Курсовая Поверка и калибровка расходомеров. Поверки вихревых расходомеров жидкостей
 Скачать 484 Kb.
|
|
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА на тему: «поверки вихревых расходомеров жидкостей.», выполненная для аттестации в качестве поверителя 1. Краткое описание. Область применения. Технические характеристики поверяемого средства измерения. Рассмотрим вихревой расходомер жидкости ВПС производства ЗАО «НПО «ПРОМПРИБОР» г. Калуга. Преобразователь расхода вихревой электромагнитный ВПС — единственный вихревой преобразователь расхода с автономным питанием, имеющий диапазон измерения 1:100. Преобразователь расхода вихревой электромагнитный ВПС предназначен для преобразования расхода (объема) холодной или горячей воды, а также других жидкостей с удельной электропроводностью не менее 2×10-3 (См/м) в выходные электрические сигналы: частотный или импульсный. Применяется для учета потребления количества жидкости в наполненных напорных трубопроводах систем водо- и теплоснабжения для технологических целей и учетно-расчетных операций в составе теплосчетчиков, счетчиков-расходомеров, а также автоматизированных систем сбора данных, контроля и регулирования технологических процессов. Принцип работы преобразователя основан на преобразовании частоты отрыва вихревой дорожки (дорожки Кармана), образующейся за установленным в потоке телом, в частоту электрического сигнала. В потоке жидкости, под воздействием магнитного поля, образуется переменная ЭДС с частотой, пропорциональной объемному расходу жидкости. ЭДС снимается сигнальным электродом, усиливается и преобразуется до логического уровня. После чего, сигнал поступает на микроконтроллер, обрабатывает частоту вихреобразования и формирует выходной импульсный сигнал. Преобразователь преобразует объемный расход в частоту электрического сигнала, которая, либо пересчитывается в нормированные для группы типоразмеров импульсы единиц объема (если используется импульсный выход Vp), либо поступает непосредственно на выход (если используется дополнительный частотный выход V0). Питание преобразователя осуществляется от встроенной литиевой батареи с напряжением 3,65В Структурная схема преобразователя.  Импульсный выход Vp выполнен по схеме «открытый коллектор» и гальванически изолирован от шин питания преобразователя. На импульсном выходе Vp сигнал формируется микроконтроллером при обработке частоты вихреобразования в соответствии с индивидуальной градуировочной характеристикой преобразователя. Количество импульсов на импульсном выходе Vp связано с частотой вихреобразования f0 следующей зависимостью: Nvp=(Am*f0+Bm*Kt)*t/3600*Δu где, NVP – количество импульсов на импульсном выходе Vp; Аm, Вm - градуировочные коэффициенты преобразователя, действительные в m-ном диапазоне расходов; f0 – частота вихреобразования Kt – поправочный температурный коэффициент Δu - цена одного импульса на импульсном выходе t – время измерения, с. Зависимость поправочного температурного коэффициента Kt от температуры воды представлена в таблице  Дополнительный частотный выход V0 (частота вихреобразования) гальванически изолирован от шин питания прибора и выполнен на транзисторном оптроне по схеме «открытый» коллектор. Выход Vo предназначен для проведения градуировки и подключается установкой джампера (:3 и :4) на ХР9 3.6 Параметры инициализации (градуировочные коэффициенты, граничные частоты диапазонов, в которых они действительны, Ду преобразователя, цена импульса на импульсном выходе VP и длительность выходного импульса) вводятся в преобразователь с ПК под управлением специального программного обеспечения «МастерФлоу-Сервис». Изменения параметров инициализации возможны только при установленном джампере на разъеме разрешения инициализации ХР7 в течение не более 2-х часов. В случае, если питание было выключено то перед его включением (установкой джамперов на ХР2) необходимо удалить джампер с разъема ХР7. Разъем ХР7 расположен в сервисном отсеке платы ВПС1(2), доступ к которому прегражден опломбированным экраном. Параметры инициализации хранятся в энергонезависимой памяти (EEPROM) и восстанавливаются при включении питания преобразователя. Схемы выходных цепей преобразователя  Конструктивно преобразователь состоит из проточной части, выполненной в виде полого цилиндра, в котором установлены тело обтекания и сигнальный электрод, а также стойки, в верхней части которой, под крышкой электронного блока размещена плата ВПС1(2)В зависимости от рабочего диапазона расходов преобразователи подразделяются на три группы: ВПС1 с диапазоном 1:100; ВПС2 с диапазоном 1:50 и ВПС3 с диапазоном 1:25 Расходомера жидкости ВПС имеют следующие отличительные особенности: Широкий типоразмерный ряд приборов (Ду 20…Ду200); Диапазон измерения расхода 1:100 (для ВПС1), высокий класс точности во всем диапазоне, стабильность характеристик в ходе эксплуатации; Отсутствие трущихся и перемещающихся частей; Возможность продолжительной работы в тяжелых условиях (повышенная влажность, вибрации, высокая температура), высокая ремонтопригодность; Наличие температурной коррекции выходного сигнала; Повышенная стабильность работы на малых расходах; Наличие интерфейса, позволяющего производить тестирование преобразователя без вскрытия прибора; Установка как на горизонтальных, так и на вертикальных участках трубопроводов; Наличие модификаций с автономным питанием. Межповерочный интервал 4 года, возможность периодической поверки беспроливным методом; Наличие гигиенического сертификата; Доступная цена. Модельный ряд расходомеров ВПС имеют следующие технические характеристики: Ду, мм 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 ВПС1 (1:100) Qmin, м3/ч 0,1 0,15 0,2 0,3 0,5 0,8 1,5 2 - 5 Qпер, м3/ч 0,2 0,3 0,4 0,6 1 1,6 3 4 - 10 Qmax, м3/ч 10 15 20 30 50 80 150 200 - 500 ВПС2 (1:50) Qmin, м3/ч 0,2 0,3 0,4 0,6 1 1,6 3 4 - 10 Qmax, м3/ч 10 15 20 30 50 80 150 200 - 500 Где Ду – условный диаметр расходомера, Qmin – минимальный расход, Qmax – максимальный расход, Qпер – переходный расход. Преобразователь имеет импульсный выход с нормированной для группы типоразмеров ценой импульса, количество импульсов на импульсном выходе пропорционально объему жидкости, прошедшей через преобразователь. Климатическое исполнение преобразователя - УХЛ 2 в соответствии с ГОСТ 15150. Устойчивость к климатическим воздействиям - группа С3 по ГОСТ 12997. Преобразователь рассчитан на эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от -10оС до +50оС и относительной влажности не более 95 %. Устойчивость к механическим воздействиям - вибропрочное и виброустойчивое исполнение группы N1 по ГОСТ 12997. Преобразователь устойчив к воздействию внешнего переменного магнитного поля с частотой 50 Гц и напряженностью не более 400 А/м. В помещении, где эксплуатируется преобразователь, не должно быть среды, вызывающей коррозию материалов, из которых он изготовлен. Степень защиты преобразователя - IP65 по ГОСТ 14254. Питание преобразователя осуществляется от встроенной литиевой батареи с напряжением 3,65В со сроком службы - не менее 4 лет с даты отгрузки преобразователя предприятием-изготовителем. Диапазон температуры измеряемой среды, оС 5...150. Рабочее давление,не более ,МПа 1,6 Гидравлическое сопротивление преобразователя на расходе 0,5 от максимального, не более, МПа (кгс/см2) 0,01 (0,1) Метрологические характеристики для исполнений преобразователя: Пределы основной относительной погрешности преобразования объема жидкости в количество выходных импульсов с нормированной ценой для ВПС1, %, в диапазоне расходов от минимального до переходного ± 1,5, от переходного до максимального ± 1,0 Пределы основной относительной погрешности преобразования объема жидкости в количество выходных импульсов с нормированной ценой для ВПС2, %, в диапазоне расходов от минимального до максимального ± 1,0 Дополнительная погрешность, возникающая при изменении температуры измеряемой среды на каждые 10 оС, %, не более ±0,05 Погрешность измерения расхода (объема) вихревыми расходомерами может быть следствием погрешности преобразования частоты образования вихрей в выходной сигнал, погрешности измерения сечения измерительного участка, погрешности связанной с тепловыми изменениями геометрических размеров измерительного участка. 2. Условия и порядок проведение работ по поверке средств измерения. В соответствии с Законом Российской Федерации "Об обеспечении единства измерений": «Статья 1. Основные понятия КАЛИБРОВКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ - совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и надзору. Статья 23. Калибровка средств измерений Средства измерений, не подлежащие поверке, могут подвергаться калибровке при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту, при эксплуатации, прокате и продаже. Калибровка средств измерений производится метрологическими службами юридических лиц с использованием эталонов, соподчиненных государственным эталонам единиц величин. Результаты калибровки средств измерений удостоверяются калибровочным знаком, наносимым на средства измерений, или сертификатом о калибровке, а также записью в эксплуатационных документах». ПОВЕРКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ - совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средства измерений установленным техническим требованиям. Первичной поверке подлежат преобразователи при их выпуске из производства, периодической - находящиеся в эксплуатации. Внеочередной - в объеме периодической подлежат преобразователи после ремонта, а также в случае утраты на них документов, подтверждающих их поверку. Межповерочный интервал расходомеров типа ВПС не более 4 лет. Согласно с метрологическими характеристиками указанными в документации к расходомерам ВПС поверке подлежит преобразования объема жидкости в количество выходных импульсов с нормированной ценой. В соответствии с утвержденным типом средства измерения преобразователь расхода вихревой электромагнитный ВПС1(2)-ЧИ2.34 и методикой поверки к нему, устанавливаются методы и средства его первичной и периодической поверок. Поверка расходомера может быть выполнена проливным и беспроливным способом. 3. Операции поверки. Средства поверки. Поверка расходомера ВПС состоит из следующих операций: Внешний осмотр Проверка герметичности Определение метрологических характеристик. При получении в процессе любой из операций отрицательных результатов поверка должна быть прекращена. Преобразователь подвергается ремонту или (и) градуировке (в соответствии с Инструкцией по градуировке ППБ.407131.004.1ИГ) и повторной поверке в полном объеме. При проведении поверки применяются основные и вспомогательные средства поверки:
Допускается использование других средств измерений и испытательного оборудования с техническими характеристиками, не уступающими указанным 4. Требования безопасности 1. При проведении поверки должны соблюдаться требования безопасности определяемые: -правилами безопасности труда, - правилами безопасности эксплуатации средств поверки, приведенном в эксплуатационной документации. - «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителями» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителями». К работе по проведению поверки допускаются лица, изучившие эксплуатационную документацию, прошедшие инструктаж на рабочем месте и имеющие квалификационную группу по электробезопасности не ниже 2, Во время подготовки и при проведении поверки соблюдают порядок выполнения работ, требования безопасности и правила, установленные соответствующими документами. 5. Подготовка к поверке. 1. Перед началом поверки: -проверяют состояние и комплектность эксплуатационных документов; -убеждаются, что поверяемые средства поверены метрологической службой и сроки их поверки не истекли; -включают средства поверки и прогревают их в течение 30 мин. 2. Все операции поверки, проводят при нормальных условиях, указанных в таблице.
3. Перед испытаниями, преобразователь выдерживают в нормальных условиях не менее 8 часов. Перед проведением поверки устанавливают минимальную цену импульса , для чего устанавливают джампер (:1 и :2) на ХР9. Таблица рекомендуемых объемов при поверке проливным методом
6. Проведение поверки 1. Внешний осмотр При внешнем осмотре устанавливают соответствие поверяемого преобразователя следующим требованиям: -отсутствие механических повреждений в виде сколов, царапин и вмятин, а также следов коррозии материалов, из которых изготовлен преобразователь; -наличие и целостность пломб. 1.1 Маркировочные обозначения четкие, легкочитаемые и соответствуют их функциональному назначению. На корпусе преобразователя проверяют следующие обозначения: -полное или условное обозначение преобразователя расхода; -стрелка, указывающая направление потока; -заводской номер преобразователя; -допустимое рабочее давление; -минимальный и максимальный расходы; -товарный знак предприятия-изготовителя; -знак утверждения типа, -цена выходного импульса. 1.2 Эксплуатационная документация - в соответствии с комплектом поставки. 1.3 Заводской номер преобразователя на его корпусе, соответствует номеру на шильдике, и указанному номеру в паспорте. 2. Проверка герметичности Проверку герметичности проводят на стенде для гидроиспытаний. Входной патрубок преобразователя подсоединяют к гидросистеме стенда, выходной патрубок герметично закрывают заглушкой. Заполняют преобразователь водой от гидросистемы стенда и обеспечивают полное удаление воздуха из проточной части преобразователя. Постепенно повышают давление до 2,0 МПа в течение не менее 10с. Выдерживают испытательное давление в течение 5 мин и проводят осмотр преобразователя. Результаты проверки считаются положительными, если в течение 5мин не наблюдаются течи и потения, а также падения давления по контрольному манометру стенда. 3. Определение метрологических характеристик 3.1 Проливной метод 3.1.1 Определение основной относительной погрешности преобразования объема протекшей воды в количество выходных импульсов (импульсный выход VP). Погрешность определяют на расходомерной установке. Для этого на каждом из расходов, указанных в таблице проводят одно-два измерения
Для каждого измерения определяют значение протекшего через преобразователь объема Gi по расходомерной установке и соответствующее ему количество импульсов Ni, поступивших с импульсного выхода преобразователя. больших или равных указанным в таблице рекомендуемых объемов, при этом цену импульса на импульсном выходе задают минимальной в соответствии с таблицей Для каждого измерения определяют значение относительной погрешности по формуле: δGj =[Nij*Δu-Gij/Gij], где Δи- минимальная цена импульса на импульсном выходе в соответствии с табл.8.4; Ni- число импульсов на импульсном выходе Vp. За относительную погрешность преобразователя на импульсном выходе принимают максимальное из значений , определенных для диапазона расходов от минимального до переходного и для диапазона от переходного до максимального для преобразователей ВПС1, а также для диапазона от минимального расхода до максимального для преобразователей ВПС2. Преобразователь считается поверенным, если значение относительной погрешности преобразования объема протекшей жидкости в импульсный сигнал не выходит за пределы требований, указанных в метрологических характеристиках на расходомер . 3.2. Беспроливной метод 3.2.1 Определение погрешности преобразования входной частоты в импульсный сигнал проводят в следующей последовательности: -проводят измерение размеров проточной части преобразователя расхода в соответствии с рисунком в следующей последовательности:  а) определяют средний диаметр по формуле: Dср= (D1+D2)/2 , мм; б) измеряют сопротивление между сигнальным электродом и корпусом преобразователя расхода (Ro); в) оценивают полученные значения Dср и R0: 1) значение Dср должно соответствовать значению, указанному в паспорте в пределах допусков .
При несоответствии диаметра Dср вышеуказанным требованиям преобразователь подлежит поверке проливным методом. 2) значение R0 должно соответствовать значению, указанному в таблице, в пределах допуска в соответствии с данной таблицей. -задают минимальную цену импульса на импульсном выходе преобразователя и подключают приборы для проведения поверки, как показано на рисунке. Значение сопротивления резистора R* сопротивлений Тип резистора –МЛТ 0.25  -считывают с ПК с использованием ПО «МастерФлоу-Сервис» градуировочные коэффициенты.
-определяют для расходов, соответствующие им частоты входного сигнала и округляют полученные значения частот до целого числа: Гц fi=gi-Am/Bm где, Аm, Bm - индивидуальные градуировочные коэффициенты преобразователя, действительные в m-ном диапазоне расходов; fi - значение частоты, соответствующее g iрасходу; -устанавливают значение одной из рассчитанных частот на генераторе; -включают измерительный контроллер КИ-2 (См. ППБ.408843.026 РЭ «Контроллер измерительный КИ-2» Руководство по эксплуатации); -загружают в ПК программное обеспечение «Монитор-Сервис», выбирают режим управления «Остановка по импульсам» и задают параметры т.о., чтобы окончание измерения происходило при отсчете КИ-2 не менее 1500 импульсов, поступивших на его вход с импульсного выхода Vp преобразователя; -запускают процесс измерения и дожидаются окончания счета по показаниям на экране ПК; -на каждой из частот выполняют по одному измерению; -определяют расчетное количество импульсов на импульсном выходе Vр преобразователя для каждой из частот по формуле: Nра=(Nвх-1)*(Amfi+Bm*Kt)/3600*Δu* fi где Nвх – показания, отображенные на мониторе ПК и соответствующие числу импульсов с выхода V0 преобразователя, по завершению счета; fi - заданная на генераторе частота входного сигнала, Гц; Аm и Вm - градуировочные коэффициенты преобразователя, действительные в m- ном диапазоне расходов; Δu - минимальная цена импульса на импульсном выходе преобразователя; Кt – температурный поправочный коэффициент. Примечания 1 Величина Кt для различных температур воды приведена в таблице. Температуру окружающей среды определяют при помощи термометра с погрешностью ±1°С или считывают с ПК (См Руководство пользователя «МастерФлоу-Сервис»). 2 Допускается выполнение измерений при заданной цене импульса (отличной от минимальной), при этом следует учесть, что время измерений существенно увеличивается. -определяют основную относительную погрешность преобразования входной частоты в импульсный сигнал на каждой из задаваемых частот по формуле: δg=Nвых-Nрас/Nрас*100%, где Nвых –показания КИ-2, соответствующие числу импульсов с импульсного выхода Vр преобразователя. Преобразователь с импульсным выходом считают поверенным, если: -измеренные значения Dср, и электрического сопротивления между электродом и корпусом находятся в пределах, указанных в таблице -значение относительной погрешности преобразования входной частоты в импульсный сигнал во всем диапазоне частот не выходит за пределы ± 0,2%. 8. Оформление результатов поверки. 1. Результаты поверки оформляют протоколом. В протокол поверки заносят максимальные значения погрешностей, определенные по результатам поверки. 2. Положительные результаты поверки оформляют в соответствии с ПР50.2.006, преобразователь – пломбируют. 3. При отрицательных результатах поверки преобразователь к эксплуатации не допускают, пломбу и отметку в паспорте аннулируют и выдают извещение о непригодности с указанием причин в соответствии с ПР50.2.006. В случае устранения причин непригодности счетчик предъявляют на поверку. ПРОТОКОЛ № 17 от "7" июня 2011 г. Расходомер жидкости типа ВПС2-100. Заводской № 10001870 Предприятие-изготовитель «Промприбор» г. Калуга Принадлежит ООО «РЛЗ» наименование организации, представившей на поверку
Допускаемая основная относительная погрешность 1%. Расходомер жидкости (воды) годен | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||