Реферат: Комплекс технических средств исток. Методы и средства измерения

Григорьев Сергей Николаевич; Директор НПЦ «Спецсистема», Республика Беларусь; г. Витебск, пр-т Фрунзе, 77. Тел(факс) (8-10375-212) 24-06-44; 24-29-12; Тел. мобил. (8-10375-29) 624-06-44.

Email: spsys@vitebsk.by; WWW.spsys.net

(Тезисы доклада)

Комплекс технических средств ИСТОК.

Методы и средства измерения энергоресурсов.

С 1992г. научно-производственный центр “Спецсистема”, г. Витебск проводит работы по созданию автоматизированных измерительных систем.

Базовые системы измерительные, входящие в состав комплекса технических средств ИСТОК, отвечают современным требованиям к приборам и системам учета потребления топливно-энергетических ресурсов, являются средствами измерений и зарегистрированы в Государственных реестрах средств измерений Республики Беларусь, Российской Федерации, Республики Казахстан и Украины.

Решением Экспертного совета при Государственном комитете по энергосбережению и энергетическому надзору Республики Беларусь ^ КТС ИСТОК рекомендован для коммерческого и технического применения в нашей Республике.

Наше предприятие стало лауреатом конкурса лучших товаров РБ на рынке Российской Федерации за 2004 г.

^ 1. Постановка задачи

Современное развитие промышленных автоматизированных систем комплексного учета энергоресурсов (АСКУЭ) различных уровней и направлений характеризуется все возрастающей степенью их ДЕЦЕНТРАЛИЗАЦИИ. Это позволяет:

отображать значения параметров энергопотребления непосредственно в местах выработки и использования энергии;

на основе оперативных данных осуществлять регулирующие воздействия на процесс энергопотребления;

объективно анализировать и оценивать принимаемые технические или организационные решения, направленные на экономное использование топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), модернизацию энергообъектов и проведению мероприятий по недопущению создания аварийной обстановки.

Такое развитие АСКУЭ определяется как следствие непрерывного удорожания энергоносителей, ограничения их потребления и требует повышения эффективности их экономного использования на каждом рабочем месте. Поэтому доведение информации о реальном энергопотреблении, состоянии и значении технологических параметров энергообъектов до каждого, существенно значимого, рабочего места становится принципиально важным потому, что экономить без учета и контроля невозможно.

Одно из самых простых и практически очевидных решений в сбережении любых ресурсов и ценностей состоит в улучшении качества учета путем сертификации систем учета.

Наблюдается общее непонимание происходящих процессов и, как следствие, завышение или занижение норм расхода, спорные ситуации, воровство энергоресурсов и т.п.

Существующие на многих промышленных предприятиях методы учета и контроля расходов энергоресурсов, основанные на расчетных данных, значительно влияют на величину списания затрат за потребленную ими энергию. Такая практика показала, что данные методы учета носят субъективный характер, не отражают действительную картину энергопотребления по отдельным структурным подразделениям предприятия, а зачастую и вовсе делают ее не соответствующей действительности. В итоге это приводит к составлению ошибочного энергетического баланса предприятия, а это искажает реальную картину списания энергетических потерь на производственные нужды и увеличивает внутрицеховые эксплуатационные затраты.

Объективный товарный учет обеспечивается только в результате точных измерений, а их достоверность гарантируется сертификацией и поверкой (калибровкой) систем учета в процессе их эксплуатации без нарушения их целостности. Где нет сертификации и метрологического обеспечения (например, расчета погрешности по всему диапазону расхода) именно в процессе эксплуатации, там нет достоверного коммерческого учета.

Представляемый вашему вниманию комплекс технических средств ИС-ТОК предназначен для организации много узлового коммерческого и технического учета отпуска или потребления, контроля и распределения энергоресурсов (тепловая энергия с водой, и водяным паром, газ, вода, сжатый воздух, электроэнергия и т.д.) в пределах любых промышленных и энергетических предприятий.

2. Структура КТС ИСТОК

2.1 Первый уровень КТС ИСТОК – системы измерительные ИСТОК:

1) Cистема измерительная расхода природного газа и сжатого воздуха в узлах учета систем газоснабжения по исполнениям: ИСТОК-ГАЗ

2) Система измерительная расхода теплоносителя и количества тепловой энергии в узлах учета паровых систем теплоснабжения по исполнениям: ИСТОК-ПАР;

3) Система измерительная расхода теплоносителя и количества тепловой энергии в узлах учета водяных систем теплоснабжения по исполнениям: ИСТОК-ВОДА;

4) Система измерительная коммерческого (технического) учета отпуска (потребления) электрической мощности и энергии: ИСТОК-ЭЛЕКТРО.

2.2 Второй уровень КТС ИСТОК – программный пакет ИСТОК-Сервер\АРМ

Объектно-ориентированный программный пакет (ПП) ИСТОК-Сервер\АРМ, устанавливается на персональный компьютер главного энергетика, главного инженера, начальника цеха и т.д.

ПП ИСТОК-Сервер\АРМ обеспечивает сбор и обработку информации от систем измерительных в масштабе реального времени, и позволяет:

во-первых, экономить время на обработку и классификацию поступающей информации, поскольку обслуживающему персоналу нет необходимости выполнять расчеты, вести журналы учета и отчетности;

вo-вторых, видеть реальную картину распределения энергетических потоков в соответствии с организационно-технической структурой предприятия;

в-третьих, обеспечивает объективный энергетический контроль и учет вплоть до каждого конкретного потребителя, что в итоге позволяет проводить объективный и точный анализ энергопотребления предприятия при различных режимах и условиях работы.

^ КТС ИСТОК в различных конструктивных исполнениях внедрен на многих предприятиях Республики Беларусь, Российской Федерации, Казахстана и Украины. Измерительные системы ИСТОК показали хорошие результаты как надежные, удобные в эксплуатации и качественные средства измерения (Минская ТЭЦ-3, Новополоцкая ТЭЦ, Минский электромеханический завод, Белшина ( Беларусь), АО «Алтай-кокс», «Салаватнефтеоргсинтез», «Янтарьэнерго», Ульяновская ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2 (Россия), Краматорская ТЭЦ (Украина), Павлодарский горнообогатительный комбинат (Казахстан) и др).

3.Основные метрологические характеристики СИ ИСТОК:

Для СИ ИСТОК установлен поэлементный расчетный метод поверки. Средства измерения, входящие в состав системы, подвергаются поверке отдельно в соответствии с утвержденными методиками поверки соответствующих средств измерения, входящих в состав СИ ИСТОК. Межповерочный интервал СИ ИСТОК – 2 года.

Вне зависимости от метода измерения в соответствии с сертификатом об утверждении типа средства измерения на СИ ИСТОК установлены следующие пределы погрешностей:
^ Пределы допускаемой относительной погрешности измерения расхода энергоносителей, %: в системе измерительной ИСТОК-ГАЗ в системе измерительной ИСТОК-ПАР в системе измерительной ИСТОК-ВОДА


1,5

2,0

2,0
^ Пределы допускаемой относительной погрешности измерения количества теплоты (тепловой энергии) в системе измерительной ИСТОК-ПАР, %:


2,0
^ Пределы допускаемой относительной погрешности измерения количества теплоты (тепловой энергии) в системе измерительной ИСТОК-ВОДА, %:
1) 3 C  t  10 C;

2) 10 C < t  20 C;

3) 20 C < t  195 C



6,0

5,0

4,0

4. Методы измерения и состав СИ ИСТОК:

4.1 Стандартные сужающие устройства (ССУ). ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ГАЗА, ПАРА И воды.

^ 4.1.1 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Данный принцип измерения основывается на том, что при протека­нии потока через сужающее устройство скорость потока повышается по сравнению со скоростью до сужения, а статическое давление падает. По измеренному перепаду давления ΔΡ в соответствии с градуировочной ха­рактеристикой ΔΡ = f(G) определяется расход потока вещества.

Рассматриваемый метод измерения требует выполнения комплекса определенных условий:

— фазовое состояние потока не должно изменяться при прохожде­нии сужа-ющего устройства;

— характер движения потока до и после сужающего устройства дол­жен быть турбулентным и стационарным;

— поток должен полностью заполнять все сечение трубопровода;

— на поверхности сужающего устройства не должны образовывать­ся отложения, изменяющие его геометрию.

Сужающие устройства условно подразделяются на стандартные и не­стандартные. Стандартными называются сужающие устройства, изготов­ленные и установленные в соответствии с руководящими нормативными документами: ГОСТ 8.563.(1-3)-97 (взамен РД 50-213-80). Градуировочная характеристика стандартных диафрагм определя­ется расчетным путем без индивидуальных тарировок, характеристики же нестандартных сужающих устройств определяются по результатам индивидуальных тарировок.

В качестве сужающих устройств, применяемых при измерении рас­хода жидкостей, газов и пара, в основном используются диафрагмы, сопла и реже сопла Вентури. Стандартные диафрагмы рассчитываются для трубопроводов диамет­ром не менее 50 мм. Сопло имеет профилированную входную часть, которая плавно переходит в цилиндрический участок диаметром d. Выходная ци­линдрическая часть сопла имеет цилиндрическую выточку диаметром чуть большим d, служащую для предохранения измерительной части со­пла от повреждений. Стандартные сопла устанавливаются на трубопроводах диаметром не менее 50 мм при измерениях расхода газов и не менее 30 мм для жидкостей. Сопло Вентури имеет входную часть с профилем сопла, переходящую в цилиндрическую часть, и выходной конус, который мо­жет быть длинным или укороченным. Минимальным диаметром трубопроводов, в которых могут устанав­ливаться стандартные сопла Вентури, является 65 мм. На рис. 2 символы Р1 и Р2 соответствуют точкам отбора давления и подключения к дифманометру, причем p1 > Ρ2

^ 4.1.2 достоинства и недостатки метода

Основным недостатком данного метода является небольшой (1 : 3,5) диапазон измерения расхода в связи квадратичной зависимостью расхода от перепада давления:



Датчики перепада давления, как правило, характеризуются значением приведенной погрешности - , параметры которой определяются по верхней границе диапазона измерения. Поэтому диапазон измерения, в котором нормируется относительная погрешность , используется обычно в интервале от 30 до 100% максимального измеря­емого расхода. Так, при уменьшении расхода в 4 раза по сравнению с макси­мальным, перепад давления на сужающем устройстве уменьшится в: 42=16 раз, а при уменьшении расхода в 10 раз — соот­ветственно в 100 раз, при этом относительная погрешность измерения перепада давления увеличится в тех же соотношениях.

Поэтому заданная точность в расходомерах, работающих по принципу измерения перепада давления на одном датчике с линейной выходной характеристикой, гарантируется только в пределах от 30% до 100% шкалы.

Несколько лучшие результаты измерения имеют датчики перепада давления с корнеизвлекающей выходной характеристикой. Заданная точность измерения перепада давления при использовании такого датчика гарантируется в пределах от 15% до 100% шкалы.

^ Несомненным достоинством измерения расхода методом переменного перепада давления является то, что данный метод является самым надежным, апробированным и рас­пространенным для любых технологических процессов. Эта тенденция распространена не только на рынках стран СНГ, но и на рынках западных стран, что подтверждается западными промышленными экспертами. Несмотря на то, что внедряются более новые способы изме­ре-ния расхода, имеющие преимущества для определенных применений, расходомеры по пере-паду давления остаются наиболее популярными по следующему ряду причин:

- Стабильная повторяемость результатов измерения;

- Испытанная надежность и точность при правильной установке и применении;

- Прямая установка в процесс;

- Простота калибровки и обнаружения неисправностей уст­ройства;

- Распространенные во всем мире промышленные стандарты (имеются теоретические и эмпирические данные).

^ 4.1.3 структурная схема СИ ИСТОК-ГАЗ-01; СИ ИСТОК-ПАР-05; СИ ИСТОК-ВОДА-08
ССУ, в указанных системах измерительных, применяются в комплекте с датчиками давления типа Метран-100 или Aplisens, термопреобразователями сопротивления с номи-нальной статической характеристикой типа ТСП (50П, 100П) по ГОСТ 6651. Комплектность
Обозначение

Наименование

ТУ РБ 300047573.003-2000; Производство НПЦ «Спецсистема», РБ

Преобразователь измерительный многофункциональ-ный ИСТОК – ТМ

Производство фирмы «APLISENS» Sp.z.o.o, Польша

Преобразователи давления PС-28, PR-28

ТУ 4212-012-12580824-001;Производство ПГ «Метран», г. Челябинск, Россия

Датчики давления Метран-100-ДД; Метран-100-ДА

ГОСТ 8.563.2

Стандартное сужающее устройство

ГОСТ 6651

Термопреобразователи сопротивления с номинальной статической характеристикой типа ТСП (50П, 100П), со значениями W100=1,3910 и W100=1,3850; класс А, В

АМСК.426485.140 ВЭ

Комплект эксплуатационных документов

МП. МН 1360-2004

СОЕИ РБ. Системы измерительные ИСТОК. Методика поверки

* - допускается применение одного вычислителя для четырех систем различного исполнения;

** - допускается использование преобразователей давления РС-28, PR-28 или датчиков давления Метран-100-ДА, Метран-100-ДД..

4.2 осредняющая напорная трубка - сенсор Annubar. ИЗМЕ-РЕНИЕ РАСХОДА ГАЗА, ПАРА И воды.

^ 4.2.1 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Напорные устройства создают перепад давления (Р), зависящий от динамического давления потока, т.е. в зависимости от скорости потока, существующей в месте их уста-новки. Создаваемый в осредняющих напорных трубках перепад давления, в соответствии с теоремой Бернулли, пропорционален квадрату скорости жидкости в трубе. В общем виде формула расчета объемного расхода при применении сенсора Annubar имеет следующий вид:
Q=KР,

где: K – коэффициент расхода сенсора Annubar.

Сенсоры расхода Rosemount 485 Annubar (Rosemount Inc., США) являются запатентован-ными первичными чувствительными элементами расхода жидкостей и газов. Они встра-иваются по диаметру трубопровода в протекающий поток. Перепад давления, возникающий в сенсоре Annubar, создается путем блокировки потока передней поверхностью сенсора. Ско-рость потока уменьшается и останавливается, создавая через лобную щель в камере высокого давления, давление, равное давлению потока. Т-образный конструктив Rosemount 485 Annubar создает более низкий скоростной профиль потока с тыльной стороны сенсора, что приводит к возникновению области низкого давления (возникает эффект «всасывания»). Измерение этого давления производится при помощи 3-х камер низкого давления, через специальные щели, расположенные на тыльной стороне сенсора Annubar. Работая на том же самом принципе как и камера высокого давления, камера низкого давления поддерживает среднее низкое давление. Измеренная разность давлений в обеих камерах дает точный и стабильный сигнал перепада давления, который пропорционален расходу.

Первичный элемент расхода Annubar имеет точность ±1% от значения расхода при изменении потока в диапазоне 10:1.

^ 4.2.2 достоинства и недостатки метода
К достоинствам сенсоров расхода Annubar необходимо отне­сти:
- простота и низкая стоимость установки;- возможность установки и замены без остановки потока;- долговременная стабильность;- применим для жидкости, газов и пара; - низкие потери давления;- отсутствие зависимости коэффициента потока от числа Рейнольдса в широких пределах;- наиболее технологичен в установке для трубопроводов большого диаметра;- простота поверки;
К недостаткам сенсоров расхода Annubar необходимо отне­сти:
- уменьшение точности измерения при числе Рейнольдса Re<20000 (Re<15000 для больших диаметров);- не применим для жидкостей с высокой вязкостью;

^ 4.2.3 структурная схема СИ ИСТОК-ГАЗ-02; СИ ИСТОК-ПАР-05; СИ ИСТОК- ВОДА-09
Сенсоры Annubar, в указанных системах измерительных, применяются в комплекте с датчиками давления типа Метран-100 или Aplisens, термопреобразователями сопротивления с номи-нальной статической характеристикой типа ТСП (50П, 100П) по ГОСТ 6651. Комплектность
Обозначение

Наименование

ТУ РБ 300047573.003-2000; Производство НПЦ «Спецсистема», РБ

Преобразователь измерительный многофункциональ-ный ИСТОК – ТМ

Производство фирмы «APLISENS» Sp.z.o.o, Польша

Преобразователи давления PС-28, PR-28

ТУ 4212-012-12580824-001;Производство ПГ «Метран», г. Челябинск, Россия

Датчики давления Метран-100-ДД; Метран-100-ДА

Производство фирмы «EMERSON», США

Датчик расхода ANUBAR

ГОСТ 6651

Термопреобразователи сопротивления с номинальной статической характеристикой типа ТСП (50П, 100П), со значениями W100=1,3910 и W100=1,3850; класс А, В

АМСК.426485.140 ВЭ

Комплект эксплуатационных документов

МП. МН 1360-2004

СОЕИ РБ. Системы измерительные ИСТОК. Методика поверки

* - допускается применение одного вычислителя для четырех систем различного исполнения;

** - допускается использование преобразователей давления РС-28, PR-28 или датчиков давления Метран-100-ДА, Метран-100-ДД..


4.3 вихревой РАСХОДОМЕР PROWIRL. ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ГАЗА, ПАРА И воды.

^ 4.3.1 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Вихревые расходомеры используют явление, названное "Испускание вихря", которое происходит в том случае, когда поток среды (пара, газа или жидкости) встречается с необ-текаемым препятствием (вихреобразующим телом). Периферийные слои среды не могут обтекать определенные контуры вихреобразующего тела и отделяются от его поверхности, формируя вихри, которые движутся по направлению потока (так называемая «вихревая дорожка Кармана). Вихри отделяются от «вихреобразующего тела» с частотой, пропорциональной средней скорости потока в трубе.


где: f = частота вихря;

d = диаметр тела сопротивления;

Vo= скорость среды.
Теоретическое обоснование вихревого расходомера состоит в том, что постоянная Строухала остается таковой для широкого диапазона чисел Рейнольдса (диапазона изме-рений). Частота образования вихрей не зависит от давления, температуры и плотности среды. Следовательно, один и тот вихревой расходомер может применяться для измерения объ-емного расхода пара, газа и жидкостей.
4.3.2 достоинства и недостатки метода
^ К достоинствам вихревых расходомеров необходимо отне­сти:
- низкую стоимость установки; - широкий динамический диапазон;- высокую точность;

- долговременную стабильность;- линейное соотношение между первичным и выходным сигналом;- линейность, не зависящую от плотности, вязкости или давления измеряемой среды;- применяемость для жидкости, газов и пара;- низкие потери давления;
^ К недостаткам вихревых расходомеров необходимо отне­сти:
- уменьшение точности измерения при числе Рейнольдса Re<20000;

- не применим для жидкостей с высокой вязкостью;

^ 4.3.3 структурная схема СИ ИСТОК-ГАЗ-03; СИ ИСТОК-ПАР-07; СИ ИСТОК-ВОДА-10
Расходомеры Prowirl, в указанных системах измерительных, применяются в ком-плекте с датчиками давления типа Метран-100 или Aplisens, термопреобразователями сопро-тивления с номинальной статической характеристикой типа ТСП (50П, 100П) по ГОСТ 6651. Комплектность
Обозначение

Наименование

ТУ РБ 300047573.003-2000; Производство НПЦ «Спецсистема», РБ

Преобразователь измерительный многофункциональ-ный ИСТОК – ТМ

Производство «APLISENS» Sp.z.o.o, Польша

Преобразователи давления PС-28

ТУ 4212-012-12580824-001;Производство ПГ «Метран», г. Челябинск, Россия

Датчики давления Метран-100-ДА

Производство «EDREESS+HAUSER

Flowtec AG», Швейцария

Расходомер вихревой PROWIRL

ГОСТ 6651

Термопреобразователи сопротивления с номинальной статической характеристикой типа ТСП (50П, 100П) со значениями W100=1,3910 и W100=1,3850; класс А, В

АМСК.426485.140 ВЭ

Комплект эксплуатационных документов

МП. МН 1360-2004

СОЕИ РБ. Системы измерительные ИСТОК. Методика поверки

* - допускается применение одного вычислителя для четырех систем различного исполнения;

** - допускается использование преобразователей давления РС-28 или датчиков давления Метран-100-ДА.


4.4 тахометрические РАСХОДОМЕРы ГАЗА.

^ 4.4.1 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Тахометрическими называются расходомеры, в которых преобра­зователи расхода (турбинка, шарик и т.д.) вращаются со скоростью, про­порциональной объемному расходу измеряемой среды. В зависимости от конструкции тахометрические расходомеры подразделяются на турбинные, ротационные (камерные) и др. Расходомеры снабжаются тахометрическими преобразователями частоты вращения рабочего устройства (турбинки и т.д.) в электрический сигнал, измеряемый затем пока-зывающим прибором. Тахометрические устройства измеряют объемные расходы в реальных объемных единицах. Для пере­расчета объемного расхода в нормальных объемных единицах необходимо знать температуру Т, давление Ρ и коэффициент сжимаемости изме­ряемой среды Ксж. С этой целью после первичного преобразова­теля расхода устанавливаются термометр сопротивления и датчик давле­ния, связанные с вычислительным устройством. Для всех газообразных сред существует конкретная зависимость: Gc = f(T,Go,P,Ксж). В вычислительном устройстве ИСТОК-ТМ эта зависимость зало­жена в виде аналитического уравнения:



4.4.2 достоинства и недостатки метода
^ К достоинствам ротационных расходомеров газа необходимо отне­сти:
- высокая точность измерения объема газа;

- малая инерционность механи­ческой системы счетчика и следовательно низкая погреш-ность измерения объема газа в прерывистом режиме работы счетчика, что особенно важно при использовании в автономных газовых котельных;

- низкая потеря давления на счетчике;

- не требуются прямолинейные участки трубопроводов и не нормируется соосность отвер­стий счетчика и подводящих трубопроводов;

- расходомер может эксплуатиро­ваться как при горизонтальном, так и при вертикальном направ­лении потока газа.
К недостаткам ротационных расходомеров газа необходимо отне­сти:
- требование регулярного контроля уровня масла;

- ограниченный верхний диапазон расхода до 400 м3/ч;

- прекращение подачи газа в случае аварийного останова счетчика;
^ К недостаткам турбинных расходомеров газа необходимо отне­сти:
- требование регулярного контроля уровня масла;

- требование наличия прямых участков;

- требование применения фильтров.

- инерционность при работе расходомера газа в импульсном режиме, которая характеризуется занижением фактического объема при разгоне и завышением при остановке турбинного колеса. Так возникает динамическая ошибка турбинного расходомера газа при работе его в импульсном режиме. Эта ошибка тем больше, чем больше пульсация потока газа (чаще срабатывает отсечной клапан).

^ 4.4.3 структурная схема СИ ИСТОК-ГАЗ-04
Турбинные и ротационные расходомеры газа, в указанных системах измерительных, применяются в комплекте с датчиками давления типа Метран-100 или Aplisens, термо-преобразователями сопротивления с номинальной статической характеристикой типа ТСП (50П, 100П) по ГОСТ 6651. Комплектность
Обозначение

Наименование

ТУ РБ 300047573.003-2000; Производство НПЦ «Спецсистема», РБ

Преобразователь измерительный многофункциональ-ный ИСТОК – ТМ

Производство «APLISENS» Sp.z.o.o, Польша

Преобразователи давления PС-28

ТУ 4212-012-12580824-001;Производство ПГ «Метран», г. Челябинск, Россия

Датчики давления Метран-100-ДА

ТУ 4213-001-07513518-96; Производство ОАО «АПЗ» г. Арзамас, Россия

Счетчик газа СГ-16(75)М

ТУ 4213-024-4831941-98; Производство ООО «Газэлектроника» г. Арзамас, Россия

Счетчик газа RVG

Производство ГП завод «Арсенал»,

г. Киев, Украина

Счетчик газа роторный GMS

ГОСТ 6651

Термопреобразователи сопротивления с номинальной статической характеристикой типа ТСП (50П, 100П) со значениями W100=1,3910 и W100=1,3850; класс А, В

АМСК.426485.140 ВЭ

Комплект эксплуатационных документов

МП. МН 1360-2004

СОЕИ РБ. Системы измерительные ИСТОК. Методика поверки

* - допускается применение одного вычислителя для четырех систем различного исполнения;

** - допускается использование преобразователей давления РС-28 или датчиков давления Метран-100-ДА.


4.5 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫе РАСХОДОМЕРы ВОДЫ.

^ 4.5.1 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Принцип действия электромагнитных расходомеров базируется на законе электро-магнитной индукции Фарадея, в соответствии с которым в электропроводной жидкости, пересекающей магнитное поле, индуци­руется ЭДС (электродвижущая сила), пропорциональ-ная скорости дви­жения жидкости. В конструкции для приборно-технической реализации этого измерительного принципа электропроводящая рабочая среда протекает в трубе, в которой создается магнитное поле с силовыми линиями, перпендикулярными направлению потока. Индуктиованное в рабочей среде напряжение снимается двумя диаметрально установленными электродами. Величина этого напряжения пропорциональна величине магнитной индукции В, расстоянию между электродами L, а также средней скорости потока V.
Ue =B  L V
Если принять, что магнитная индукция и расстояние между электродами являются постоянными величинами, то получается, что величина измеренного на электродах напряжения U пропорциональна средней скорости потока V и, для определенного диаметра условного прохода, объем-ному расходу.
Пределы допускаемой относительной по­грешности расходомера РЭМ-01 при измерении рас­хода и объема воды при снятии информации с индикатора, токового или импульсного выхода:  1 % в диапазоне расхода от 4 % до 100 % от Gмах;  3 % в диапазоне расхода от 2 % до 4 % от Gмах;


4.5.2 достоинства и недостатки метода
^ К достоинствам электромагнитных расходомеров необходимо отне­сти:
- как при турбулентном, так и при ламинарном течении потока по­казания электромагнитного расходомера при одном и том же расходе и осесимметричном потоке будут одинаковы. Это основное преимуще­ство расходомеров электромагнитного типа.

- независимость показаний от вязкости и плотности жидкости, расход которой регист-рируется; возможность применения фактически в трубо­проводах любых диаметров.

- отсутствие падения давления на измеритель­ном участке, линейность измерительной шкалы;

- высокое быстродействие расходомеров, возможность измерения рас­ходов агрессивных, а также с включением абразивных составляющих жид­костей;

- работоспособность при высоких давлениях потока (до 100 МПа); высокую точность (0,5 - 1,0%) и достаточно широкий диапазон измере­ний: 1:20 и даже 1:100.

- независимость показаний измерения от изменения профиля скоростей потока при наличии вблизи (ближе 15dу до и 5dу после) расходомера местных сопротивлений либо при быстром увеличении и уменьшении расхода.
^ К недостаткам электромагнитных расходомеров необходимо отне­сти:
Возможность отложения магнетита (при его присутствии в воде) на внутренней (изоли-рованной) поверхности преобразователя расхода, что приводит к систематической погреш-ности в измерении расхода. Обычно изменение в точности измерения расхода происходит в сторону его зани­жения на 10-20% в течение межповерочного интервала. В случае нарушения осевой симметрии потока деформация поля скоростей оказывает паразитное влияние на показания электро­магнитных расходомеров

^ 4.5.3 структурная схема СИ ИСТОК-ВОДА-12
Расходомеры РЭМ-01, в указанных системах измерительных, применяются в комплек-те с датчиками давления типа Метран-100 или Aplisens, термопреобразователями сопротивления с номинальной статической характеристикой типа ТСП (50П, 100П) по ГОСТ 6651. Комплектность
Обозначение

Наименование

ТУ РБ 300047573.003-2000; Производство НПЦ «Спецсистема», РБ

Преобразователь измерительный многофункциональ-ный ИСТОК – ТМ

Производство «APLISENS» Sp.z.o.o, Польша

Преобразователи давления PС-28

ТУ 4212-012-12580824-001;Производство ПГ «Метран», г. Челябинск, Россия

Датчики давления Метран-100-ДИ

ТУ РБ 14532321.004-95; Поизводство ООО СП «Термо-к», РБ

Расходомер РЭМ-01

ГОСТ 6651

Термопреобразователи сопротивления с номинальной статической характеристикой типа ТСП (50П, 100П) со значениями W100=1,3910 и W100=1,3850; класс А, В

АМСК.426485.140 ВЭ

Комплект эксплуатационных документов

МП. МН 1360-2004

СОЕИ РБ. Системы измерительные ИСТОК. Методика поверки

* - допускается применение одного вычислителя для четырех систем различного исполнения;

** - допускается использование преобразователей давления РС-28 или датчиков давления Метран-100-ДА.


4.6 ультразвуковые РАСХОДОМЕРы ВОДЫ.

^ 4.6.1 ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
Принцип действия ультразвуковых расходомеров основан на зависимости скорости распространения ультразвука относительно трубы от скорости потока. Главные сложности применения ультразвукового метода зак­лючаются в следующем:
1) скорость звука в среде зависит от ее физико-химических свойств, температуры, давления;

2) скорость звука значительно больше скорости потока, расход которого подлежит измерению;

3) скорость распространения ультразвукового сигнала в дви­жущейся среде весьма незначительно отличается от скорости в среде неподвижной.

Все это предопределяет применение специальных методов компен­сации погрешностей, что серьезно усложняет измерительные схемы. Необходимо подчеркнуть также, что в основном ультразвуковые рас­ходомеры применяются для измерения расходов жидких сред, так как в газовой среде коэффициент поглощения ультразвука велик, а интенсив­ность распространения ультразвуковой волны мала.

Скорость распространения звуковой волны в перемещающейся жидкости зависит от скорости жидкости:

1 =  + v  cos 

2 =  – v  cos , где v/ « 1

Получаем выражение:

1 =  + Vm cos  = L/t1, где t1- время сигнала вниз по течению потока;

2 =  - Vm cos  = L/t2, где t2- время сигнала вверх по течению потока;

где:

Vm -cредняя скорость потока по дорожке между установленными приемо-передатчика-ми вдоль оси трубопровода;

L - расстояние между приемо-передатчиками поперек оси трубопровода.

^ 4.6.2 достоинства и недостатки метода
К достоинствам ультразвуковых расходомеров необходимо отне­сти:
1) возможность использования на трубопроводах широкого диапазона диаметров (от 10 мм и выше);

2) возможность бесконтактного измерения расходов любых сред, в том числе и неэлектропроводных.
К недостаткам ультразвуковых расходомеров необходимо отне­сти:
1) наиболее существенным из них является сильная зависимость показаний расходомера от профиля скоростей в потоке, формирующегося и изменяющегося по мере изменения (увеличения или уменьшения) расхода;

2) погрешность особенно сильно увеличивается при искаженном профиле скоростей вследствие наличия, например, вблизи первичного преобразователя местных сопротивлений;

3) значительное влияние на показания расходомера изменения физико-химических свой-ств контролируемой среды, ее температуры и давления, оказывающих влияние на скорость ультразвука.

^ 4.6.3 структурная схема СИ ИСТОК-ВОДА-11
Расходомеры SKU-02 и SITRANS F US SONOFLO, в указанных системах измерительных, применяются в комплекте^ 4.7 Измерение температуры. Измерение температуры измеряемой среды осуществляется с помощью термопреобразователей сопротивления, которые осуществляют ее преобразование в нормированные значения электрического сопротивления. Нормированное изменение электрического сопротивления термопреобразователей от температуры должно соответствовать ГОСТ 6651 и ГОСТ 13417.
Термопреобразователи по виду измерительного элемента классифицируются на:

- платиновые (ТСП);

- медные (ТСМ);

- никелевые (ТСН).

По способу контакта с измеряемой средой термопреобразователи классифицируются на: погружаемые и поверхностные.

Для обеспечения заданных метрологических характеристик в СИ ИСТОК используются платиновые термопреобразователи типа ТСП с номинальной статической характеристикой преобразования 50П или 100П, класса А или В.


^ Платиновый (ТСП)

Диапазон измеряемых температур, ° С

– 260°С до + 1100°С

Предел допускаемого отклонения сопротивления от НСХ для классов допуска, °С

Класс допуска А


Класс допуска В



± (0,15 + 0,002|t|)

От – 220°С до + 850 ° С

±(0,3 + 0,005|t|)

от – 220°С до +1100 ° С



Регламентация способов изме­рения температуры среды, определяется согласно ГОСТ 8.563. Наилучшим способом установки термопреобразо­вателя (рис а) является его радиальное расположение на теплоизолированном расходомерном участке. Допускается наклонная установка термопреобразо­вателя или его установка в колене, как показано на рис. б, г и в. Измерения температуры среды проводят на прямом участке за расходомерным устройством на расстоянии от 5D и до 15D от него. Термопреобразо­ватель погружают в трубопровод на глубину от 0,3 до 0,7 D. В случае измерения расхода пара рекоменду­ется термопреобразо­ватель погружать в трубопровод на глубину от 0,5 до 0,7 D. Если диаметр термопреобразователя превышает 0,13 D, то допускается при его установке применять расширитель (рис. г, где Dp — диаметр расширителя). Термопреобразо­ватель устанавливают непосред­ственно в трубопровод или в гильзу. При установке в гильзу, ее заполняют жидким маслом для обеспечения надёжного теплового контакта. Часть термопреобразо­вателя, выступающая над трубопроводом, должна иметь термоизоляцию, если температура потока отличается от тем­пературы окружающей среды более чем на 40 °С. Для соединительных проводов должны использоваться непрерывные провода. В случае сочленения подводящих проводов их концы должны быть аккуратно разделены (т.е. соединение проводов должно производится под винт). ^ 4.8 Измерение и Учет и потребляемой электроэнергии и мощности. 4.8.1 система технического учета электроэнергии.
Данная система строится на базе любых счетчиков электроэнергии, имеющих импульсные выходные сигналы дистанционной передачи и контроллеров сбора данных (КСД) ИСТОК-К, предназначенных для сбора информации, поступающей от первичных преобразователей.

Контроллер ИСТОК-К имеет 16 входных измерительных каналов и внутренний тестовый канал, по которым обеспечивается независимый прием, обработка и накопление поступающей информации с разбивкой ее по получасам и суткам, и мгновенной мощности потребления. Встроенные часы, позволяют контролировать время наработки и время сбойных ситуаций по цепи питания. Встроенное резервное питание, позволяет хранить накопленную информацию по каждому каналу учета по получасовой срезам - за 192 получаса, а по суточным - за 14 суток.
^ 4.8.2 система коммерческого учета электроэнергии.
Данная система строится на базе электронных счетчиков электроэнергии типа «Евро-Альфа», «Гран-Электро» и т.п., имеющих как импульсные выходные сигналы дистанционной передачи, так и информационные интерфейсы типа RS 485, а также сумматоров СЭМ-2, предназначенных для сбора и обработки информации, и построения многоканальной измерительной системы.

Сумматор СЭМ-2 предназначен для контроля и учета потребляемой электроэнергии, мощности потребления электроэнергии по зонам суток, суткам и за расчетный период по 16-и каналам и 6 группам учета. Сумматор имеет индикацию, позволяющую визуально просматривать все вышеперечисленные параметры, клавиатуру управления и резервное питание, позволяющее хранить накопленную информацию в течение не менее одного месяца без сетевого питания.


^ 4.9 КТС ИСТОК-Котельная

В настоящее время системы изм