Датчики комплексные с вычислителем расхода ГиперФлоу-3Пм, 15646-14

Назначение

Датчики комплексные с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм» предназначены для измерения расхода и количества жидких и газообразных сред на промышленных и коммунальных объектах как автономное средство измерения, в составе автоматизированных систем учета и контроля или передачи информации в другие системы, кроме того могут использоваться в режиме многопараметрического датчика для измерения до четырех давлений и одной температуры. Датчики комплексные с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм» позволяют измерять расход и количество при движении потока в прямом и обратном направлении при использовании с диафрагмами для инверсивных потоков или нестандартными сужающими устройствами КРАУ5.183.013. Применение дополнительного датчика перепада давления обеспечивает расширение диапазона измерения расхода.

Описание

В основу работы «ГиперФлоу-3Пм» положен принцип измерения расхода:

-    методом переменного перепада давления;

-    с применением счетчиков объемного расхода газа (работа в режиме корректора).

В состав «ГиперФлоу-3Пм» входят: блок электронный (вычислитель), съемные датчики перепада давления, датчики избыточного давления, датчики абсолютного давления, термопреобразователь сопротивления, коробка распределительная и переносной терминал.

В зависимости от верхних пределов измерений избыточного (абсолютного) давления, измерения перепада давления и маркировки взрывозащиты выпускаются модели 1000 -1199.

Общий вид датчиков комплексных с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм» приведен на рисунке 1.

Рисунок 1. Общий вид датчиков комплексных с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм»

В основу работы датчиков комплексных с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм» положен принцип измерения избыточного (абсолютного) давления, перепада давления и температуры контролируемой среды путем преобразования:

-    избыточного (абсолютного) давления и перепада давления с помощью интегральных мостовых тензопреобразователей в цифровое значение давления и перепада давления;

-    температуры контролируемой среды с помощью термопреобразователя сопротивления в цифровое значение температуры.

Цифровые сигналы обрабатываются с помощью программного обеспечения в значения указанных физических величин.

Датчики комплексные с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм» измеряют расход при помощи различных первичных преобразователей, согласно соответствующим нормативным документам:

-    стандартными сужающими устройствами по ГОСТ 8.586.1 - ГОСТ 8.586.5-2005;

-    специальными сужающими устройствами по РД 50-411-83;

-    нестандартным сужающим устройством (НСУ) по КРАУ2.833.006ТУ;

-    со счетчиками и датчиками объемного расхода с импульсным выходом по ГОСТ Р 8.740-2011.

При использовании метода переменного перепада давления на сужающем устройстве, измеряются значения давления, температуры и перепада давления и далее в вычислителе производится расчет расхода и количества жидкостей и газов. Для воды и водяного пара по вычисленному значению расхода и измеренному значению давления и температуры производится вычисление тепловой мощности и количества тепловой энергии (работа в режиме теплосчетчика).

В системах со счетчиками объемного расхода среды датчик комплексный с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм» принимает набор импульсов от счетчика или датчика объемного расхода газа и далее при помощи измеренных значений давления и температуры вычисляет объем и объемный расход природного газа, приведенные к стандартным условиям.

Физические свойства природного газа вычисляются в соответствии с требованиями ГОСТ 30319.1-96 и ГОСТ 30319.2-96, физические свойства воды и водяного пара вычисляются в соответствии с рекомендациями МИ 2412-97, МИ 2451-98. Физические свойства других жидкостей и газов (плотность в рабочих условиях, показатель адиабаты, динамическая вязкость) в зависимости от давления и температуры задаются в виде табличных данных. Табличные значения задаются по данным ГСССД или сертифицированным программам расчета физических свойств среды в заданном рабочем диапазоне температур и давлений измеряемой среды в соответствии с утвержденной в установленном порядке методикой выполнения измерений. Физические свойства жидкостей и газов также могут задаваться комбинированным методом: задание текущей плотности измеряемой среды - по данным внешнего плотномера, показатель адиабаты и динамической вязкости - табличными данными.

При расчетах учитывается значение атмосферного давления, которое вводится как условно-постоянная величина.

Приборы обеспечивают регистрацию измеренных и вычисленных параметров контролируемой среды и выдачу измеренных, вычисленных и зарегистрированных данных на выход прибора для дистанционной передачи данных в цифровой форме.

Оборудование, входящее в состав датчиков комплексных с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм», относится к взрывозащищенному электрооборудованию по ГОСТ Р 51330.0-99 с взрывозащитой вида «искробезопасная электрическая цепь уровня ib» по ГОСТ Р 51330.10-99.

Место нанесения пломбы

Рисунок 2. Место пломбирования датчиков комплексных с вычислителем расхода

«ГиперФлоу-ЗПм»

Программное обеспечение (далее - ПО) датчиков комплексных с вычислителем расхода «ГиперФлоу-ЗПм» является встроенным.

Функции ПО: управление и синхронизация измерительных каналов, регистрация измеренных параметров контролируемой среды, расчет расхода по измеренным данным, ведение архивов данных и архива вмешательств, выдача измеренных, вычисленных и зарегистрированных данных на выход прибора для дистанционной передачи данных в цифровой форме.

ПО «ГиперФлоу-ЗПм» позволяет выводить информацию на встроенный жидкокристаллический индикатор. Взаимодействие оператора с «ГиперФлоу-ЗПм» осуществляется с помощью терминальной программы пользователя или переносного пульта управления по инфракрасному каналу.

Датчики комплексные с вычислителем расхода «ГиперФлоу-ЗПм» взаимодействуют со смежными системами контроля и управления с использованием стандартных протоколов связи - MODBUS RTU и HART. Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.

Т а б л и ц а 1

Влияние программного обеспечения на метрологические характеристики датчиков комплексных с вычислителем расхода «ГиперФлоу-ЗПм» приведено в таблице 3.

Конструкция датчиков комплексных с вычислителем расхода «ГиперФлоу-ЗПм» предусматривает защиту доступа к программирующему разъему микропроцессора путем пломбирования. Обновление и загрузка ПО возможны только при вскрытии крышки прибора с нарушением оттиска поверительного клейма. Все сохраняемые и передаваемые данные имеют защиту с помощью контрольных сумм. Предусмотрена защита от изменений параметров настройки с помощью пароля.

Уровень защиты ПО от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует уровню «С». 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

Измеряемая среда    Жидкость (в том числе вода), газ (в том

числе природный газ), водяной пар

Внутренний диаметр измерительного трубопровода первичного преобразователя, с которым работают датчики комплексные с вычислителем расхода «ГиперФлоу-ЗПм», мм:

-    диафрагма с угловым, фланцевым или трехрадиусным отбором давления

50.1000 50... 500

65 ... 500 100 ... 800

50 . 250

200 . 1200

12,5 ... 100 90 ... 110

-    сопло ИСА 1932

-    сопло Вентури

-    труба Вентури с литой (без обработки) входной конической частью

-    труба Вентури с обработанной входной конической частью

-    труба Вентури со сварной входной конической частью из листовой стали

-    специальное сужающее устройство -диафрагма с коническим входом

-    нестандартные сужающие устройства

-    счетчик объемного расхода

Диапазоны измерения расхода при применении стандартного сужающего устройства:

10...5 500 000 ст.м3/ч 0,01.. .4 000 т/ч 0,8.20 000 т/ч

-    газ (в т. ч. природный газ)

-    водяной пар

-    жидкость (в т. ч. вода)

Диапазоны измерений расхода при применении специального сужающего устройства (диафрагма с коническим входом):

-    жидкости    30.13 000 кг/ч

-    газа (в т.ч. природного газа)    1.250 ст.м /ч

3

Диапазоны измерений расхода при применении 500.150 000 ст.м /ч газ (в т.ч. при-нестандартного сужающего устройства    родный газ)

Диапазоны измерений расхода при применении    40... 400 000 ст.м /ч газ (в т.ч. при-счетчика (датчика) объемного расхода родный газ)

Диапазоны измерений тепловой мощности    0,01.9000 Гкал/ч

Диапазоны измерений теплоты сгорания    0,4.200 000 ГДж/ч

Верхние пределы измерения избыточного давле-    0,25; 0,6; 2,5; 6; 16; 25; 32; 60

ния, МПа (кгс/м2)    (2,5; 6; 25; 60; 160; 250; 320; 600)

Верхние пределы измерения абсолютного давле-    0,25; 1; 3; 6 (2,5; 10; 30; 60) ния, МПа (кгс/м )

Верхние пределы измерения перепада    6, 10, 25, 40, 100, 250

давления, кПа (кгс/м2)    (600, 1000, 2500, 4000, 10000, 25000)

Диапазоны измерения температуры, °С при применении медных ТС с а= 0,00428 °С-1    минус 180 ... плюс 200 при применении платиновых ТС

с а= 0,00385 °С-1    минус 200 ... плюс 400

с а= 0,00391 °С-1    минус 200 ... плюс 400

Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении температуры в диапазоне от минус 200 до плюс 400 °С (для платиновых термометров) и в диапазоне от минус 180 до плюс 200 °С (для медных термометров), без учета погрешности первичного медного или платинового термопреобразователя по ГОСТ 6651-2009 (для Ro=50 Ом и R0=100 Ом) в рабочем диапазоне температур, указаны в таблице 2.

Т а б л и ц а 2

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения времени ± 0,01 %.

Пределы допускаемой приведенной погрешности измерения канала перепада давления, канала избыточного (абсолютного) давления и допускаемой относительной погрешности измерения и вычисления расхода, тепловой энергии измеряемой среды указаны в таблице 3.

Т а б ли ц а 3

Примечания

1)    в диапазоне изменения избыточного давления от 1 до 100 % шкалы прибора;

2)    в диапазоне изменения абсолютного давления от 0,5 кгс/см2 до 100 % шкалы прибора;

3)    в диапазоне изменения перепада давления от 1 до 100 % шкалы прибора;

4)    в диапазоне температур от минус 60 до минус 40 °С предел приведенной погрешности измерения избыточного (абсолютного) давления ±(0,02+2,5(Р/Рмах))%, предел приведенной погрешности измерения перепада3"1 давления ±(0,02±2,5^РМРмах))% и остальные параметры по варианту исполнения по точности B.

Электропитание «ГиперФлоу-3Пм» осуществляется:

-    от барьера искрозащитного БИЗ-002 (напряжение холостого хода Uxx не более 32 В постоянного тока, ток короткого замыкания 1кз не более 70 мА);

-    от встроенного блока питания БП-012-03 КРАУ5.087.012-03 (напряжение холостого хода Uxx не более 3,7 В постоянного тока, ток короткого замыкания не более 1,0 А).

Переход прибора с одного вида питания на другой происходит автоматически.

Электропитание барьеров искрозащитных БИЗ-002 КРАУ2.222.002-04/05 осуществляется от источника постоянного тока напряжением 10.. .30 В.

Потребляемая мощность при питании от барьера искрозащитного БИЗ-002, не более

0,5 Вт 0,003 Вт

160x103x260 10 кг 20 лет

1Ех1ЬПЛТ5Х

Потребляемая мощность при питании от встроенного блока питания, не более Габаритные размеры, мм Масса, не более Средний срок службы Маркировка взрывозащиты Степень защиты составных частей «ГиперФлоу-3Пм» (от воздействия твердых тел и воды) по ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89):

-    для блока электронного БЭ-020, датчика избыточного давления ДИ-017, коробки распределительной КР-001;

IP54

IP67

IP30

IP65

-    для датчика абсолютного давления ДА-018, датчика перепада давления ДП-019;

-    для барьера искрозащитного БИЗ-002 и переносного терминала ПТ-003;

-    для термопреобразователя сопротивления.

По стойкости к механическим воздействиям «ГиперФлоу-3Пм» соответствует группе исполнения N1 по ГОСТ Р 52931-2008

Условия эксплуатации:

- температура окружающей среды, °С

от минус 40 до 60 (от минус 60 до 60 по спецзаказу)

до 98

от 84 до 106,7

-    относительная влажность при плюс 35 °С и более низких температурах (без прямого попадания атмосферных осадков), %

-    атмосферное давление, кПа

Знак утверждения типа

наносится типографским способом в верхнем правом углу титульного листа руководства по эксплуатации и формуляра; на маркировочной табличке, расположенной на боковой поверхности корпуса блока электронного, методом диффузионной фотохимии.

Комплектность

Комплект поставки «ГиперФлоу-3Пм» приведен в таблице 4.

Т а б л и ц а 4

Поверка

осуществляется по документу МП 0047-2-2013 «Инструкция. ГСИ. Датчики комплексные с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм». Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИР» 20.09.2013г.

Основное поверочное оборудование приведено в таблице 5.

Т а б л и ц а 5

Сведения о методах измерений

1)    ГОСТ 30319.0-96 «Газ природный. Методы расчета физических свойств. Общие положения»;

2)    ГОСТ 30319.1-96 «Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки»;

3)    ГОСТ 30319.2-96 «Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости»;

4)    ГОСТ 30319.3-96 «Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств по уравнению состояния»;

5)    ГОСТ 8.586.1-2005 «ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 1. Принцип метода измерений и общие требования»;

6)    ГОСТ 8.586.2-2005 «ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования»;

7)    ГОСТ 8.586.3-2005 «ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 3. Сопла и сопла Вентури. Технические требования»;

8)    ГОСТ 8.586.4-2005 «ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 4. Трубы Вентури. Технические требования»;

9)    ГОСТ 8.586.5-2005 «Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений»;

10)    ГОСТ 6651-2009 «Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний»;

11)    ГОСТ Р 8.740-2011 «Расход и количество газа. Методика измерений с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков»;

12)    РД 50-411-83 «Расход жидкостей и газов. Методика выполнения измерений с помощью специальных сужающих устройств»;

13)    МИ 2412-97 «Водяные системы теплоснабжения. Уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя»;

14)    МИ 2451-98 «Паровые системы теплоснабжения. Уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя»

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к датчикам комплексным с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм»

1)    ГОСТ Р 51330.0-99 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0. Общие требования»;

2)    ГОСТ Р 51330.10-99 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 11. Искробезопасная электрическая цепь i»;

3)    «Датчик комплексный с вычислителем расхода «ГиперФлоу-3Пм». Технические условия КРАУ1.456.001-01 ТУ»;

4)    Расходомер газа «ГиперФлоу». Технические условия КРАУ2.833.006 ТУ.

Рекомендации к применению