Расходомеры Sierra

Назначение

Расходомеры Sierra (далее - расходомеры) предназначены для измерений массового (объемного, приведенного к стандартным условиям 101,325 кПа и 20о С) расхода, массы (объема, приведенного к стандартным условиям) и скорости потока различных газов (азот, аргон, гелий, углекислый газ, воздух, метан и другие неагрессивные газы, смесь газов), давления и температуры газа (некоторые модели).

Описание

Принцип действия расходомеров основан на измерении мощности (силы тока), необходимой для поддержания постоянной разности температур между двумя платиновыми термометрами сопротивления, находящимися в потоке газа. Один термометр измеряет текущую температуру потока газа, второй термометр нагревается (с помощью постоянного тока) до существенно большей температуры. При обтекании потоком газа нагретого термометра он охлаждается, и электрическая мощность, необходимая для поддержания постоянной разности температур между двумя термометрами, является пропорциональной массовой скорости газа.

Массовый расход газа определяется с учетом внутреннего диаметра трубопровода, где установлен расходомер, и эпюры распределения скоростей газа (метод скорость-площадь).

Расходомер состоит из термометров сопротивления (первичного преобразователя расхода), электронного блока и соединительной колодки, используемой при удаленном размещении электронного блока.

Расходомеры выпускаются следующих моделей: 620s, 640i, 640s, 670s, 780i, 780s, 780s UHP, 760s, отличающихся по погрешности измерений объемного расхода и объема газа; типу первичного преобразователя расхода (погружной или полнопроходный), диапазонами диаметров условного прохода, максимальным рабочим давлением и температурой измеряемой среды.

Модели 640i и 780i имеют 2 дополнительных термометра сопротивления, позволяющие компенсировать теплообмен с окружающей средой. Кроме того, модели 640i и 780i имеют режим работы Dial-A-Gas, при котором компонентный состав газа и рабочие условия могут отличаться от условий при калибровке расходомера.

Первичный преобразователь расхода газа моделей 620s, 640i, 640s, 670s представляет собой полую штангу из нержавеющей стали, внутри которой установлены два (четыре в модели 640i) термометра сопротивления Pt100. Модели 780i, 780s, 780s UHP, 760s имеют полнопроходный первичный преобразователь расхода газа, представляющий собой отрезок трубопровода с установленными внутри термометрами сопротивления.

Расходомеры обеспечивают:

- формирование цифрового сигнала в стандарте интерфейса RS232, несущего информацию о результатах измерений и диагностике;

- формирование токового сигнала в диапазоне тока (4-20) мА или потенциального сигнала (0-5) В, пропорционального измеренному расходу;

- формирование импульсного сигнала, пропорционального измеренному объему;

- отображение результатов измерений и диагностики посредством табло

На жидкокристаллическом табло во время проведения измерений отображаются следующие значения измеряемых величин в графическом и цифровом виде:

- текущий массовый расход;

- общий массовый расход;

- средняя скорость;

- общий объемный расход;

- текущий объемный расход;

- дата, время;

- давление (только для моделей 780i, 640i);

- температура (только для моделей 780i, 640i)

Длина прямых участков трубопровода перед и после первичного преобразователя расхода должна составлять, в простых случаях, соответственно, не менее 10^Ду и 5 •Ду, для сложных случаев данные приведены в Руководстве по эксплуатации.

Рисунок 1

Программное обеспечение

Расходомеры имеют внешнее и встроенное программное обеспечение (ПО). Структура и взаимосвязи частей ПО показана на рисунке 2.

Рисунок 2

Основные функции частей программного обеспечения:

1) Блок расчета расхода предназначен для расчетов его значений по результатам измерений сигнала, формируемого на термометрах сопротивления расходомера;

2) Блок расчета объема предназначен для расчетов его значений по результатам измерений расхода;

3) Блок архивации 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.

Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.

Таблица 1

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню защиты «С» согласно МИ 3286-2010.

Влияние ПО учтено при нормировании метрологических характеристик

Технические характеристики

Таблица 2

Примечания:

- 1 Qmax — верхний предел диапазона измерений, Q - текущее значение массового расхода газа.

- 2 ± 3,0Qmax/Q в режиме Dial-A-Gas

- 3 - в зависимости от заказа

*при заказе производится калибровка расходомеров для работы на определенной температуре среды. Указанные пределы допускаемой погрешности относятся к температуре среды ± 20 оС от температуры калибровки.

Знак утверждения типа

наносится на лицевую панель расходомеров в виде наклейки и на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом.

Комплектность

Таблица 3

Поверка

осуществляется по документу МП 2550-0235-2014 «Расходомеры Sierra. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 10 февраля 2014 г.

Перечень эталонов, применяемых при поверке:

- установка поверочная газодинамическая ИРВИС-УПГ-5000, диапазон измерений расхода воздуха от 0,025-5000 м3/ч, пределы допускаемой относительной погрешности при измерении объема ± 0,3 % .

- стенд аэродинамический АДС 700/100 из состава ГЭТ 150-2012, диапазон воспроизведения скорости воздушного потока от 0,1 до 100 м/с, СКО = 0,2%, НСП = 0,2%;

- термометр ртутный стеклянный лабораторный по ГОСТ 28498-90, цена деления 0,1 оС;

- барометр PTB220 кл. А (± 20 Па);

- паровой термостат типа ТП-1М для воспроизведения температуры кипения воды с погрешностью не более ± 0,03 °С;

- нулевой термостат ТН-12 или сосуды Дьюара для воспроизведения температуры плавления льда с погрешностью не более ± 0,02 °С;

- магазин сопротивлений P4831*;

- манометр эталонный класса 0,16 с верхним пределом измерений 4 МПа или 6,3 МПа (в зависимости от верхнего предела измерений давления поверяемого расходомера).

Сведения о методах измерений

Методика измерений приведена в документе «Расходомеры Sierra. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

ГОСТ 8.618-2006 “ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений объемного и массового расхода газа ”.

ГОСТ 8.542-86 "ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений скорости воздушного потока".

Техническая документация фирмы-изготовителя.

Рекомендации к применению

Осуществление торговли и товарообменных операций, выполнение государственных учетных операций.