Назначение
Система измерительная автоматизированная «ИС-9» (далее по тексту - Система, ИС-9) в составе испытательного оборудования горизонтального стенда закрытого типа № 9 корпуса 7 ПАО «ОДК-Сатурн» предназначена для измерений параметров наземных газотурбинных двигателей (ГТД) при их стендовых испытаниях: избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред; расхода топливного газа; температур газообразных и жидких сред; частоты переменного тока, соответствующей частоте вращения выходного вала редуктора.
Описание
Принцип действия ИС-9 при измерении физических величин основан на преобразовании измеряемых физических величин первичными измерительными преобразователями (1111) в электрические сигналы, функционально связанные с измеряемыми физическими величинами, с последующим преобразованием, нормализацией и передачей их по каналам связи в измерительные модули для цифрового преобразования и регистрации измеренных величин с последующей передачей для отображения средствами вычислительной техники.
Конструктивно ИС-9 включает в себя следующие основные компоненты:
- шкаф приборный с установленными в нем модулями стандартов PXI, SCXI, объединенных локальной сетью Ethernet;
- шкаф температурных преобразователей с установленными в нем переходными клеммами, соединенных кабельными линиями с входными разъемами измерительных модулей;
- рабочее место оператора с установленными на нем двумя персональными компьютерами для управления комплексом (АРМ).
Функционально ИС-9 включает в себя следующие измерительные каналы (ИК):
- ИК избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред;
- ИК расхода топливного газа;
- ИК температур газообразных и жидких сред;
- ИК частоты переменного тока, соответствующей частоте вращения выходного вала редуктора.
ИК избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред.
Принцип действия ИК основан на функциональной зависимости выходных сигналов преобразователей давления измерительных АРR-2000PD и АРС-2000PD (регистрационный номер в номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений, далее - рег. № 48825-12) возникающих от воздействия измеряемого давления (разрежения) жидкостей или газов на чувствительный элемент ПП. Аналоговые выходные сигналы ПП (постоянный ток в диапазоне от 4 до 20 мА) на нагрузочных резисторах, установленных в терминальном блоке SCXI-1308, преобразуются в напряжение постоянного тока и через мультиплексор SCXI-1102В направляются на вход преобразователя напряжения измерительного аналого-цифрового (далее -АЦП) PXI-6289 (рег. № 61938-15), который преобразует их в цифровой код измеряемого сигнала и передает для регистрации и отображения средствами вычислительной техники АРМ.
ИК расхода топливного газа включает в свой состав счетчик-расходомер массовый Micro Motion CMF-50 (рег. № 45115-10). Принцип действия ИК основан на использовании сил Кориолиса, действующих на поток среды, двигающейся по петле трубопровода, которая колеблется с постоянной частотой. Силы Кориолиса вызывают поперечные колебания противоположных сторон петли и, как следствие, фазовые смещения их частотных характеристик, пропорциональные массовому расходу. Цифровой код измеряемого сигнала передается для регистрации и отображения средствами вычислительной техники АРМ.
ИК температур газообразных и жидких сред.
Принцип действия ИК на базе термопреобразователей сопротивления ТС-1288 (рег. № 58808-14) и CTR-8 (рег. № 69910-17) основан на измерении и преобразовании температуры в электрический сигнал (сопротивление постоянному току), пропорциональный измеряемой температуре, который поступает на вход преобразователей измерительных KFD2-UT2-1 (рег. № 22149-14). Аналоговые выходные сигналы с преобразователей (постоянный ток в диапазоне от
4 до 20 мА) на нагрузочных резисторах, установленных в терминальном блоке SCXI-1308, преобразуются в напряжение постоянного тока и через мультиплексор SCXI-1102В направляются на вход АЦП PXI-6289 (рег. № 61938-15), который преобразует их в цифровой код измеряемого сигнала и передает для регистрации и отображения средствами вычислительной техники АРМ.
ИК частоты переменного тока, соответствующей частоте вращения выходного вала редуктора.
Принцип действия ИК основан на измерении частоты выходных сигналов, поступающих с датчика частоты вращения, с помощью нормализатора FLA157A-003, преобразующего исходный сигнал к сигналу уровня ТТЛ той же частоты. Сигнал с нормализатора поступает на частотомер-счетчик импульсов PXI-6608 (рег. № 59749-15), преобразующий значение частоты последовательности импульсов в цифровой код, который передается для регистрации и отображения средствами вычислительной техники АРМ.
Общий вид составных частей ИС-9 представлен на рисунках 1 - 6.
Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено. Заводской номер (№ 1), наносится на бирку в месте, указанном на рисунке 1.
Защита от несанкционированного доступа к компонентам системы обеспечивается:
- ограничением доступа к месту установки системы;
- запиранием ключом замков на дверях элементов системы (рисунок 2).
5
Рисунок 5 - Общий вид счетчика-расходомера массового Micro Motion CMF-50
Программное обеспечение
Включает общее и функциональное программное обеспечение (ПО).
В состав общего ПО (ОПО) входит операционная система Windows XP (32-разрядная) и программные утилиты «Панель управления» и «Конфигуратор».
В состав функционального ПО (ФПО) входит:
1. Сервер параметров (Stendserver.exe) центральный модуль, который в реальном масштабе времени выполняет следующие функции:
- непрерывный прием измеренных данных от всех ССД;
- вычисление расчетных параметров в соответствии с заданными формулами и полиномами;
- запись измеренных и расчетных данных в файлы;
- передачу значений измеренных и расчетных параметров клиентам верхнего уровня;
- прием и передачу служебно-информационных сообщений.
2. Библиотека вычисления расчетных параметров (модуль расчета Stendserver.exe) предназначена для вычисления расчетных параметров в соответствии с заданными формулами.
3. Библиотека настройки аппаратной части ИК (ПО ССД - ssd_pxi_rt.dll, ssd_pxi_rt.dll, startup.rtexe) выполняет следующие функции:
- настройку аппаратной части ИК в соответствии с конфигурацией;
- выполнение опроса ИК с заданной периодичностью и передачу измеренных данных на сервер в реальном масштабе времени.
4. ПО метрологических исследований (pMetrology.exe) предназначено для выполнения поверок и контроля точности ИК, а также для формирования протоколов метрологических испытаний.
ФПО ИС-9 имеет метрологически значимую часть. Метрологически значимая часть ПО ИС-9 и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений. Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «высокий» по Р 50.2.077 - 2014.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Stendserver. exe | ssd_pxi rt. dll | ssd_pxi rt. dll | startup_rt. exe | pMetrology. exe |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.59.1.259 | 1.15.4.0 | 1.15.4.0 | 3.1.1.0 | 1.20.1.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | 7ABE72EF | D40C2253 | AE3B5EBD | 88B86EAA | 011B9C6A |
| Алгоритм вычисления идентификатора ПО | CRC32 | CRC32 | CRC32 | CRC32 | CRC32 |
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики ИС-9 приведены в таблицах
2 и 3.
Таблица 2 - Основные метрологические характеристики ИС-9
| Физические параметры (обозначение) | Измеряемые величины | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности | Кол-во ка- |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| ИК избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред |
| Разрежение во входном патрубке РМК (Параметры: AH1 - AH8) | Разность давлений | от 0 до 19,6 кПа (от 0 до 0,2 кгс/см2) | у: ±0,4 % от ВП | 8 |
| Давление воздуха на наддув передней опоры (Параметр: P6) | Давление избыточное | от 0 до 24,5 кПа (от 0 до 0,25 кгс/см2) | у: ±1,0 % от ВП | 1 |
| Давление воздуха на наддув задней опоры (Параметр: P7) | от 0 до 392,3 кПа (от 0 до 4 кгс/см2) | у: ±1,0 % от ВП | 1 |
| Перепад полного давления на сетке ВЗУ (Параметры: PB3y1 - PB3y2) | Разность давлений | от 0 до 7 кПа (от 0 до 0,07 кгс/см2) | у: ±0,5 % от ВП | 2 |
| Давление воздуха на входе в двигатель (Параметр: Pвх) | Давление избыточное | от 0 до 15,7 кПа (от 0 до 0,16 кгс/см2) | у: ±0,35 % от ВП | 1 |
| Давление воздуха за компрессором (Параметр: P^ | от 0 до 1,57 МПа (от 0 до 16 кгс/см2) | у: ±0,4 % от ВП | 1 |
| Давление в трубе отбора горячего воздуха до мерной шайбы (Параметр: P*отб) | от 0 до 0,59 МПа (от 0 до 6 кгс/см2) | у: ±0,4 % от ВП | 1 |
| Перепад на мерной шайбе в трубе отбора горячего воздуха (Параметр: АРотб) | Разность давлений | от 0 до 196,1 кПа (от 0 до 2 кгс/см2) | у: ±0,5 % от ВП | 1 |
| Давление топливного газа по системе питания (Параметры: Ртг; Ртгдф; Ртг3; Pтгвос) | Давление избыточное | от 0 до 2,94 МПа (от 0 до 30 кгс/см2) | у: ±0,4 % от ВП | 4 |
| Давление масла на выходе из насосов (за обратными клапанами) (Параметр: Pмдф) | от 0 до 0,69 МПа (от 0 до 7 кгс/см2) | у: ±0,35 % от ВП | 1 |
| Давление масла за масляным фильтром двигателя (Параметр: Pмзф) | от 0 до 0,69 МПа (от 0 до 7 кгс/см2) | у: ±0,5 % от ВП | 1 |
| Давление масла в магистрали подвода к подшипнику э/гене-ратора (Параметры: Pмэгп; Pмэгз) | от 0 до 98,1 кПа (от 0 до 1 кгс/см2) | у: ±0,5 % от ВП | 2 |
| ИК расхода топливного газа |
| Расход топливного газа (Параметр: GirF) | Массовый расход | диапазон измерений: от 2880 до 6800 кг/ч | 5: ±0,35 % от ИЗ | 1 |
| диапазон показаний: от 50 до 2880 кг/ч | * |
| ИК температур газообразных и жидких сред |
| Температура воздуха на входе в РМК (Параметры: tвх1 - tвх6) | Температура | от 223 до 473 K (от -50 до 200 °С) | 5: ±0,5 % от ИЗ | 6 |
| Температура масла в маслоси-стеме (Параметры: tмвх0x; tмвых0x) | от -50 до 150 °С | А: ±2,2 °С | 2 |
| Температура в системе отбора горячего воздуха (Параметр: Штб) | от 0 до 250 °С (от 273 до 523 K) | у: ±1,5 % от ВП | 1 |
| ИК частоты переменного тока, соответствующей частоте вращения выходного вала редуктора |
| Частота переменного тока, соответствующая частоте вращения выходного вала редуктора (Параметр: ^ед) | Частота переменного тока | от 2 до 1000 Гц | у: ±0,05 % от ВП | 1 |
Примечания:
1 ВП - верхний предел измерения;
2 ИЗ - измеряемое значение;
Y - приведенная погрешность, %;
5 - относительная погрешность, %;
А - абсолютная погрешность в единицах измеряемой величины;
* - выходной сигнал счетчика-расходомера массового Micro Motion CMF-50 передаётся в систему по цифровому интерфейсу без влияния на его метрологические характеристики, нормированные в описании типа (рег. № 45115-10).
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: |
| - напряжение переменного тока, В | 230+23 | |
| - частота переменного тока, Гц | 50+1,0 | |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 6000 |
| Габаритные размеры основных составных частей средства измерений, мм, (длинахширинах высота), не более: |
| - Шкаф приборный - Шкаф температурных преобразователей - Автоматизированное рабочее места оператора | 820х600х1655 550х955х1380 1800x905x1485 |
| Масса основных составных частей, кг, не более: |
| - Шкаф приборный - Шкаф температурных преобразователей - Автоматизированное рабочее места оператора | 200 120 150 |
| Условия эксплуатации оборудования ИС-9 | В пультовой | В боксе |
| - температура воздуха, °С | от +10 до +35 | от -40 до +40 |
| - относительная влажность воздуха, % | до 80 | до 90 |
| - атмосферное давление, кПа | от 84 до 106 | от 96 до 106 |
Знак утверждения типа
наносится на эксплуатационную документацию типографским способом. Комплектность средства измерений
Таблица 4 - Комплектность средства измерений (основные компоненты)
| Наименование (номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений) | Кол- во | Примечание |
| Преобразователи давления измерительные АРR-2000PD (67276-17) | 12 | |
| Преобразователи давления измерительные АРС-2000PD (67276-17) | 12 | |
| Счетчик-расходомер массовый Micro Motion CMF-50 (45115-10) | 1 | |
| Термопреобразователи сопротивления из платины и меди ТС-1288 (58808-14) | 6 | |
| Термопреобразователи сопротивления CTR-8 (69910-17) | 3 | |
| Преобразователи напряжения измерительные аналого-цифровые и цифро-аналоговые модульные NI 6289 (61938-15) | 3 | |
| Прецизионный образцовый счетчик/таймер PXI-6608 (59749-15) | 1 | |
| Руководство по эксплуатации | 1 | №7/015-562-2021 РЭ |
| Методика поверки | 1 | |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 4 руководства по эксплуатации №7/015-562-2021 РЭ.
Нормативные документы, устанавливающие требования к системе измерительной автоматизированной «ИС-9»
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 июля 2018 г. № 1621 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 июня 2018 г. № 1339 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 01 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного тока в диапазоне от 1 • 10-16 до 100 А»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от
29 декабря 2018 г. № 2825 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений объемного и массового расходов газа».
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры;
ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Общие положения.
85520-22: Методика поверкиСкачать11.8 Мб