Установка для повірки вимірювальних комплексів газу

Реферат: Установка для повірки вимірювальних комплексів газу належить до вимірювальної техніки та метрології. Установка містить пристрій створення витрати повітря, з'єднаний з лічильником газу, що повіряється, та еталонним засобом, який з'єднаний із засобом збору та обробки інформації про виміряні параметри робочого середовища, такі як тиск, температура, контрольний об'єм газу, та засіб керування роботою повірочної установки. Згідно з винаходом вона додатково обладнана електронним коректором об'єму газу та електронним пристроєм переривання сигналу, який розміщений на сигнальних лініях, що з'єднують лічильник газу, що повіряється, та електронний коректор об'єму газу. При цьому електронний коректор об'єму газу з'єднаний із засобом збору та обробки інформації, а виходи засобу керування роботою повірочної установки з'єднані з входами засобу збору та обробки інформації, електронного пристрою переривання сигналу та пристрою створення витрати повітря. Установка дає можливість повірки вимірювальних комплексів газу в цілому, що забезпечує підвищення точності відтворення та вимірювання витрати і кількості газу. UA 101554 C2 (12) UA 101554 C2 UA 101554 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до метрології, а саме до витратовимірювальної техніки, і може бути використаний для градуювання та повірки витратомірів, лічильників і вимірювальних комплексів об'єму газу, для точного відтворення і вимірювання об'єму та об'ємної витрати газу, а також для проведення випробувань витратомірів і лічильників газу різних типів та вимірювальних комплексів об'єму газу. Відома дзвонова витратовимірювальна установка для повірки та градуювання лічильників та витратомірів газу (А.с. СССР № 1408233, G01F 25/00, Бюл. № 25, 07.07.1988), 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 і ланцюгом. Вузол знімача інформації про пропущений об'єм газу містить контрольну лінійку. Засіб стабілізації вертикального положення дзвону виконаний у вигляді не менше трьох вантажів, розташованих ззовні резервуару і з'єднаних через блоки тросами з нижнім торцем дзвону. Вантажі створюють додаткове тягове зусилля, розподілене по торцю дзвону. По заповненні порожнини дзвону повітрям, він спливає, збільшуючи об'єм, заповнений повітрям. Після відключення джерела витрати газу, починають робочий цикл повірки досліджуваного приладу, для чого по трубопроводу на нього подають повітря з-під дзвону. Переміщення дзвону вниз вимірюють контрольною лінійкою. Усереднене в часі значення пропущеного об'єму газу, відрахованого по контрольній лінійці, за допомогою системи збору та обробки інформації, співставляють з показами досліджуваного приладу, на підставі чого роблять висновок про його точність. У відомій установці неможливо відтворити великі контрольні об'єми повітря, оскільки об'єм обмежений геометричними розмірами дзвону. 3 Як наслідок, на таких установках важко відтворити великі витрати (більше 2500 м /год.) і, як наслідок, неможливо повіряти лічильники та витратоміри промислового призначення. Відома соплова установка для калібрування і повірки витратомірів і лічильників газу. Принцип дії соплових еталонних установок полягає у створенні за допомогою сопла, через яке протікає потік газу (повітря), що задається генератором витрати, надкритичного перепаду тиску. В такому випадку швидкість потоку в самому вузькому місці сопла встановлюється рівною до швидкості звуку, що забезпечує надзвичайно високу стабільність витрати. Характерною особливістю установок із застосуванням сопел є відтворення об'ємної витрати протягом довгого періоду часу. Сопла також можна використовувати і для вимірювань масової витрати газу. Контрольний об'єм газу обчислюється як добуток поточної витрати газу, що протікає через сопло на час вимірювань. Дані про ці величини аналізуються інформаційно-вимірювальною системою. По різниці показів відлікового пристрою приладу та відомому значенню контрольного об'єму, що пройшов через прилад, визначають похибку приладу. Недоліками таких установок є вузький діапазон витрат газу, для кожної витрати використовується окреме сопло, крім того основними джерелами похибок соплових установок є значний градієнт тиску, а також масообмінні процеси в застійних зонах між соплом і трубопроводом і неусталеними течіями повітря в цих зонах, що викликають пульсації вимірюваного сигналу. Величина похибки залежить також від точності вимірювань температури і тиску на вході в сопло, а також часу. Відома установка трубопоршневого типу. Принцип дії поршневих еталонних установок полягає у виділенні із потоку газу (повітря), що задається ротаційним генератором витрати, з допомогою ущільненого поршневого розділювача і детекторів, розташованих на каліброваному вимірювальному трубопроводі, контрольного об'єму газу. При передачі одиниці об'ємної витрати здійснюється збір інформації інформаційною системою з приладу, що випробовується, за період проходження розділювача від одного детектора положення до іншого. При цьому вимірюваний контрольний об'єм газу буде рівний каліброваному об'єму вимірювального трубопроводу, що знаходиться між двома детекторами. Багаторазове виділення контрольного об'єму здійснюється при зміні напрямку переміщення розділювача. Висока точність забезпечується високою точністю внутрішньої поверхні вимірювального трубопроводу, завдяки чому досягається рівномірний рух розділювача, та використанням безконтактних детекторів положення розділювача. Недоліками таких установок є вузький діапазон витрат газу, а також вони мають незгладжувані пульсації тиску та його великі втрати на поршнях, що приводить до нерівномірності ходу, що відповідно впливає на стабільність відтворення витрати. Найбільш близькою до запропонованої відома автоматизована еталонна установка з еталонними лічильниками газу, що включає систему збору та обробки інформації, еталонні лічильники газу, замірні ділянки трубопроводів, які містять датчики тиску та температури, нагнітач повітря, регулятор витрати повітря та місця для встановлення лічильників і витратомірів газу. Принцип дії еталонних установок з обертовими еталонними пристроями полягає у виділенні із потоку газу (повітря), що задається ротаційним генератором витрати, за допомогою еталонного пристрою, контрольного об'єму газу. При передачі одиниці об'єму та 1 UA 101554 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 об'ємної витрати здійснюється збір інформації з лічильників, що випробовуються, та еталонних пристроїв, а також значення температур та тисків робочого середовища на кожному з досліджуваних пристроїв. При цьому вимірюваний контрольний об'єм газу визначається пристроєм збору та обробки інформації як об'єм, що пройшов через еталонний пристрій. По різниці показів відлікових пристроїв з врахуванням відповідних поправок по температурі та тиску, визначають похибки пристроїв, які повіряються. До еталонних пристроїв належать особливим способом відібрані роторні, турбінні та барабанні лічильники газу, що випускаються як робочі засоби вимірювань, але спеціально підготовані та атестовані до використання як еталонні. Недоліком таких установок є невисока точність відтворення об'єму та об'ємних витрат. Ще одним недоліком цієї та всіх вищеописаних установок є неможливість повірки, метрологічної атестації та випробувань вимірювальних комплексів об'єму газу, до складу яких входить лічильник газу та електронний коректор об'єму газу. В промисловому секторі, де вимірювані 3 витрати газу перевищують 16 м /год., для обліку газу використовуються тільки вимірювальні комплекси: лічильник та коректор об'єму газу. По своїх конструктивних особливостях існуючі повірочні установки дають можливість повіряти тільки лічильники газу, що входять до складу вимірювальних комплексів. Інформаційно-вимірювальна система всіх установок не дозволяє отримувати інформацію з вимірювального комплексу в цілому за певний період часу, чим не забезпечується достовірність вимірювання газу лічильниками газу, що входять до складу вимірювальних комплексів. Задача, що ставилась при створенні винаходу, є вдосконалення установки для повірки вимірювальних комплексів газу шляхом введення нових конструктивних елементів, зміни структури і конструкції установки, що дозволило б досягти можливості повірки вимірювальних комплексів в цілому, і таким чином забезпечити високу точність відтворення та вимірювання витрати і кількості газу цими засобами вимірювальної техніки. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що установка для повірки вимірювальних комплексів газу, що містить пристрій створення витрати повітря, з’єднаний з лічильником газу, що повіряється, та еталонним засобом, який з’єднаний із засобом збору та обробки інформації про виміряні параметри робочого середовища, такі як тиск, температура, контрольний об'єм газу, та засіб керування роботою повірочної установки, згідно з винаходом, вона додатково обладнана електронним коректором об'єму газу та електронним пристроєм переривання сигналу, який розміщений на сигнальних лініях, що з’єднують лічильник газу, що повіряється, та електронний коректор об'єму газу, який з’єднаний із засобом збору та обробки інформації, при цьому виходи засобу керування роботою повірочної установки з’єднані з входами засобу збору та обробки інформації, електронного пристрою переривання сигналу та пристрою створення витрати повітря. Дообладнання установки електронним пристроєм переривання сигналу дозволяє на час проходження контрольного об'єму повітря через лічильник, що повіряється, включати електронний коректор об'єму газу для вимірювання тиску та температури повітря в лічильнику та кількості імпульсів з лічильника, що пропорційна величині контрольного об'єму, пропущеного через лічильник. На відміну від відомих аналогів, в установці є можливість повіряти вимірювальний комплекс в цілому: лічильник газу разом з електронним коректором об'єму газу. Внаслідок чого відпадає необхідність окремої повірки лічильника газу та повірки електронного коректора об'єму газу за допомогою калібраторів тиску і температури та генератора імпульсів. Одночасна повірка лічильника газу та електронного коректора об'єму газу забезпечить більш достовірне та точніше визначення похибки вимірювального комплексу об'єму газу експериментальним методом, яка досі визначалася розрахунковим методом на основі визначених експериментально похибок лічильника газу та електронного коректора об'єму газу. На кресленні подано схему запропонованої установки, яка складається з пристрою створення витрати повітря 1, яке протікає через лічильник газу, що повіряється, 2 та еталонний засіб 3. Виміряні дані про параметри повітря (тиск, температура, об'єм), що пройшло через еталонний засіб 3, надходять до засобу збору та обробки інформації про виміряні параметри робочого середовища 4. На сигнальних лініях, що з'єднують лічильник газу, що повіряється, 2 та електронний коректор об'єму газу 6, встановлений електронний пристрій переривання сигналу 7. Засіб керування роботою повірочної установки 5 формує стартові та стопові біти та здійснює керування засобом збору та обробки інформації про виміряні параметри робочого середовища 4, електронним пристроєм переривання сигналу 7 та пристроєм створення витрати повітря 1. Установка працює наступним чином. Відповідно до заданого засобом керування роботою повірочної установки 5 значення об'ємної витрати повітря, пристрій створення витрати повітря 1 створює потік повітря заданої 2 UA 101554 C2 5 10 15 20 витрати через лічильник газу, що повіряється, 2 та еталонний засіб 3. Засіб керування роботою повірочної установки 5 формує стартовий біт (подає команду "Старт"). Після надходження стартового біту, виміряні дані про параметри повітря (тиск, температура, об'єм), що пройшло через еталонний засіб 3, надходять до засобу збору та обробки інформації 4. Одночасно електронний пристрій переривання сигналу 7 з'єднує сигнальною лінією виходи датчиків лічильника газу, що повіряється, 2 та входи електронного коректора об'єму газу 6, завдяки чому інформація про виміряні дані про параметри повітря (тиск, температура, об'єм), що пройшло через лічильник газу, що повіряється, 2 надходить до електронного коректора об'єму газу 6. Через певний інтервал часу, що відповідає часу проходження контрольного об'єму повітря, при заданому значенні витрати повітря пристроєм створення витрати повітря 1, засіб керування роботою повірочної установки 5 формує стоповий біт (подає команду "Стоп"). Після надходження стопового біту засоби збору та обробки інформації 4 зупиняють отримання даних про виміряні параметри та розпочинають їхню обробку. Одночасно електронний пристрій переривання сигналу 7 роз'єднує сигнальну лінію між лічильником газу, що повіряється, 2 та електронним коректором об'єму газу 6, чим зупиняється передача даних про виміряні лічильником газу, що повіряється, 2 параметри повітря до електронного коректора об'єму газу 6 та розпочинається обробка даних електронним коректором об'єму газу 6. Величина об'єму повітря, визначена засобами збору та обробки інформації 4, порівнюється з величиною об'єму повітря, визначеною електронним коректором об'єму газу 6, та обчислюється відносна похибка вимірювального комплексу об'єму газу (лічильника газу, що повіряється, 2 разом з електронним коректором об'єму газу 6). Цикл повірки повторюють за іншого значення об'ємної витрати повітря. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 Установка для повірки вимірювальних комплексів газу, що містить пристрій створення витрати повітря, з'єднаний з лічильником газу, що повіряється, та еталонним засобом, який з'єднаний із засобом збору та обробки інформації про виміряні параметри робочого середовища, такі як тиск, температура, контрольний об'єм газу, та засіб керування роботою повірочної установки, яка відрізняється тим, що вона додатково обладнана електронним коректором об'єму газу та електронним пристроєм переривання сигналу, який розміщений на сигнальних лініях, що з'єднують лічильник газу, що повіряється, та електронний коректор об'єму газу, який з'єднаний із засобом збору та обробки інформації, при цьому виходи засобу керування роботою повірочної установки з'єднані з входами засобу збору та обробки інформації, електронного пристрою переривання сигналу та пристрою створення витрати повітря. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3