Спосіб градуювання витратоміру та система для його здійснення

1 Спосіб градуювання витратоміра шляхом пропускання робочого середовища через витратомір, встановлений на трубопроводі, і складання для нього витратної градуювальної таблиці за допомогою зразкового засобу вимірювання, який відрізняється тим, що пропускання робочого середовища здійснюють паралельними потоками через зразковий засіб вимірювання і витратомір, і градуювання здійснюють покроковими операціями зміни витрати робочого середовища, кожна з яких складається з почергового збільшення (зменшення) спочатку загальної для обох потоків витрати на величину, при якій зразковий засіб вимірювання збільшить (зменшить) свої показники до 100% (20%) своєї шкали при градуюванні прямого (зворотного) ходу витратоміра, а потім зміни витрати робочого середовища, яке проходить через витратомір, зміною його витрат в бік їх збільшення (зменшення) на величину, при якій витрати робочого середовища по зразковому засобу вимірювання зменшаться (збільшаться) до 20% (100%) його шкали, при цьому в процесі покрокового збільшення (зменшення) витрат, їх величину змінюють з кожним кроком від мінімального (нульового) до максимального і навпаки 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як зразковоий засіб вимірювання використовують витратомір перемінного перерізу, наприклад ротаметр з малим діапазоном вимірювання витрат 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як витратомір використовують запірну арматуру перемінного перерізу, наприклад шаровий кран, вентиль, регулюючий клапан, заслінку або засувку 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що відградуиований витратомір разом із зразковим засобом вимірювання використовують для вимірювання витрат робочого середовища 5 Система для градуювання витратоміра, яка складається з трубопроводу з розташованим на ньому витратоміром, та зразкового засобу вимірювання витрат, яка відрізняється тим, що трубопровід додатково облаштований байпасною ЛІНІЄЮ та запірним засобом, наприклад вентилем,з'єднаним з витратоміром і зразковим засобом вимірювання, розташованим на байпасній лінії трубопроводу 6 Система за п 5, яка відрізняється тим, що як зразковий засіб вимірювання використаний витратомір перемінного перерізу, наприклад ротаметр з малим діапазоном вимірювання витрати 7 Система за пп 5, 6, яка відрізняється тим, що як витратомір використаний запірний пристрій перемінного перерізу, наприклад, шаровий кран, вентиль, заслінка, або засувка 8 Система за п 5, 6, 7, яка відрізняється тим, що и використовують для вимірювання витрати середовища у трубопроводі Запропонований винахід відноситься до вимірювальної техніки та призначений для градуювання витратомірів - звужуючих пристроїв перемінного перетину, наприклад шарових кранів, вентилів та інших запірно-регулюючих пристроїв, і може бути використаний для вимірювання великих витрат з широким діапазоном вимірювання Відомий спосіб градуювання витратоміра шляхом пропускання робочого середовища через витратомір, встановлений на трубопроводі, і складання для нього витратної градуювальної таблиці за допомогою зразкового засобу вимірювання [1] При цьому, через зразковий засіб вимірювання пропускають рідину за окремим контуром, так, що ця рідина не має контакту з рідиною (робочим середовищем), яка проходить по трубопроводу через витратомір Зв'язок між рідиною, яка проходить через витратомір, та рідиною, яка проходить через зразковій засіб вимірювання, здійснюється побічно посе (21)99084564 ( 2 2 ) 1 0 08 1999 ( 2 4 ) 1 5 01 2 0 0 3 О і 00 о ю со 35087 редньо двох пар елеісгродів, контаїсгуючих з рідиною у трубопроводі з градуюємим витратоміром, та внутрішньому каналі електромагнітного перетворювача, встановленого всередині трубопроводу Відома також система для градуювання витратоміра, яка складається з трубопроводу з розташованим на ньому витратоміром, та зразкового засобу вимірювання витрат [1] Система для градуювання також включає встановлений всередині трубопроводу електромагнітний перетворювач з двома парами електродів та внутрішнім каналом, який з'єднаний із зразковим засобом виміру, що включає - мірну ємність Електроди, які контактують з рідиною, яка протікає у трубопроводі, та рідиною, що протікає у внутрішньому каналі, підключені зустрічно на вхід регулятора витрати Градуювання здійснюють таким чином після установки градуюємого датчика витратоміра на робочий трубопровід та підключення його до вторинного приладу, через робочий трубопровід прокачують робоче середовище із швидкістю, при якій покажчик вторинного приладу встановиться на задані ділення Одночасно насосом прокачають рідину по внутрішньому каналу перетворювача витрати, встановленого всередині трубопроводу Сигнали, що виникають на електродах перетворювача надходять, на вхід регулятора, де віднімаються їх різниця посилюється та впливає на насос, змінюючи витрату у градуюємаму трубопроводі до тих пір, доки напруги на електродах не стануть рівними У цьому стані за мірною смиїстю визначають витрату рідини у градуюємому каналі Порівнюючи показники градуюємого витратоміру з ВІДПОВІДНИМИ підрахунками, а мірною ємністю, визначають градуювальну характеристику та погрішність приладу Недоліком відомого способу градуювання та системи для його здійснення є складність процесу градуювання, пов'язана з необхідністю примусувого прокачування рідини через додатковий контур по внутрішньому каналу перетворювача, а також використання складного електромагнітного перетворювача та громіздкої градуювальної установки (зразковий засіб вимірювання) Крім того, відомий спосіб та система для його здійснення характеризуються недостатньою точністю градуювання та наступного виміру, внаслідок відсутності прямого зв'язку між рідиною (робочим середовищем), що проходить по трубопроводу через градуюємий витратомір і рідиною, яка проходить через зразковий засіб вимірювання з мірною ємністю При цьому рівність потенціалів на електродах не обов'язково відповідає рівності витрат через зразковий засіб вимірювання та градуюємий витратомір В основу винаходу поставлена задача створення способу в якому шляхом змін умов процесу, введення додаткових операцій, забезпечується можливість спрощення процесу з одночасним забезпеченням прямого зв'язку між рідиною, що проходить по трубопроводу через градуюємий витратомір, та рідиною, яка проходить через зразковий засіб вимірювання і обов'язкової ВІДПОВІДНОСТІ витрат робочого середовища, що проходить через зразковий засіб вимірювання та градуюємий витратомір, Ця задача вирішується тим, що У відомому способі градуювання шляхом пропускання робочого середовища через витратомірр, встановлений на трубопроводі, і складання для нього витратної градуювальної таблиці за допомогою зразкового засобу вимірювання, пропускання робочого середовища здійснюють паралельними потоками через зразковий засіб вимірювання і витратомір, і градуїровку здійснюють покроковими операціями зміни витрати робочого середовища, кожна з яких складається з почергового збільшення (зменшення) спочатку загальної для обох потоків витрати на величину, при якій зразковий засіб вимірювання збільшить(зменшить) свої показники до 100% (20%) своєї шкали при градуюванні прямого (зворотного) ходу витратоміра, а потім зміни витрати робочого середовища, яке проходить через витратомір, зміною його витрат в бік їх збільшення (зменшення) на величину, при якій витрати робочого середовища по зразковому засобу вимірювання зменшаться (збільшаться) до 20% (100%) його шкали, при цьому в процесі покрокового збільшення (зменшення) витрат, їх величину змінюють з кожним кроком від мінімального (нульового) до максимального і навпаки Задача вирішується також тим, що є якості зразкового засобу вимірювання використовують витратомір перемінного перетину, наприклад ротаметр з малим діапазоном вимірювання витрат Задача вирішується також тим, що в якості витратоміра використовують запірну арматуру перемінного перетину, наприклад шаровий кран, вентиль, регулюючий клапан, заслінку або засувку Задача вирішується також тим, що відградуйований витратомір разом із зразковим засобом вимірювання використовують для вимірювання витрат робочого середовища В основу винаходу поставлена також задача створення системи для градуювання витратоміра, У якій шляхом використання елементів, самих по собі відомих У техніці, нового взаємозв'язку елементів з відомими елементами системи, забезпечується МОЖЛИВІСТЬ спрощення конструкції системи, прямого зв'язку між рідиною, що проходить через градуює мий витратомір, та рідиною, що проходить через зразковий засіб виміру, обов'язкової ВІДПОВІДНОСТІ витрат рідини, що проходить через зразковий засіб виміру, та, рідини, що проходить через градуюємий витратомір Ця задача вирішується тим, що у ВІДОМІЙ системі для градуювання яка складається з трубопроводу з розташованим на ньому витратоміром, та зразкового засобу вимірювання витрат, трубопровід додатково облаштований байпасною ЛІНІЄЮ та запірним засобом, наприклад вентилем, з'єднаним з витратоміром і зразковім засобом вимірювання, розташованим на байпасній лінії трубопроводу Задача вирішується також тим, що У якості зразкового засобу вимірювання використаний витратомір перемінного перетину, наприклад ротаметр з малим діапазоном вимірювання витрати Задача вирішується також тим, що У якості ви 35087 тратоміру використаний запірний пристрій перемінного перетину, наприклад, шаровий кран, вентиль, заслінка, або засувка Задача вирішується також тим, що систему використовують для вимірювання витрати середовища у трубопроводі Запропонований спосіб градуювання та система для його здійснення забезпечують прямий зв'язок між рідиною, що проходить черев градуюємий витратомір та зразковім засіб виміру, можливість досягнення обов'язкової ВІДПОВІДНОСТІ витрат через зразковий засіб виміру та градуюємий витратоміри, підвищення точності градуювання та наступного виміру витрати, спрощення процесу градуювання, спрощення системи градуювання Використовуючій особливість, пристроїв перемінного перетину забезпечувати ЛІНІЙНІСТЬ витратної характеристики в межах (20% - 100% і шкалы, незалежно від величини витрат, автор зробив можливим здійснити градуювання витратомірів більшої продуктивності без використання спеціальних високовартісних градуювальних установок призначених для градуювання звужуючих пристроїв з широким діапазоном вимірювання витрат, підвищити точність градуювання та виміру витрати Створення паралельних потоків робочого середовища забезпечує можливість прямого зв'язку та обов'язкову ВІДПОВІДНІСТЬ витрат робочого середовища, що проходить через зразковий засіб виміру та градуюємий витратомір Використання пристроїв перемінного перетину і у якості зразкового засобу вимірювання і у якості градуюємого витратоміра, та здійснення градуювання в межах ЛІНІЙНОСТІ витратної характеристики (20% - 100%) зразкового засобу виміру, забезпечує ЛІНІЙНІСТЬ витратної характеристики всій системі При цьому, градуювання здійснюють з абсолютним огріхом, величина якого визначається класом точності і вибраним вузьким діапазоном вимірювання зразкового засобу виміру (ротаметру) В процесі градуювання ця величина абсолютного огріху вимірювання ротаметра переноситься на результати градуювання градуюємого витратоміру, і, віднесена до його максимальних витрат, які значно перевищують аналогічну величину витрат ротаметру, дає величину відносного огріху градуювання значно меншу, ніж відносний огріх зразкового засобу виміру - ротаметру При СПІЛЬНІЙ роботі обох пристроїш перемінного перетину їхній сумарний відносний огріх виміру буде також меншим в порівнянні з огріхом зразкового засобу виміру- ротаметра Запропонований спосіб складається з наступних операцій робоче середовище пропускають паралельними потоками (по трубопроводу - через градуюємий витратомір, та по байпасній ЛІНІ І трубопроводу через зразковий засіб виміру - ротаметр), градуюють витратомір при його прямому ході, а потім при його зворотному ході, або навпаки Для цього Покроковими операціями змінюють витрату робочого середовища, кожна з яких складається з почергового збільшення (при прямому ході, або зменшення при зворотному ході) спочатку загальної для обох потоків витрати на величину, при якій зразковий засіб виміру збільшить (зменшить) свої показники до 100% (20%) свосі шкали при градуюванні прямого (зворотнього) ходу витратоміра, а потім зміни витрати робочого середовища, яке проходить через градуюємий витратомір, зміною його витрат в бік їх збільшення (зменшення) на величину, при якій витрати робочого середовища по зразковому засобу виміру зменшаться (збільшаться) до 20% (100%) його шкали, при цьому в процесі покрокового збільшення (зменшення) витрат, їх величину змінюють з кожним кроком від мінімального (нульового) до максимального, і навпаки, по результатам градуювання прямого і зворотнього ходу витратоміра складають витратну градуювальну таблицю витратоміра Приклад здійснення способу градуювання витратоміра Робоче середовище пропускають паралельними потоками через градуюємий витратомір і зразковий засіб виміру, шляхом відкриття загального вентилю, який розташовують на трубопроводі, на вході на витратоміри (ротаметр та градуюємий витратомір), або на виході з них Градуюють прямий хід витратоміру Для цього покроковими операціями збільшують витрати робочого середовища шляхом відкриття загального для обох потоків вентилю та рухомого органу витратоміру Кожний крок складається з двох операцій (початок - П і кінець - К) В кожній операції почергово збільшують спочатку загальну для обох потоків витрату на величину, при якій зразковим засіб вимірювання (ротаметр) збільшить свої показники до 100% своєї шкали (початок операції}, а потім, шляхом відкриття рухомого органу витратоміра, збільшують витрати робочого середовища, яке проходить через градуюємий витратомір, починаючи від мінімального (нульового) на величину, при якій витрати робочого середовища по зразковому засобу вимірювання зменшаться до 20% його шкали При цьому в процесі покрокового збільшення витрат, їх величину змінюють з кожним кроком від мінімального (нульового) до максимального При цьому максимальна величина витрати робочого середовища (при крайньому максимально відкритому положенню рухомого органу витратоміра), яке проходить через витратомір може бути досягнута при значенні показників шкали ротаметра не 100%, а менше, ВІДПОВІДНО ступеню відкриття при максимальному відкритому положенню рухомого органу витратоміру, в нашому прикладі це відповідає 60% шкали (витрати 240л/г) Всі кроки та операції прямого ходу градуювання (в нашому прикладі 10 кроків і 20 операцій) спочатку реєструють в таблиці 1, в якій знаходяться По вертикалі - номер кроку і операції (початок (П) та кінець (К)), По горизонталі показники зразкового засобу виміру при пря 35087 мому та зворотньому ході витратоміру, в % шкали і в л/г, положення рухомого органу градуюємого витратоміру при прямому та зворотньому ході і % шкали, витрата робочого середовища, яке проходить через градуюємий витратомір в л/г Далі градуюють зворотній хід витратоміру Покрокоими операціями зменшують витрати робочого середовища шляхом закриття загального для обох потоків вентилю та рухомого органу витратоміру Кожний крок складається з двох операцій (початок - П і кінець - К) В кожній операції почергово зменшують спочатку загальну для обох потоків витрату на величину, при якій зразковий засіб вимірювання (ротаметр) зменшить свої показники до 20% свосі шкали (початок операції), а потім, шляхом закриття рухомого органу витратоміра, 8 зменшують витрати робочого середовища, яке проходить через градуюємий витратомір, починаючи від максимального на величину, при якій витрати робочого середовища по зразковому засобу вимірювання збільшаться до 100% його шкали При цьому в процесі покрокового зменшення витрат, їх величину змінюють з кожним кроком від максимального до мінімального (нульового положення рухомого органу витратоміру) Результати градуювання зворотнього ходу реєструють в таблиці 1 Потім складають градуювальну таблицю 2, в якій реєструють положення рухомого органу градуююємого витратоміру в % його шкали та ВІДПОВІДНІ цьому положенню середні величини витрат робочого середовища при прямому та звортньому ході, в л/г Таблиця 1 Положення рухомоПоказники зразкового засобу виміру - роВитрата через градго органу гр витра№ оператаметру й витратомір томіру № кроку ції Прямий хід Зворотний хід Зв хід Зв хід Пр хід Пр хід % шкали л/г % шкали л/г % шкали % шкали л/г л/г П 100 400 60 240 0 100 0 3040 1 К 20 80 100 400 10,5 94,7 320 2880 П 100 400 20 80 10,5 94,7 320 2880 2 К 20 80 100 400 21,0 84,2 640 2560 П 100 400 20 80 21,0 84,2 640 2560 3 К 20 80 100 400 31,6 73,7 960 2240 П 100 400 20 80 31,6 73,7 960 2240 4 К 20 80 100 400 42,1 63,2 1280 1920 П 100 400 20 80 42,1 63,2 1280 1920 5 К 20 80 100 400 52,6 52,6 1600 1600 П 100 400 20 80 52,6 52,6 1600 1600 6 К 20 80 100 400 63,2 42,1 1920 1280 П 100 400 20 80 63,2 42,1 1920 1280 7 К 20 80 100 400 73,7 31,6 2240 960 П 100 400 20 80 73,7 31,6 2240 960 8 К 20 80 100 400 84,2 21,0 2560 640 П 100 400 20 80 84,2 21,0 2560 640 9 К 20 80 100 400 94,7 10,5 2880 320 П 100 400 20 80 94,7 10,5 2880 320 10 К 20 80 100 400 100 0 3040 0 Таблиця 2 Положення рухомого органу град витратоміру Витрата % шкали 0 10 20 ЗО 40 50 60 70 80 90 100 л/г 0 305 610 911 1216 1521 1822 2128 2432 2737 3040 Відградуйований витратомір та зразковий засіб вимірювання, розміщені паралельно на трубопроводі та байпасній лінії трубопроводу, так як і при градуюванні, використовують разом для вимірювання витрати При цьому робоче середовище проходить, паралельними потоками через зразковий засіб виміру (ротаметр) та від градуйований витратомір І величину витрати визначають як суму паралельних потоків робочого середовища, що проходить черев ротаметр та витратомір В якості зразкового засобу вимірювання використовують витратомір перемінного перетину, наприклад ротаметр з малим діапазоном вимірювання витрат, причому, чим менше його діапазон вимірювання, тим вище точність градуювання та виміру В якості градуюємого витратоміру використовують запірну арматуру перемінного перетину, наприклад шаровий кран, вентиль, регулюючий клапан, засувку або заслінку, які облаштовують 35087 шкалами Система для градуювання витратоміру показана на кресленні (фіг) Система включає трубопровід 1, витратомір25 зразковий засіб виміру (ротаметр) 3, байпасну ЛІНІЮ 4, та запірний пристрій - вентиль 5 загально і витрати потоку робочого середовища, що проходить по трубопроводу 1 Крім того, на кресленні показані шкали 6, 7, якими облаштовані рухомі органи витратоміру 2 та ротаметру З Вентиль 5 та витратомір 2 розташовані на трубопроводі 1, а зразковий засіб виміру розташований на байпаснш лінії 4 Система працює таким чином При відкриванні загального вентиля 5 робоче середовище паралельними потоками проходить через витратомір 2 та ротаметр 3 Далі вентиль 5 відкривають на величину, за якою ротаметр З збільшить свої показники до 100% свосі шкали, що відповідає максимальнім витраті середовища, що проходить через ротаметр, рівному в даному прикладі 400л/г, далі відкривають рухомий орган витратоміра 2 на величину, за якої ротаметр З зменшить свої показники до 20%, що відповідає витраті 80л/г (перший крок) При цьому рухомим орган витратоміру 2 зайняв положення шкали 10,5%, що відповідає величині витрати робочого середовища, що проходить через нього, рівній 320л/г (400 - 80) Реєструють у таблиці 1 результати першого кроку прямого ходу градуювання витратоміру Далі здійснюють наступний - другий крок знову відкривають вентиль 5 на величину, за якої ротаметр 3 збільшить свої показники до 100%, далі 10 відкривають рухомий орган витратоміра 2 на величину, за якої ротаметр 3 зменшить показники свасі шкали до 20% (80л/г) Реєструють в таблиці 1 показники ротаметра 3, положення рухомого органу витратоміра 2 на початок і кінець операції (10,5% і 21%), витрату середовища через витратомір 2, яка ВІДПОВІДНО складе 320 та 640л/г Градуювання продовжують до досягнення максимальної величини шкали витратоміра 2 - 100% Далі здійснюють градуювання зворотнього ходу витратоміра 2, покроковими операціями зміни витрати робочого середовища, кожна з яких складається з почергового зменшення спочатку загальної для обох потоків витрати, шляхом закривання вентиля 5, на величину, за якої ротаметр З зменшить свої показники до 20%, своєї шкали, а далі закривають рухомий орган витратоміра 2 на величину, за якої витрата робочого середовища через ротаметр 3 збільшиться до 100% його шкали Результати покрокових операцій реєструють в таблиці 1 Покрокові операції продовжують до тих пір, доки показники шкали витратоміра 2 покроково зменшаться від максимального значення 100% до мінімального (нульового) За одержаними результатами складають витратну градуювальну таблицю 2 витратоміра 2 Після градуювання запропоновану систему використовують для вимірювання витрати У цьому випадку робоче середовище пропускають паралельними потоками через витратомір 2 і ротаметр 3 і величину витрати визначають як суму потоків середовища, що проходить, через ротаметр 3 та витратомір 2 11 35087 ФІГ. TOB "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 12