Техническое обеспечение поверки водосчетчиков и расходомеров

Аннотация

Рассмотрены проблемы технического обеспечения поверки контрольно-измерительных приборов, используемых в коммунальном хозяйстве, водосчетчиков и расходомеров для подтверждения их соответствия требованиям установленных норм точности измерений.

Ключевые слова

водосчетчик , расходомер , проливное поверочное устройство , весовой метод поверки

Скачать статью в журнальной верстке PDF

В процессе эксплуатации технологических расходомеров, водосчетчиков, расходомеров из состава теплосчетчиков в различных отраслях промышленности и коммунального хозяйства необходимо проведение периодической поверки для подтверждения соответствия характеристик этих приборов требованиям установленных норм точности. Для подтверждения точности средства измерения расхода воды должны быть обеспечены эталонной базой – проливными поверочными установками. Основные требования, предъявляемые к таким установкам, изложены в [1–6].

В последние годы номенклатура приборов учета объемного расхода жидкостей значительно расширилась благодаря производству отечественных расходомеров и зарубежным поставкам. Метрологическая база для их обслуживания в регионах, как правило, отсутствует. Существующие поверочные установки имеют низкий класс точности, невысокую производительность, не всегда позволяют проводить поверку приборов, предназначенных для использования в составе информационно-измерительных систем.

Рассмотрим устройство проливной объемно-массовой установки, разработанной и производимой ОКБ «Гидродинамика» (рис. 1). Сервисная установка по своему назначению должна обеспечивать поверку и настройку приборов различного типа, разных типоразмеров, имеющих различные выходные сигналы, а также максимально удовлетворять потребности регионального сервисного (внедренческого) предприятия.

Поверочная установка состоит из следующих элементов (рис. 2):

система подготовки, хранения и подачи воды – резервуар, ресивер с датчиком давления, циркуляционный насос;

трубная обвязка – измерительный участок с эталонными расходомерами, комплект приспособлений для крепления поверяемых расходомеров, зажимное устройство;

система взвешивания – устройство переключения потока жидкости для мгновенного перенаправления его в накопительные резервуары, установленные на весовые устройства или пролетные трубы;

система управления – контроллер, силовой шкаф, система сбора и обработки информации.

Из сборного резервуара вода с помощью насоса подается в ресивер, где отделяется взвешенный в воде воздух и отфильтровываются пульсации потока воды. Затем поток воды проходит через поверяемые приборы, закрепленные на рабочем столе зажимным устройством, и через эталонные расходомеры. Далее вода через устройство переключения потока поступает либо в сборный резервуар (при поверке методом сличения с эталонным расходомером), либо в весовые баки – накопительные резервуары (при поверке весовым методом). После взвешивания накопительных резервуаров на весовых устройствах вода сливается в сборный резервуар. Регулирование расхода осуществляется при помощи преобразователя частоты вращения рабочего колеса насоса.

Система сбора данных позволяет подключить до четырех поверяемых расходомеров с выходными сигналам, например: ток 0–20 мА; напряжение 0–10 В; «общий коллектор»; «геркон» или полупроводниковый ключ; «оптосъем» («звездочка»). Такой широкий спектр входных сигналов позволяет отнести установку к классу сервисных, позволяющих обеспечить поверкой максимальное число типов приборов.

Система управления обеспечивает подачу управляющих сигналов на преобразователь частоты вращения рабочего колеса насоса, на приводы кранов выбора эталонного расходомера, на соленоидные клапаны слива воды из накопительных резервуаров, на электро- или пневмопривод устройства переключения потока, на приводы управления выбором весового устройства.

Процедура поверки методом сличения с показаниями эталонных расходомеров предусмотривает выполнение следующих операций.

1. Датчик (первичный преобразователь) поверяемого расходомера устанавливают на испытательный стенд. Для исключения подтекания воды гидравлический тракт уплотняют при помощи пневматического зажимного устройства. Выходные цепи вторичного преобразователя поверяемого расходомера подключают к входным цепям контроллера проливной установки (аналоговой, частотной, импульсной).

2. С клавиатуры персонального компьютера формируют задание на поверку прибора (или выбирают из базы данных по ранее поверенным приборам): число и величину поверочных расходов (м³/ч); число повторов (проливок) на каждом поверочном расходе; минимальный объем жидкости (в литрах) на каждом поверочном расходе; допустимую погрешность стабилизации расхода; масштабный коэффициент выходного сигнала поверяемого прибора (л/имп, л/мА) и т. п. Общая схема установки и текущие режимы работы отображаются на мониторе (рис. 3).

3. После завершения формирования задания запускается программа поверки. При помощи частотного привода установка производит автоматическую настройку на первый поверочный расход. После стабилизации расхода в пределах заданной погрешности запускается счет импульсов с поверяемого и эталонного приборов. После завершения проливки результаты счета заносятся в память компьютера. Производится автоматическая настройка на следующий поверочный расход и т. д. В процессе поверки автоматически осуществляется выбор необходимого (по поверочному расходу) эталонного расходомера и переключение кранов с электро- или пневмоприводом. По завершении цикла поверки на мониторе формируется таблица с результатами проливок и рассчитанными величинами погрешности поверяемых приборов. Одновременно можно проводить поверку до четырех расходомеров одного типоразмера с одинаковыми типами выходных сигналов.

Процедура поверки весовым методом заключается в сравнении показаний поверяемых расходомеров с показаниями весовых устройств. Сигналы «старт» и «финиш» счета импульсов с поверяемых расходомеров формируются фотодатчиком и «флажком», сблокированным с соплом устройства переключения потока. До сигнала «старт» поток жидкости через устройство переключения потока и пролетную трубу сливается в сборный резервуар. По сигналу «старт» происходит «взвешивание пустой тары» на весовом устройстве, затем – мгновенный переброс потока жидкости в накопительный резервуар. По сигналу «финиш» происходит обратный переброс потока жидкости на слив в пролетную трубу и резервуар. После прекращения колебаний накопительного резервуара с жидкостью происходит его взвешивание на весовом устройстве, затем срабатывает клапан для слива воды в резервуар, определяется чистый вес жидкости без учета тары. После завершения поверки на монитор выводятся показания поверяемых расходомеров, объем по весам (пересчитанный из веса), а также погрешности поверяемых расходомеров. Класс точности установки определяется классом точности весового устройства.

За последние годы вопросы технического обеспечения поверки приборов учета воды обсуждались и на страницах печати, и на научно-технических конференциях, но к сожалению, серьезных перемен в этой области не произошло. Поэтому разработка нормативного документа, содержащего требования к поверочным установкам, необходима для производителей не только поверочного оборудования, но и приборов учета энергоносителей, а также для государственных центров испытаний средств измерений. Только в этом случае можно разработать технически совершенное, метрологически обеспеченное измерительное оборудование, позволяющее достоверно и точно осуществлять измерения в области расходометрии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Абрамов Г. С., Барычев А. В., Зимин М. И. Практическая расходометрия в промышленности. – М., ОАО «ВНИИОЭНГ», 2000.
Анчишкин А. С. и др. Установка УППР-500 ЗАО НПО «Промприбор» (опыт создания и эксплуатации / Совершенствование измерений расхода, регулирование и коммерческий учет энергоносителей: Тр. 3-го Междунар. научно-практ. форума. – СПб: Борей-Арт, 2003.
Кузник И. В., Брюханов В. А. Регламентация требований к установкам для поверки преобразователей расхода, расходомеров, водосчетчиков / Коммерческий учет энергоносителей: Тр. 17-й Междунар. научно-практ. конф. – СПб: Борей-Арт, 2003.
Бикинеев И. В., Каргапольцев В. П., Кукаркин Ю. В., Буланов С. Л. Метрологическое обеспечение расходомеров-счетчиков воды и технологических жидкостей // Промышленная энергетика. 2003. № 8.
Лачков В. И., Чугунов О. Б. К вопросу о методах поверки расходомеров / Совершенствование измерений расхода, регулирование и коммерческий учет энергоносителей: Тр. 3-го Междунар. научно-практ. форума. – СПб: Борей-Арт, 2003.
Ещенко С. Н., Минаков А. А., Митин А. А. К вопросу о сопоставимости результатов поверок водосчетчиков, полученных на различных поверочных установках / Коммерческий учет энергоносителей: Тр. 17-й Междунар. научно-практ. конф. – СПб: Борей-Арт, 2003.