алгоритмам:
• SGERG88
• AGA 8 Gross method 1
• AGA 8 Gross method 2
Возможен ввод в память вычислительного устройства фиксированного значения коэффициента сжимаемости, как условно-постоянной величины.
Счетчик поставляется в комплекте с автономным программным обеспечением аттестованном в установленном порядке: FLOWgate предназначенным для конфигурирования и диагностики счетчика, а также Engineeringtool FL500, для осуществления сервисных мероприятий, сбора данных при поверки и проведения процедуры контроля метрологических характеристик (КМХ).
Программное обеспечение счетчика не относящееся к Firmware такое, как: конфигурационные параметры, значения условно-постоянных величин, параметры хранения измеренной информации и другие метрологически значимые параметры определяемые, изменяемые, передаваемые в процессе эксплуатации защищены многоуровневой системой паролей доступа с обязательным протоколированием всех вмешательств. Целостность метрологически значимого ПО, не относящегося к Firmware, определяют по журналам событий и состояниям специально выделенных параметров конфигурации (таких как Metrology CRC), предназначенных для целей проверки целостности ПО в соответствии с руководством по эксплуатации.
Таблица1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | FLOWSIC500 CIS Firmware |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | V 2.01.03 | V 2.07.00 |
| Цифровой идентификатор ПО | 0x93C4 | 0x1 С03 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора | CRC-16 CCITT |
Уровень защиты ПО - высокий в соответствии с Р 50.2077-2014.
Технические характеристики
Таблица 2 - Основные метрологические и технические характеристики
| Диапазон измерений объемного расхода газа в рабочих условиях | Представлен в таблице 3 |
| Диапазон измерений объемного расхода газа приведенного к стандартным условиям | В зависимости от номинального диаметра, объемного расхода при рабочих условиях, давления и температуры газа. |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода газа в основном диапазоне расхода (Qt... Qmax), % - в рабочих условиях - приведенного к стандартным условиям | ±0,8 ±1*) |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода газа в дополнительных диапазонах расхода (Qmin. Qtx); (Qtx. Qt), % | Представлены в таблице 3 |
Продолжение таблицы 2
| Измеряемые среды | - Природный газ - Другие газы (по запросу) |
| Температура измеряемой среды, °C | От -40 до +70 |
| Избыточное давление газа, не более МПа | 1,6 |
| Ориентация монтажа | Свободная (вертикально/горизонтально) |
| Номинальный диаметр, DN | 50, 80, 100, 150 |
| Температура окружающей среды | От -40 °C до +70 °C |
| Температура хранения | От -40 °C до +80 °C |
| Маркировка взрывозащиты | Ex 1ExiаopisПCT4 X Gb или 1ExiaopisII3T4 X Gb |
| Степень защиты | IP66 |
| Дискретные выходы | НЧ-импульсы + статусный выход, с гальванической развязкой (Гмакс = 100 Гц), ВЧ-импульсы + статусный выход, с гальванической развязкой (Гмакс = 2 кГц), Encoder + НЧ-импульсы, с гальванической развязкой (Гмакс = 100 Гц), Encoder + ВЧ-импульсы, без гальванической развязки (Гмакс = 2 кГц) 2хНЧ-импульсы , с гальв. развязкой (Гмакс = 100 Гц), |
| Интерфейсы | RS-485-модуль (внешнее питание) альтернативно к цифровым выходам, протокол Modbus RTU Оптический интерфейс |
| Г абаритные размеры и вес | Указаны в эксплуатационной документации |
| Срок службы не менее, лет | 25 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 100000 |
| Электропитание | Модель с питанием от внешнего источника: от 4,5 до 16 В постоянного тока + Аварийная аккумуляторная батарея обеспечивающая автономную работу счетчика на срок до 3 месяцев Модель с автономным питанием: аккумуляторная батарея (два блока для бесперебойной замены) обеспечивающая автономную работу счетчика на срок не менее 5 лет. |
| Примечание: *) для модификации счетчика со встроенным вычислителем, при условии выполнения контроля метрологических характеристик в соответствии с пунктами 6.3.2.1 и 6.3.3.4 методики поверки «Инструкция. ГСИ. Счетчики газа ультразвуковые FLOWSIC500 CIS. Методика поверки», с изменением №1 утвержденным ФГУП «ВНИИР» 17 июля 2017 г. |
Таблица 3 - Диапазоны измерений объемного расхода газа в рабочих условиях и соответствующие погрешности измерений объемного расхода газа при рабочих условиях и приведенного к стандартным условиям_____________________________________________________________
| Типоразмер счетчика | Диапазон измерений объемного расхода газа при рабочих условиях, м3/ч | Относительная погрешность измерений объемного расхода газа при рабочих условиях, % | Соответствующая погрешность измерений объемного расхода газа приведенного к стандартным условиям ), % |
| от | до |
| DN50 | Qmin | 0,6 | Qtx | >1,3 | 2,5 | 3,5 |
| Qtx | 1,3 | Qt | >16 | 1,3 | 2,3 |
| Qt | 16 | Qmax | >160 | 0,8 | 1 |
| DN80 | Qmin | 1,2 | Qtx | >2,5 | 2,5 | 3,5 |
| Qtx | 2,5 | Qt | >40 | 1,3 | 2,3 |
| Qt | 40 | Qmax | >400 | 0,8 | 1 |
| DN100 | Qmin | 1,9 | Qtx | >4,0 | 2,5 | 3,5 |
| Qtx | 4,0 | Qt | >65 | 1,3 | 2,3 |
| Qt | 65 | Qmax | >650 | 0,8 | 1 |
| DN150 | Qmin | 1,9 | Qtx | >4,0 | 2,5 | 3,5 |
| Qtx | 4,0 | Qt | >100 | 1,3 | 2,3 |
| Qt | 100 | Qmax | >1000 | 0,8 | 1 |
Примечание: *) для модификации счетчика со встроенным вычислителем, при условии выполнения контроля метрологических характеристик в соответствии с пунктами 6.3.2.1 и 6.3.3.4 методики поверки «Инструкция. ГСИ. Счетчики газа ультразвуковые FLOWSIC500 CIS. Методика поверки», с изменением №1 утвержденным ФГУП «ВНИИР» 17 июля 2017 г.
Знак утверждения типа
наносится на маркировочную табличку ультразвукового счетчика газа фотохимическим способом, на титульный лист в верхнем левом углу руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.
Комплектность
Комплектность поставки счетчика представлена в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность поставки
| Наименование | Кол-во | Примечание |
| FLOWSIC500 CIS | 1 | |
| Комплект эксплуатационной документации | 1 | |
| Автономное программное обеспечение для конфигурирования и диагностики FLOWgate | 1 | |
| Инфракрасный интерфейсный адаптер для подключения к счетчику через конфигурационное ПО FLOWgate | 1 | опционально |
| Батарея питания | 1...2 | опционально |
| Набор для поверки каналов измерения давления и температуры | 1 | опционально |
Поверка
осуществляется по документу МП 0130-13-2014 «Инструкция. ГСИ. Счетчики газа ультразвуковые FLOWSIC500 CIS. Методика поверки», с изменением №1, утвержденным ФГУП «ВНИИР» 17 июля 2017 года.
Основные средства поверки:
- установка поверочная расходоизмерительная, диапазон задаваемого объемного
расхода должен соответствовать основному рабочему диапазону поверяемого счетчика, с пределом относительной погрешности (относительной расширенной неопределенностью) в основном диапазоне поверяемого счетчика ±0,3%.
- калибратор температуры ATC-156B фирмы AMETEK, диапазон воспроизводимых
температур от минус 50 до плюс 100 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения температуры ±0,1°С либо камера тепла и холода, диапазон воспроизводимых температур от минус 40 до плюс 60, точность поддержания заданной температуры не хуже ±0,1°С (для случая со встроенным не демонтируемым датчиком температуры);
- калибратор давления РАСЕ фирмы «GE Druck», верхний предел измерений
1,6 МПа, пределы допускаемой относительной погрешности измерения давления ±0,1%;;
- задатчик давления (пневматический насос) с диапазоном задаваемого давления
соответствующим диапазону измеряемого давления счетчика;
- термометр по ГОСТ 28498-90, пределы допускаемой погрешности измерения
температуры не более ±0,1°С, диапазон измерения должен соответствовать диапазону измерения счетчика по каналу измерения температуры;
- калькулятор скорости звука, аттестованный в соответствующем порядке
FLOWSIC SOS calculator.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносят в свидетельство о поверке или паспорт
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационной документации.
Нормативные документы
ГОСТ Р 8.618-2006 «Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений объемного и массового расходов газа»
Техническая документация фирмы «SICK AG», Германия.
810-53