Пристрій для випробувань, перевірки, калібрування і метрологічної атестації лічильників газу

Винахід відноситься до техніки, зокрема до витратометрії, і може бути використаний у всіх галузях промисловості для випробувань, перевірки, калібрування і метрологічної атестації лічильників газу як при їх виробництві, так і при експлуатації. Відомі пристрої для калібрування і перевірки лічильників газу [1, 2], що представляють собою соплові витратовимірні установки. Робочими еталонами витрати в таких пристроях є мірні критичні сопла. Вони спроектовані і виготовлені так, що при створенні визначеного, так званого критичного перепаду тиску між входом і виходом сопла витрата через сопло залишається строго постійною і не залежить від подальшого зниження тиску і викликаного цим збільшення вище вказаного перепаду тиску. Стенд містить імпульсні датчики для лічильника, що перевіряється, засоби виміру температури і тиску, пристрій для синхронізації процесу перевірки, запірну арматуру. Пристрій працює на усмоктування Необхідна для перевірки ступінь розрідження створюється за допомогою вакуум-насоса, компресора, чи спеціального інжектора. Обчислення погрішності лічильника, що перевіряється, виробляється за допомогою комп'ютера, що входить до складу пристрою. Недоліком таких пристроїв є те, що пристрій забезпечує проведення перевірки тільки для витрат, визначених набором використовуваних сопел. Крім того, експлуатація критичних сопел, особливо для малих витрат, коли їх діаметр становить частки міліметра, ставить дуже високі вимоги до очищення робочого середовища. Відомий витратовимірний статичний пристрій [3], що працює на принципі виміру об'єму. Пристрій містить послідовно з'єднані напірний бак, регульований вентиль, герметичний мірник, а також насос, зливальний резервуар і систему терморегулювання. З герметичного мірника циліндричної форми з водомірним склом повітря витісняється водою, що надходить у мірник під постійним тиском з напірного бака, обладнаного переливним пристроєм, і далі подається до газового лічильника, що перевіряється. Об'єм повітря, що пройшов через лічильник, визначають по шкалі водомірного скла мірника. У процесі роботи пристрою мірник періодично заповнюється повітрям з навколишнього середовища шляхом засмоктування через вхідний штуцер мірника при зливі води з нього. Повітря подається до лічильника, що перевіряється, після деякої витримки на протязі часу, який необхідний для вирівнювання його температури з температурою мірника. Різниця температур обумовлена тим, що амплітуда добових змін температури повітря в приміщенні більше амплітуди добових змін температури води в установці через меншу питому теплоємність повітря. Проходячи через рідинний затвор лічильника, потік повітря додатково зволожується до 100% (тобто до повного насичення). При цьому об'єм потоку повітря, який був уже продозований, збільшується ще на об'єм пари води, що перейшла в потік. Погрішність установки через зволоження повітря в рідинному затворі лічильника залежить від значення відносної вологості повітря на виході мірника і температури води в лічильнику і складає 0,50 - 2,19% (для робочої температури води в лічильнику 15 - 250°С [4]). Недоліки цього пристрою є значна погрішність і неоперативність в роботі. Відомий також пристрій [5], який обрано як прототип, призначений для перевірки і метрологічної атестації лічильників газу, що використовують газовий мірник дзвонового типу. Установка складається з таких складових частин: - дзвоновий мірник, дзвін якого через систему тросів, шківів і противаг підвішений у ємності з трансформаторним маслом, змонтованої на дзвоні мірної лінійки з візирами, відстань між якими відповідає контрольним об'ємам газу, та встановлених на нерухомій рамі мірника модуля фотодатчиків, які фіксують момент проходження візиру повз датчик і передають електричний сигнал на блок збору і передачі інформації, - нагнітач повітря з запірним пристроєм, - гермоклапан, - регулятору витрати, датчиків тиску і температури з перетворювачами, - блок збору і передачі інформації, комп'ютера і друкувального пристрою. Недоліком пристрою є неоперативність у роботі, тривалої час виходу установки на сталий режим при випробуванні лічильників, що приводить до неефективного використання мірного об'єму дзвону, неможливість перевірки декількох тарувальних точок за одне підняття дзвону. Метою винаходу є підвищення точності і економічності пристрою, оперативності його роботи. Ця мета досягається тим, що у відомий пристрій, що містить дзвоновий мірник, дзвін якого через систему тросів, шківів іпротиваг підвішений у ємності з трансформаторним маслом, змонтованої на дзвоні мірної лінійки з візирами, відстань між якими відповідає контрольним об'ємам газу, та встановлених на нерухомій рамі мірника модуля фотодатчиків, які фіксують момент проходження візиру повз датчик і передають електричний сигнал на блок збору і передачі інформації, нагнітач повітря з запірним пристроєм, гермоклапану, регулятору витрати, датчиків тиску і температури з перетворювачами, блоку збору і передачі інформації, комп'ютера і друкувального пристрою, додатково введені вентиль тонкого регулювання витрати, пульт установки перевірочних операцій, імпульсний датчик для визначення миттєвого вертикального положення дзвону, яке передається рухом окремого гнучкого троса з шківом та противагою, який встановлено на окремому гнучкому тросові з шківом і противагою. Технічним результатом запропонованого пристрою є підвищення його точності й оперативності в роботі, тобто поліпшення характеристик, що відносяться до основних метрологічних характеристик вимірювальних пристроїв. Порівняльний аналіз із прототипом дозволяє зробити висновок, що заявлений пристрій для градуювання і перевірки лічильників газу відрізняється тим, що воно додатково містить вентиль тонкого регулювання витрати, пульт установки перевірочних операцій, імпульсний датчик миттєвого вертикального положення дзвону з імпульсним перетворювачем. На кресленні схематично показаний пристрій для градуювання і перевірки лічильників газу. Пристрій містить дзвоновий мірник 1 з дзвоном 2 і мірною лінійкою з візирами 3, систему врівноваження дзвону з тросами, шківами і противагами (не показана), нагнітач повітря 5, запірний клапан 6, гермоклапан 7, лічильники, що перевіряються (на схемі показано два лічильники) 8, регулятор витрати 9, клапан тонкого регулювання витрати 10, вимірювальну систему, до якої входять: фотодатчик з імпульсним перетворювачем 11, датчик миттєвого положення дзвону з імпульсним перетворювачем 12, тросова система 4, яка забезпечує роботу цього датчика, 13-15 датчики температури газу в дзвоні, перед першим і другим лічильником відповідно з перетворювачами, 16-19 датчики тиску газу в дзвоні, перед першим лічильником і другим лічильником (кабелі з'єднання датчиків з блоком збору і передачі інформації не показані), а також перед регулятором витрати з перетворювачами, блок збору і передачі інформації 20, пульт установки робочих операцій 21, комп'ютер 22 і друкувальний пристрій 23, він додатково містить сполучений з комп'ютером пульт перевірочних операцій (на кресленні не показано). Пристрій працює в такий спосіб. Перед початком повірки в комп'ютер вводяться: - значення параметрів навколишнього середовища: атмосферний тиск і відносна вологість повітря; - дані про кожний лічильник: тип лічильника та його номер; максимальна витрата, яку заміряє лічильник; діапазон вимірювання; перехідну витрату. Управління можна здійснювати як з пульта установки робочих операцій пристрою, так і через комп'ютер, Але найбільш оптимальним є доцільне використання обох складових пристрою. Далі робота пристрою складається з таких операцій. 1. Операція «Наповнення» забезпечує наповнення повітрям мірного об'єму дзвону. При виконанні цієї операції гермоклапан 7 закривається, а запірний пристрій 64 відкривається, нагнітач повітря 5 наповнює повітрям повітря і дзвін піднімається. При досягненні дзвоном верхнього кінцевого положення запірний пристрій 6 закривається і нагнітач повітря припиняє свою роботу. 2. Операція «Витримка» забезпечує перевірку пристрою на герметичність. При виконанні цієї операції клапан тонкого регулювання 10 повинен бути закритим, а регулятор витрати 9 закривається автоматично. Після цього відкривається гермоклапан 7. Якщо на протязі певного (встановленого нормативними настановами) кількість імпульсів датчика виміру миттєвого положення дзвону не змінюється, то система є герметичною і можна переходити до наступних операцій. 3. При виконанні операції «Повірка» відкривається регулятор витрати до положення, яке забезпечує встановлену витрату газу, при цьому дзвін опускається. Миттєве та середнє значення витрати весь час обчислюється комп'ютером по даним, що отримуються від датчика положення дзвону 12. Для встановлення потрібної точності витрати та скорочення часу виходу на потрібну об'ємну витрату відкривається до певного положення вентиль тонкого регулювання витрати 10. 4. Операція «Зупинка повірки» припиняє вихід газу з мірного об'єму дзвону і тим самим опускання дзвону шляхом закриття гермоклапану 7. 5. Операції «Витрата +» і «Витрата -» управляють положенням регулятора витрат, змінюючи тим самим значення витрати із діапазону витрат, тобто визначає наступну точку при калібруванні лічильника. Після зміни значення витрати, якщо мірного об'єму в дзвоні досить, повторюють операції 3, 4, 5 повторюють. Якщо ж цього об'єму недостатньо виконують операції 1, 3, 4, 5. Результати практичної роботи на установці для градуювання і перевірки лічильників газу з додатково введеними в її конструкцію вентиля тонкого регулювання витрати, пульта установки перевірочних операцій, імпульсного датчика миттєвого положення дзвону з імпульсним перетворювачем показали підвищення оперативності в роботі за рахунок швидкого автоматичного настроювання і виконання перевірочних операцій, швидкого виходу на задану витрату газу, а також значне підвищення точності установки. При цьому зросла продуктивність перевірки і скоротилося число забракованих лічильників. Джерела інформації 1. Каталог. Газорозподільні пункти. Технологічне устаткування. Засоби обліку витрати газу, - Харків, НПП Газтехніка", 2002. - 66 с. 2. Випробувальне устаткування для повірки лічильників газу фірми «Газелектроніка» (Росія) на сайті www. gaselectro.ru5. 3. Патент RU 2 169 909 Пристрій для градуювання і перевірки лічильника газу / Дата публ. 27.06.2001 4. ГОСТ 8.324-78. Державна система забезпечення єдності вимірювання. Лічильники газу. Методи і засоби повірки. 5. Каталог Івано-Франківського СКБ ЗА на сайті www.skbza.if. uk-rtel. net.