Еталонна установка дзвонового типу

Еталонна установка дзвонового типу, що включає дзвоновий мірник, нижньою частиною занурений у резервуар з рідиною, витіснювач, C2 2 (19) 1 3 роблять висновок про його точність. У відомій установці для забезпечення строго вертикального положення дзвону під час його переміщення, застосовують не менше трьох вантажів, з'єднаних через блоки із роликами та тросами із нижнім торцем дзвону. В таких конструкціях неминуче виникають сили тертя, що залежать від швидкості переміщення дзвону. Як наслідок, викликані цими силами тертя втрати тиску залежать від витрати і тому не постійні. Ці обставини погіршують чутливість установки та викликають нестабільність відтворення та вимірювання витрати. Відома установка для калібрування і повірки витратомірів і лічильників газу, яка складається із зануреного у заповнений рідиною витіснювач, дзвону з противагою та компенсаційною стрічкою, оптико-механічної системи передачі інформації про переміщення дзвону, джерела витрати, системи з'єднувальних трубопроводів з засувками, контрольно-вимірювальних та керуючих приладів, засобу оптимального розподілу об'єму дзвону, а також повірочного стенду із досліджуваним приладом. Вимірювання починають з наповнення піддзвонового простору робочим середовищем від джерела витрати, при чому після наповнення третини об'єму одночасно із до наповненням здійснюють розгін досліджуваного приладу. Після повного наповнення об'єму дзвону, джерело витрати відключають від установки і газ під тиском витікає з-під дзвону на прилад, відлік показів з якого, а також збір інформації про переміщення дзвону, що вказує про значення відтворюваного установкою об'єму, здійснюють після усталення перехідних процесів в установці, про завершення яких сигналізує засіб оптимального розподілу об'єму, що включає перетворювач тиску в комплекті з електронною схемою формування сигналів початку і кінця відліку контрольного об'єму. Покази приладу порівнюють із значеннями витісненого з-під дзвону контрольного об'єму газу і таким чином визначають похибку приладу (A.c. СССР №987399 кл G01 F 25/00, 1983). Установка не забезпечує максимально можливої точності повірки витратомірів чи лічильників газу, оскільки система індикації положення дзвону і відлік відтворюваного об'єму мають обмежену ступінь дискретизації. Процес повірки цією установкою вимагає багато часу на витримку для згасання коливань тиску під дзвоном, обумовлених зміною напрямку руху газу. Відома дзвонова витратовимірювальна установка для повірки та градуювання лічильників та витратомірів газу (фірма "Apator Metrix", Польща), яка складається з резервуару з рідиною, в який занурений дзвін, порожнина якого через один трубопровід під'єднана до джерела стиснутого повітря, а через другий трубопровід - до досліджуваного приладу. Дзвін частково врівноважений противагою. Вузол знімача інформації про пропущений об'єм газу містить контрольну лінійку. Заповнення порожнини дзвону повітрям здійснюється шляхом піднімання дзвону вручну за допомогою лебідки. Після піднімання дзвін фіксується стопором і відключається трос лебідки. Переміщення дзвону вниз вимірюють контрольною лінійкою. Усереднене в часі значення пропущеного об'єму 91228 4 газу, відрахованого по контрольній лінійці, співставляють з показами досліджуваного приладу, на підставі чого роблять висновок про його точність. У відомій установці неминуче виникають сили тертя в механічних пристроях. Як наслідок, викликані цими силами втрати тиску залежать від витрати і тому не постійні. Ці обставини погіршують точність установки та викликають нестабільність відтворення та вимірювання витрати. Найбільш близькою до запропонованої відома еталонна установка дзвонового типу, що включає дзвоновий мірник, який своєю нижньою частиною занурений у резервуар з рідиною, витіснювач, засоби контролю та пристрої керування роботою установки, систему обробки даних, пристрій індикації лінійного переміщення дзвонового мірника, регулювальні засувки, два трубопроводи, встановлені в порожнині дзвонового мірника, один з яких є нагнітальним, під'єднаним до джерела повітря, а другий випускним, з'єднаним з приладом, що атестується. Випробування досліджуваного приладу починається з подачі повітря (газу) під дзвін від джерела повітря по нагнітальному трубопроводу, завдяки чому дзвін піднімається вгору. По наповненні мірника до необхідного об'єму подачу газу припиняють і мірник витримують деякий час для стабілізації характеристик робочого середовища, після чого відкривають випускний трубопровід і повітря (газ) витісняється з-під дзвону через повіряємий прилад. Об'єм витісненого при цьому газу реєструється пристроєм індикації лінійного переміщення дзвонового мірника. По витісненні газу, припиняють його подачу на прилад, який повіряється, перекриттям випускного трубопроводу засувкою. За різницею показів відлікового пристрою приладу та відомим значенням контрольного об'єму, пропущеного через прилад, зафіксований пристроєм індикації дзвонового мірника, визначають похибку приладу (Вимірювання витрати та кількості газу: Довідник - Івано-Франківськ ПП "Сімик", 2004р. під редакцією Карпаш О.М.). Відома установка працює по дискретнодинамічному методу в широкому діапазоні відтворюваних об'ємів та об'ємних витрат газу і володіє необхідною точністю, проте впродовж вимірювального циклу присутній неусталений режим роботи як засобу вимірювальної техніки, що повіряється, так і самої дзвонової установки, що вимагає збільшення протяжності вимірювального циклу з метою досягнення необхідної точності. Висока точність відтворення і вимірювання витрати і кількості газу в цих установках обумовлена значною мірою стабільністю таких параметрів як тиск, температура у піддзвоновому просторі еталонної ємності. Проте цю умову важко дотримати в об'ємно-динамічних установках, в яких дзвоновий мірник експлуатується в форсованому режимі. Цей недолік частково усувається введенням в установки кореклорів для компенсації температурної похибки та похибки від змін тиску, проте цього недостатньо, для досягнення високої точності відтворення та вимірювання витрати і азу. Крім того, нагнітач повітря під дзвін прогріває робоче середовище, внаслідок чого виникає нестабільність 5 температури під дзвоном і збільшується час стабілізації цього параметру. Задача, що ставилась при створенні винаходу, є вдосконалення еталонної установки дзвонового типу шляхом регулювання маси дзвонового мірника за рахунок введення нових конструктивних елементів, зміни структури і конструкції, що дозволило б досягти стабільності тиску і температури у піддзвоновому просторі дзвонового мірника із наближенням їх до стандартних умов, і таким чином забезпечити високу точність відтворення та вимірювання витрати і кількості газу при одночасному спрощенні процесу повірки. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в еталонній установці дзвонового типу, що включає дзвоновий мірник, нижньою частиною занурений в резервуар з рідиною, витіснювач, засоби контролю та пристрої керування роботою системи обробки даних, пристрій індикації лінійного переміщення дзвонового мірника, регулювальні засувки, випускний трубопровід, згідно із винаходом, дзвоновий мірник виконаний із ємністю, розташованою по всій площині верхньої частини мірника і з'єднану через регулювальну засувку із додатковою ємністю, на вході якої встановлена регулювальна засувка для забору повітря, випускний трубопровід виконаний із розгалуженням, одне з яких через регулювальну засувку сполучає порожнину дзвонового мірника із приладом, що повіряється, а друге через регулювальну засувку з'єднане із атмосферою, при цьому дзвоновий мірник верхньою частиною з'єднаний із ваговим компенсатором, що складається із стрічки з противагою, перекинутою через роликові блоки, які утримують гнучку пружину, виконану у вигляді спіралі Архімеда, ємність дзвонового мірника містить лічильник об'єму рідини, що сполучений із додатковою ємністю, та давачі тиску і температури, а дзвоновий мірник з'єднаний із пристроєм індикації лінійного переміщення та системою обробки даних. Виконання дзвонового мірника із ємністю, розташованою рівномірно по всій площині верхньої частини мірника, і спорядженої регулювальними засувками дозволяє змінювати масу мірника за рахунок регулювання кількості рідини, що поступає із додаткової ємності в мірник і тим самим плавно регулювати надлишковий тиск у піддзвоновій порожнині. На відміну від відомих аналогів, в установці відсутні джерело повітря (газу) та нагнітальний трубопровід для заповнення порожнини дзвону, завдяки чому у піддзвоновому просіорі вже на початку випробувань встановлені рівномірно однакові по всьому об'єму порожнини мірника тиск і температура повітря, які не змінюються протягом всього процесу повірки. Внаслідок чого відпадає необхідність у збільшенні часу вимірювального циклу для стабілізації і встановлення усталеного режиму. В установці відпадає необхідність в усталенні перехідних процесів, викликаних коливаннями тиску під дзвоновим мірником, викликаних зміною напрямку руху газу при нагнітанні його під дзвін від джерела повітря. Змінюючи масу дзвону регульованою кількістю рідини, досягається можливість регулювання тиску 91228 6 із наближенням його значення до стандартних умов, що підвищує точність відтворення і вимірювання витрати. Виконання вагового компенсатора у вигляді стрічки з противагою перекинутою через роликові блоки, що містять гнучку пружину виконану у вигляді спіралі Архімеда, дозволяє уникнути впливу сил тертя та виштовхувальної сили замкової рідини на результати вимірювань, уникнути втрат тиску і забезпечити чутливість установки. На фігурі подано схему запропонованої установки, яка складається з дзвонового мірника 1, що включає в собі ємність 2, розташовану рівномірно по всій площині верхньої частини мірника 1 і з'єднану через регулювальну засувку 3 із додатковою ємністю 4, на вході якої встановлена регулювальна засувка 5 для забору повітря у цю ємність. На виході ємності 2 встановлена регулювальна засувка 6, сполучена із додатковою ємністю 4. Дзвоновий мірник 1 своєю нижньою частиною занурений у резервуар з рідиною 7, обмежений витіснювачем 8, в якому розташований трубопровід 9 із розгалуженнями, одне із яких містить засувку 10 і спрямоване не прилад, що атестується 11, а друге - сполучене із атмосферою і містить засувку 12. Переміщення дзвонового мірника регулюється ваговим компенсатором, що складається із стрічки з противагою 13 та роликових блоків 14, що містять гнучку пружину у вигляді спіралі Архімеда, для досягнення плавності переміщення мірника. Дзвоновий мірник споряджений пристроєм індикації лінійного переміщення 15, сполученим із системою обробки даних 16. на вхід якої надходять також сигнали від давача тиску 17 та давача температури 18, встановлених на виході ємності 2 і лічильника об'єму рідини 19, встановленого на виході додаткової ємності 4 через засувку 3. Установка працює наступним чином. При перекритих регулювальних засувках 12 та 10 на трубопроводі 9, наповнюють рідиною додаткову ємність 4, потім відкривають засувку 5, з'єднану з атмосферою, та засувку 3 і подають рідину з ємності 4 в ємність дзвонового мірника 2. На початку роботи дзвоновий мірник 1 знаходиться у верхньому положенні установки (як показано на Фіг.) завдяки компенсації архімедової сили, що виштовхує дзвоновий мірник при зануренні його в рідину ваговим компенсатором із противагою 13 і перекинутою через роликові блоки 14 стрічкою. Кількість рідини, що подають в ємність 2 регулюють засувкою 3, з'єднаною із лічильником об'єму рідини 19. Після наповнення ємності 2 певною кількістю рідини, перекривають засувку 3, маса дзвонового мірника при цьому збільшується на величину поступленої рідини, і мірник починає повільно рухатись вниз виштовхуючи повітря з під дзвонової порожнини 20 у трубопровід 9. Завдяки ваговому компенсатору, роликові блоки якого містять гнучку пружину у вигляді спіралі Архімеда, дзвоновий мірник пересувається без поштовхів, рівномірно, завдяки чому досягається сталість створюваних установкою витрат. З трубопроводу 9, при відкритій засувці 10 повітря поступає на прилад 11, що атестується. 7 91228 Об'єм витісненого газу відраховується за показами пристрою індикації лінійного переміщення 15. Визначений атестованим приладом об'єм порівнюють із об'ємом, визначеним системою обробки даних 16 і вираховують відносну похибку приладу 11 із врахуванням параметрів газового стану (тиск, температура), що надійшли з давачів тиску 17, температури 18 на систему обробки даних 16. Комп’ютерна верстка М. Ломалова 8 Для повторення процесу повірки, відкривають засувки 12 та 6, перекачують рідину за допомогою насоса 21 з ємності 2 у ємність 4, маса дзвонового мірника набуває первинного значення, завдяки чому він підіймається вгору. Цикл повірки повторюють. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601