Спосіб контролю роботи газовимірювальної станції

Реферат: Спосіб контролю роботи газовимірювальної станції включає контроль з періодом τк справності датчиків, що вимірюють параметри, і додатковий контроль датчиків температури. Вимірюють параметри потоку газу, що характеризують витрату газу. Контроль справності датчиків здійснюють для всіх працюючих вимірювальних трубопроводів шляхом визначення для кожного вимірювального трубопроводу середніх значень кожного з обмірюваних перших і других параметрів, що характеризують витрату газу, протягом періоду контролю τ к, обчислення після закінчення кожного періоду контролю τк різниці середніх значень кожного з відповідних перших і других параметрів, що характеризують витрату газу. Якщо різниця середніх значень відповідних параметрів для вимірювального трубопроводу не перевищує наведеної погрішності виміру відповідного параметра, то вважають, що датчики справні. Якщо різниця значень яких-небудь відповідних параметрів перевищує наведену погрішність виміру даного параметра, то вважають, що датчики, що вимірюють ці параметри несправні. Додатковий контроль датчиків температури першого й другого пристроїв визначення витрати газу всіх працюючих вимірювальних трубопроводів виконують при закінченні заданого інтервалу часу шляхом порівняння значень температури, обмірюваних датчиками температури обох пристроїв визначення витрати газу кожного вимірювального трубопроводу, зі значенням температури, обмірюваним у цьому ж вимірювальному трубопроводі контрольним термометром із класом точності не нижче, ніж у датчиків температури. При збігу, з урахуванням точності датчика й контрольного термометра, значення температури, обмірюваного датчиком, зі значенням, обмірюваним контрольним термометром, вважають, що цей датчик температури справний. При розбіжності, з урахуванням точності датчика й контрольного термометра, значення температури, обмірюваного яким-небудь датчиком зі значенням, обмірюваним контрольним термометром, вважають, що цей датчик температури несправний. UA 72189 U (12) UA 72189 U UA 72189 U 5 10 Корисна модель належить до вимірювальної техніки й може бути використана, зокрема, у газовій промисловості для контролю роботи газовимірювальної станції (пункту виміру витрати газу) у процесі виконання виміру витрати середовища. Відомий спосіб визначення витрати середовища в трубопроводі (патент України № 94286, кл. G01F25/00 Бюл. № 8, 2011), що полягає в проведенні одночасного виміру витрати Q1 першим способом за допомогою першого пристрою, дія якого заснована на одному з відомих фізичних ефектів, і вимірі тої ж витрати Q2 другим способом за допомогою другого пристрою, дія якого заснована на іншому фізичному ефекті, при цьому виміри витрати проводять пристроями, розташованими на встановленій відстані один від одного, один із пристроїв призначають для виміру комерційної витрати газу, отримані значення витрати підставляють у нерівність Q2 15 20 25 30 35 40 100  1 100  1 , де  Q1  Q 2 100   2 100   2 1 - відносна погрішність при вимірі витрати першим способом; 2 - відносна погрішність при вимірі витрати другим способом і, якщо нерівність не виконується, то вважають, що відбулася метрологічна відмова, і видають сигнал про це, якщо ж нерівність виконується, то вважають, що метрологічна відмова відсутня, при цьому, якщо вимірюють комерційну витрату газу, то результатом виміру вважають значення витрати, отримане пристроєм, призначеним для виміру комерційної витрати газу, а, якщо вимірюють витрату газу для технологічних потреб, то значення витрати Q у трубопроводі приймають рівним напівсумі обмірюваних значень, тобто Q=0,5·(Q1+Q2). Даний спосіб визначення витрати середовища в трубопроводі так само, як і способ контролю роботи газовимірювальної станції, що заявляється, включає одночасне визначення витрати середовища першим Q1 і другим Q2 способом. Однак, визначення витрати середовища другим способом, заснованим на іншому фізичному ефекті, відсутність контролю справності датчиків, які вимірюють параметри, що характеризують витрату середовища, і контролю датчиків температури, не дозволяє визначити датчик, який відмовив, що ускладнює експлуатацію системи, яка реалізує відомий спосіб і знижує вірогідність визначення витрати газу. Найбільш близьким по технічній сутності є спосіб визначення витрати газу в трубопроводі (патент України на корисну модель № 64577, G01F25/00, Бюл. № 21, 10.11.2011), що включає періодичне визначення витрати газу із заданим періодом τ 1 на вимірювальному трубопроводі за допомогою першого й другого пристроїв визначення витрати газу, дія яких заснована на одному фізичному ефекті, шляхом одночасного виміру значень перших параметрів потоку газу перепаду тиску ΔР1 на пристрої, що звужує, тиску Р1 і температури Т1 за допомогою відповідних перших датчиків і значень других параметрів потоку газу - перепаду тиску ΔР2 на пристрої, що звужує, тиску Р2 і температури Т2, за допомогою відповідних других датчиків, запам'ятовування обмірюваних значень перших і значень других параметрів і обчислення витрати газу першим і другим пристроями визначення витрати газу, виконання контролю визначення витрати газу з періодом τ2 шляхом визначення середніх значень всіх обмірюваних перших і других параметрів потоку газу протягом періоду контролю визначення витрати газу τ 2, початок якого збігається з початком одного з періодів виміру значень параметрів потоку газу, а тривалість дорівнює τ 2=kτ1 де k - задане ціле число, обчислення після закінчення кожного періоду контролю визначення витрати газу модулів відносної різниці середніх значень кожного з однойменних перших і других параметрів газу - перепадів тисків - P1  P2 P1 - тисків - P1  P2 і температур - T1  T2 , і T1 P1 перевірки виконання нерівностей, - P1  P2   Py , P1  P2  Py , T1  T2   Ty , де P1 , P2 , P1 P1 T1 45 P1 , P2 , T1 , T2 - середні значення першого й другого перепадів тиску, першого й другого тиску, 50 першої й другої температури відповідно, δΔPy, Py й ΔTy - установлені величини для відносних різниць середніх значень перепаду тисків, тисків і температур відповідно, при цьому при виконанні всіх нерівностей вважають, що метрологічна відмова відсутня і видають інформацію про відсутність метрологічної відмови, а при невиконанні одної або більше нерівностей вважають, що відбулася відмова першого або другого датчика того параметра, відносна різниця середніх значень якого більше встановленої величини, і видають інформацію про виникнення метрологічної відмови й виду датчика, що відмовив. Даний спосіб визначення витрати газу так само, як і способ контролю роботи газовимірювальної станції, що заявляється, включає періодичне визначення витрати газу із заданим періодом τ на кожному працюючому вимірювальному трубопроводі за допомогою 55 1 UA 72189 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 першого й другого пристроїв визначення витрати газу, дія яких заснована на одному фізичному ефекті, шляхом одночасного виміру значень перших параметрів потоку газу, за допомогою датчиків першого пристрою визначення витрати газу й значень других параметрів потоку газу за допомогою датчиків другого пристрою визначення витрати газу, запам'ятовування обмірюваних значень перших і других значень параметрів і обчислення витрати газу першим і другим пристроями визначення витрати газу. Однак, відсутність контролю справності датчиків, що вимірюють параметри, які характеризують витрату газу, і контролю датчиків температури на кожному працюючому вимірювальному трубопроводі, виконання контролю справності датчиків шляхом визначення середніх значень кожного з обмірюваних перших і других параметрів, що характеризують витрату газу, протягом періоду контролю, обчислення після закінчення кожного періоду контролю різниці середніх значень кожного з однойменних перших і других параметрів, що характеризують витрату газу, на кожному працюючому вимірювальному трубопроводі, порівняння кожної різниці параметрів з наведеною погрішністю виміру даного параметра й видачі оперативному персоналу інформації про несправність першого або другого датчика, що вимірюють даний параметр, на даному вимірювальному трубопроводі, і виконання контролю несправності датчиків температури першого й другого пристроїв визначення витрати газу кожного вимірювального трубопроводу при закінченні заданого інтервалу часу шляхом порівняння значень температури, обмірюваних датчиками температури обох пристроїв визначення витрати газу кожного вимірювального трубопроводу, зі значенням температури, обмірюваним у цьому ж вимірювальному трубопроводі контрольним термометром і видачі інформації про несправність датчика при розбіжності значення температури, обмірюваного яким-небудь датчиком зі значенням, обмірюваним контрольним термометром, звужує функціональні можливості відомого способу через відсутність контролю несправності датчиків параметрів, що характеризують витрату газу, і контролю датчиків температури, через неможливість використання відомого способу при використанні будь-якого методу визначення витрати газу, а не тільки методу змінного перепаду тиску, при цьому відповідно низька вірогідність визначення витрати газу. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу контролю роботи газовимірювальної станції шляхом розширення функціональних можливостей за рахунок контролю несправності датчиків параметрів, що характеризують витрату газу, і контролю датчиків температури, за рахунок можливості використання способу для виявлення несправних датчиків при використанні будь-якого методу визначення витрати газу, а не тільки методу змінного перепаду тиску. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі контролю роботи газовимірювальної станції, що включає визначення із заданим періодом τ витрати газу через кожний вимірювальний трубопровід за допомогою першого й другого пристроїв визначення витрати газу, дія яких заснована на одному фізичному ефекті, шляхом одночасного виміру значень перших параметрів потоку газу, за допомогою датчиків першого пристрою визначення витрати газу й значень других параметрів потоку газу, за допомогою датчиків другого пристрою визначення витрати газу, запам'ятовування обмірюваних значень перших і других параметрів і обчислення витрати газу першим і другим пристроями визначення витрати газу, відповідно до корисної моделі, уведений контроль з періодом τ к справності датчиків, що вимірюють параметри, і додатковий контроль датчиків температури, при цьому вимірюють параметри потоку газу, що характеризують витрату газу, контроль справності датчиків здійснюють для всіх працюючих вимірювальних трубопроводів шляхом визначення для кожного вимірювального трубопроводу середніх значень кожного з обмірюваних перших і других параметрів, що характеризують витрату газу, протягом періоду контролю τк, обчислення після закінчення кожного періоду контролю τк різниці середніх значень кожного з відповідних перших і других параметрів, що характеризують витрату газу, і, якщо різниця середніх значень відповідних параметрів для вимірювального трубопроводу не перевищує наведеної погрішності виміру відповідного параметра, то вважають, що датчики даного вимірювального трубопроводу справні, а, якщо різниця значень яких-небудь відповідних параметрів перевищує наведену погрішність виміру даного параметра, то вважають, що датчики, що вимірюють ці параметри на даному вимірювальному трубопроводі несправні й видають оперативному персоналу інформацію про їхню несправність, а додатковий контроль датчиків температури першого й другого пристроїв визначення витрати газу всіх працюючих вимірювальних трубопроводів виконують при закінченні заданого інтервалу часу шляхом порівняння значень температури, обмірюваних датчиками температури обох пристроїв визначення витрати газу кожного вимірювального трубопроводу, зі значенням температури, обмірюваним у цьому ж вимірювальному трубопроводі контрольним термометром із класом точності не нижче, ніж у 2 UA 72189 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 датчиків температури, і при збігу, з урахуванням точності датчика й контрольного термометра, значення температури, обмірюваного датчиком, зі значенням, обмірюваним контрольним термометром, вважають, що цей датчик температури справний, а при розбіжності, з урахуванням точності датчика й контрольного термометра, значення температури, обмірюваного яким-небудь датчиком зі значенням, обмірюваним контрольним термометром, вважають, що цей датчик температури несправний, і видають оперативному персоналу інформацію про його несправність. Введення контролю справності датчиків, що вимірюють параметри, що характеризують витрату газу, і додаткового контролю датчиків температури на кожному працюючому вимірювальному трубопроводі, виконання контролю справності датчиків, що вимірюють параметри, які характеризують витрату газу, шляхом визначення середніх значень кожного з обмірюваних перших і других параметрів, що характеризують витрату газу, протягом періоду контролю, обчислення після закінчення кожного періоду контролю різниці середніх значень однойменних перших і других параметрів, що характеризують витрату газу, на кожному працюючому вимірювальному трубопроводі, порівняння кожної різниці параметрів з наведеною погрішністю виміру даного параметра й, при перевищенні якою-небудь різницею наведеної погрішності виміру даного параметра, видачі оперативному персоналу інформації про несправність першого або другого датчика, що вимірює даний параметр, на даному вимірювальному трубопроводі, і додаткового контролю датчиків температури першого й другого пристроїв визначення витрати газу вимірювальних трубопроводів при закінченні заданого інтервалу часу шляхом порівняння значень температури, обмірюваних датчиками температури обох пристроїв визначення витрати газу кожного вимірювального трубопроводу зі значенням температури, обмірюваним у цьому ж вимірювальному трубопроводі контрольним термометром і видачі інформації про несправність датчика при розбіжності, з урахуванням точності датчика й контрольного термометра, значення температури, обмірюваного яким-небудь датчиком зі значенням, обмірюваним контрольним термометром, істотно розширює функціональні можливості способу, що заявляється, за рахунок виявлення несправних датчиків параметрів, що характеризують витрату газу, а також несправності датчиків температури, за рахунок можливості використання запропонованого способу для виявлення несправних датчиків при застосуванні будь-якого методу визначення витрати газу, а не тільки методу змінного перепаду тиску, при цьому відповідно підвищується вірогідність визначення витрати газу. На кресленні наведена схема пристрою контролю визначення витрати газу в трубопроводі, що пояснює запропонований спосіб. Газовимірювальна станція містить газопровод 1, що підводить, вхідний колектор 2, з'єднаний з газопроводом 1, вимірювальні трубопроводи 3-1,…, 3-n, …, 3-N, підключені до вхідного колектора 2, вихідний колектор 4, що з'єднаний з вимірювальними трубопроводами 31,…, 3-n, …, 3-N, вихідний газопровід 5, до якого підключений вихідний колектор 4, перші пристрої визначення витрати газу 6-1,…, 6-n, …, 6-N, кожен з яких установлений у відповідний вимірювальний трубопровід 3-1,…, 3-n, …, 3-N, другі пристрої визначення витрати газу 7-1,…, 7n, …, 7-N, кожен з яких установлений у відповідний вимірювальний трубопровід 3-1,…, 3-n, …, 3-N, кишені для установки контрольних термометрів 8-1,…, 8-n, …, 8-N, кожна з яких установлена у відповідний вимірювальний трубопровід 3,…, 3-n, …, 3-N, пристрій контролю 9, до входів якого підключені інформаційні виходи перших 6-1,,…, 6-n, …, 6-N і других 7-1,,…, 7-n, …, 7-N пристроїв визначення витрати газу. Період контролю τк справності датчиків вибирається кратним цілому числу періодів виміру τ. Параметри, що характеризують витрату газу, різні для різних видів пристроїв визначення витрати газу. Наприклад, для пристроїв, що працюють на основі способу змінного перепаду тиску, це будуть перепад тиску, тиск і температура газу, а для лічильників газу це будуть витрата газу, тиск і температура газу. Спосіб контролю роботи газовимірювальної станції реалізують у такий спосіб. Для визначеності опису приймемо, що на газовимірювальній станції встановлені пристрої визначення витрати газу, які реалізовані на основі визначення витрати газу способом змінного перепаду тиску. При роботі газовимірювальна станція забезпечує визначення витрати газу, що транспортується через неї. Перший 6-n і другий 7-n пристрої визначення витрати газу, установлені на кожному вимірювальному трубопроводі 3-n, із заданим періодом виміру τ, наприклад, 2 с, вимірюють одночасно параметри, що характеризують витрату газу через вимірювальний трубопровід 3-n, для розглянутого випадку це будуть тиск, перепад тиску й температура газу, за значеннями цих параметрів, а також за значеннями конструкційних параметрів (наприклад, діаметрам вимірювального трубопроводу й пристрою, що звужує, 3 UA 72189 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 коефіцієнтам розширення матеріалів, з яких вони виготовлено, і іншим) і умовно-постійних параметрів (наприклад, щільності, хімічному складу газу й іншим) перший 6-n і другий 7-n пристрої визначення витрати газу обчислюють миттєву витрату газу, інтегруючи яку за час тривалості періоду виміру вони одержують витрату газу за цей час. Далі вони, відповідно до встановленого регламенту, на підставі витрат газу за період виміру визначають інтегральну витрату газу за встановлений інтервал часу – tі, наприклад, за 1 хвилину або за 5 хвилин, а також обчислюють середні значення кожного з параметрів за інтервал часу – tі й видають значення витрати газу й середні значення параметрів, що характеризують витрату газу, за інтервал часу – tі через свій інформаційний вихід у пристрій контролю 9, що запам'ятовує одержані значення витрати газу й середні значення параметрів, що характеризують витрату газу, за кожний інтервал часу – tі, визначає витрату газу по кожному вимірювальному трубопроводу за більші інтервали часу, наприклад за годину, за добу, і визначає витрату по всій газовимірювальній станції, підсумовуючи витрати газу по всіх окремих включених вимірювальних трубопроводах. Контроль справності датчиків, що вимірюють параметри, які характеризують витрату газу, здійснює з періодом τк пристрій контролю 9 для всіх працюючих вимірювальних трубопроводів. Пристрій контролю 9, від пристроїв визначення витрати 6-n і 7-n одержує й запам'ятовує середні значення параметрів, що характеризують витрату газу, за кожний інтервал часу – tі по всіх працюючих вимірювальних трубопроводах, по яких він обчислює середнє значення кожного першого й кожного другого параметра по кожному вимірювальному трубопроводу за кожний період контролю в момент його закінчення. По отриманих середніх значеннях пристрій контролю 9 обчислює різниці відповідних середніх значень перших і других параметрів кожного вимірювального трубопроводу, кожну з яких він порівнює з наведеною погрішністю виміру відповідного параметра. Якщо різниця середніх значень відповідних параметрів для вимірювального трубопроводу не перевищує наведеної погрішності виміру відповідного параметра, то вважають, що датчики даного вимірювального трубопроводу справні, а, якщо різниця значень яких-небудь відповідних параметрів перевищує наведену погрішність виміру даного параметра, то вважають, що датчики, що вимірюють ці параметри на даному вимірювальному трубопроводі, несправні й видають оперативному персоналу інформацію про їхню несправність. Контроль датчиків температури першого й другого пристроїв визначення витрати газу всіх вимірювальних трубопроводів виконують один раз протягом заданого інтервалу часу, що, відповідно до технологічного регламенту, дорівнює двом місяцям. Контроль датчиків температури першого й другого пристроїв визначення витрати газу вимірювальних трубопроводів виконують окремо по кожному вимірювальному трубопроводу. При виконанні контролю на вимірювальному трубопроводі 3-n установлюють контрольний термометр у кишеню 8-n вимірювального трубопроводу 3-n і через час, необхідний для стабілізації його показань, і при надходженні значень параметрів від пристроїв визначення витрати газу 6-n і 7-n по команді оператора фіксують значення температури, обмірюване контрольним термометром, яке або автоматично, або вручну передається оператору. Далі, залежно від наявності технічних засобів, автоматично або оператором порівняються значення температури, обмірювані датчиками пристроїв визначення витрати газу 6-n і 7-n зі значенням, обмірюваним контрольним термометром і за результатами порівняння визначають справність або несправність датчиків температури пристроїв визначення витрати газу 6-n і 7-n, і, якщо вони несправні, то фіксують інформацію для вживання необхідних заходів. При виявленні несправних датчиків здійснюється або юстування, або заміна датчиків на справні. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 Спосіб контролю роботи газовимірювальної станції, що включає визначення із заданим періодом τ витрати газу через кожний вимірювальний трубопровід за допомогою першого й другого пристроїв визначення витрати газу, дія яких заснована на одному фізичному ефекті, шляхом одночасного виміру значень перших параметрів потоку газу, за допомогою датчиків першого пристрою визначення витрати газу й значень других параметрів потоку газу, за допомогою датчиків другого пристрою визначення витрати газу, запам'ятовування обмірюваних значень перших і других параметрів і обчислення витрати газу першим і другим пристроями визначення витрати газу, який відрізняється тим, що уведений контроль з періодом τк справності датчиків, що вимірюють параметри, і додатковий контроль датчиків температури, при цьому вимірюють параметри потоку газу, що характеризують витрату газу, контроль 4 UA 72189 U 5 10 15 20 справності датчиків здійснюють для всіх працюючих вимірювальних трубопроводів шляхом визначення для кожного вимірювального трубопроводу середніх значень кожного з обмірюваних перших і других параметрів, що характеризують витрату газу, протягом періоду контролю τ к, обчислення після закінчення кожного періоду контролю τ к різниці середніх значень кожного з відповідних перших і других параметрів, що характеризують витрату газу, і, якщо різниця середніх значень відповідних параметрів для вимірювального трубопроводу не перевищує наведеної погрішності виміру відповідного параметра, то вважають, що датчики даного вимірювального трубопроводу справні, а, якщо різниця значень яких-небудь відповідних параметрів перевищує наведену погрішність виміру даного параметра, то вважають, що датчики, що вимірюють ці параметри на даному вимірювальному трубопроводі несправні й видають оперативному персоналу інформацію про їхню несправність, а додатковий контроль датчиків температури першого й другого пристроїв визначення витрати газу всіх працюючих вимірювальних трубопроводів виконують при закінченні заданого інтервалу часу шляхом порівняння значень температури, обмірюваних датчиками температури обох пристроїв визначення витрати газу кожного вимірювального трубопроводу, зі значенням температури, обмірюваним у цьому ж вимірювальному трубопроводі контрольним термометром із класом точності не нижче, ніж у датчиків температури, і при збігу, з урахуванням точності датчика й контрольного термометра, значення температури, обмірюваного датчиком, зі значенням, обмірюваним контрольним термометром, вважають, що цей датчик температури справний, а при розбіжності, з урахуванням точності датчика й контрольного термометра, значення температури, обмірюваного яким-небудь датчиком зі значенням, обмірюваним контрольним термометром, вважають, що цей датчик температури несправний, і видають оперативному персоналу інформацію про його несправність. Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 5