Установка для калібрування і повірки засобів обліку газу

Реферат: Установка для калібрування і повірки засобів обліку газу включає ємність із стиснутим газом, під'єднану лінією подачі газу, що обладнана осушувачем газу, до джерела робочого середовища, і під'єднану до випробувального приладу та регулятора витрат випробувальною ділянкою, обладнаною стабілізатором тиску, відсічними клапанами, контрольно-вимірювальним обладнанням, що укомплектоване набором перетворювачів тиску, і персональною ЕОМ з нормуючими перетворювачами та з виконавчими механізмами. Ємність додатково оснащена вентилятором та термоперетворювачем, лінія подачі газу додатково обладнана радіатором з вентилятором та термоперетворювачем, а випробувальна ділянка - радіатором з вентилятором та термоперетворювачем, встановленими перед стабілізатором тиску. Крім того, випробувальний засіб обліку газу забезпечений додатковим контрольно-вимірювальним обладнанням. Установка додатково оснащена густиноміром і пікнометром. При цьому ємність встановлена під землею, термоперетворювач встановлений в ємності з можливістю вимірювання температури щонайменше в трьох рівнях по горизонталі і в п'яти рівнях по вертикалі і як джерело робочого середовища використовують газопровід високого тиску, під'єднаний до ємності лінією подачі газу через осушувач газу, радіатор з вентилятором та термоперетворювач. UA 82405 U (12) UA 82405 U UA 82405 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі вимірювальної техніки та метрології, зокрема до пристроїв для калібрування і повірки засобів обліку газу, витратомірів, лічильників тощо. Відоме устаткування для градуювання та повірки витратомірів і лічильників газу, що включає ємність із стиснутим газом, яка за допомогою лінії подачі газу, обладнаної осушувачем газу, під'єднана до джерела робочого середовища, і яка за допомогою випробувальної ділянки, обладнаної стабілізатором тиску, під'єднана до випробувального приладу та регулятора витрат, крім того, обладнана відсічними (запірними) клапанами, контрольно-вимірювальним обладнанням і персональною ЕОМ з нормуючими перетворювачами та з виконавчими механізмами. При цьому контрольно-вимірювальне обладнання виконане у вигляді датчиків контрольних параметрів, встановлених на ємності та перед випробувальним приладом, котрі здійснюють збирання параметричних характеристик [Устаткування для градуювання та перевірки витратомірів і лічильників газу, патент України на винахід № 64734, G01F 25/00, Бюл. № 3, 2004 p.]. Однак, на базі багатьох експериментальних повірок із використанням даного устаткування встановлено, що процес повірки того чи іншого випробувального приладу є надто тривалим для досягнень очікуваного технічного результату, через небажані затримки (зупинки) в процесі повірки, наприклад, побутового лічильника газу, котрі пов'язані із заповнення ємності повітрям при зміні значення витрати. Поряд з цим кожне заповнення ємності повітрям потребує подальшої стабілізації тиску і температури у ємності, що в цілому зменшує ефективність процесу повірки. При цьому слід зазначити, що перехід із одного значення витрати на інший є обов'язковою рекомендаційною вимогою повірки лічильників газу. Зокрема, згідно з РД50-071-98 повірка побутових лічильників газу ведеться: за максимальної витрати; за витрати, що відповідає 20 відсоткам від максимальної витрати, та за мінімальної витрати. Крім того, укомплектування пристрою датчиками контрольних параметрів, що розміщені на ємності та тільки перед лічильником газу, не дозволяє здійснити повірку лічильника на герметичність через те, що процес повірки проводять шляхом звіряння параметричних характеристик між ємністю, яка є еталоном, та лічильником газу. Крім того, устаткування обмежено використанням як джерела робочого середовища тільки повітря і не передбачає використання газу, тобто випробовування в умовах реального середовища. Найближчим до корисної моделі, що заявляється, за технічною суттю, є устаткування для градуювання та повірки витратомірів і лічильників газу, що включає ємність із стиснутим газом, яка за допомогою лінії подачі газу, обладнаної осушувачем газу, під'єднана до джерела робочого середовища, і яка за допомогою випробувальної ділянки, обладнаної стабілізатором тиску, під'єднана до випробувального приладу та регулятора витрат, крім того, обладнана відсічними клапанами, контрольно-вимірювальним обладнанням і персональною ЕОМ з нормуючими перетворювачами та з виконавчими механізмами. У відомому устаткуванні ємність додатково оснащена зовнішньою водяною сорочкою з насосом і вентилятором та термоперетворювачем, які розміщені у внутрішній порожнині ємності, і лінія подачі газу додатково обладнана радіатором з вентилятором та термоперетворювачем, встановленими після осушувача газу зі сторони джерела робочого середовища, а випробувальна ділянка радіатором з вентилятором та термоперетворювачем, встановленими перед стабілізатором тиску, при цьому контрольно-вимірювальне обладнання, що під'єднане до ємності, укомплектоване набором перетворювачів тиску, кожен із яких має різні верхні межі вимірювання тиску. Крім того, випробувальний прилад забезпечений додатковим контрольно-вимірювальним обладнанням, яке встановлене після випробувального приладу і лінія подачі газу передбачає використання як джерела робочого середовища повітря або газу [Устаткування для градуювання та перевірки витратомірів і лічильників газу, патент України на корисну модель № 4851, G1F 3/00, G1F 25/00, Бюл. № 2, 2005 p.]. Проте у цьому відомому устаткуванні ємність встановлена вище нульового рівня і її додаткове оснащення зовнішньою водяною сорочкою з насосом і вентилятором та термоперетворювачем недостатньо захищає від впливу навколишнього середовища. Устаткування має низький рівень корекції температурних режимів і не передбачає корекції з урахуванням густини газу та його складу, що впливає на точність калібрування і повірки засобів обліку. Крім того, як джерело робочого середовища в основному використовують повітря, що не дозволяє виконувати калібрування та повірку засобів обліку в умовах максимально наближених до умов експлуатації. В основу корисної моделі поставлено задачу на базі відомого устаткування створити більш досконалу установку для калібрування і повірки засобів обліку газу за рахунок конструктивних змін, які передбачають застосування нових додаткових пристроїв та встановлення ємності нижче нульового рівня в землі, максимально захистити устаткування від впливу умов 1 UA 82405 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 навколишнього середовища, забезпечити підвищення точності калібрування і повірки випробувальних приладів з можливістю використання реального джерела робочого середовища - газопроводу високого тиску. Поставлена задача вирішується тим, що установка для калібрування і повірки засобів обліку газу, яка включає ємність із стиснутим газом, під'єднану лінією подачі газу, що обладнана осушувачем газу, до джерела робочого середовища, і під'єднану до випробувального засобу обліку газу та регулятора витрат випробувальною ділянкою, обладнаною стабілізатором тиску, відсічними клапанами, контрольно-вимірювальним обладнанням, що укомплектоване набором перетворювачів тиску, кожен із яких має різні верхні межі вимірювання тиску, і персональною ЕОМ з нормуючими перетворювачами та з виконавчими механізмами, ємність додатково оснащена вентилятором та термоперетворювачем, які розміщені у внутрішній порожнині ємності, і лінія подачі газу додатково обладнана радіатором з вентилятором та термоперетворювачем, встановленими після осушувача газу зі сторони джерела робочого середовища, а випробувальна ділянка - радіатором з вентилятором та термоперетворювачем, встановленими перед стабілізатором тиску, випробувальний засіб обліку газу забезпечений додатковим контрольно-вимірювальним обладнанням, яке встановлене після випробувального засобу, і, згідно з пропонованою корисною моделлю, установка додатково оснащена густиноміром і пікнометром, які безпосередньо під'єднані до джерела робочого середовища і до ємності із стиснутим газом, при цьому ємність встановлена нижче нульового рівня під землею, термоперетворювач встановлений в ємності з можливістю вимірювання температури щонайменше в трьох рівнях по горизонталі і в п'яти рівнях по вертикалі і як джерело робочого середовища використовують газопровід високого тиску, під'єднаний до ємності лінією подачі газу через осушувач газу, радіатор з вентилятором та термоперетворювач. Встановлення ємності із стиснутим газом нижче нульового рівня під землею забезпечує можливість максимально захистити процес калібрування і повірки від впливу умов навколишнього середовища, відпадає необхідність додаткового спорядження ємності водяною сорочкою та насосом для її заповнення водою. Оснащення ємності вдосконаленим термоперетворювачем, що забезпечує можливість вимірювання температури щонайменше в трьох рівнях по горизонталі і в п'яти рівнях по вертикалі, дає можливість максимально врахувати всі можливі температурні режими в умовах калібрування і повірки та здійснювати відповідну корекцію по температурі. Особливо важливе додаткове спорядження установки густиноміром і пікнометром, які безпосередньо під'єднані до джерела робочого середовища і ємності із стиснутим газом, що дозволяє враховувати густину газу та його складові і цим суттєво підвищити точність калібрування та повірки засобів обліку газу в умовах максимально наближених до реальних умов експлуатації, оскільки як джерело робочого середовища використовують газопровід високого тиску, тобто природний газ. Таким чином сукупність відомих і пропонованих суттєвих ознак дозволяє створити більш досконалу установку для калібрування і повірки засобів обліку газу, котра забезпечує підвищення точності калібрування і повірки випробувальних засобів обліку газу в умовах максимально наближених до реальних умов експлуатації, тобто маємо технічне рішення, достатнє для вирішення поставленої задачі корисної моделі. Суть корисної моделі пояснюється конструктивно-технологічною схемою. На кресленні - схематично зображена схема установки для калібрування і повірки засобів обліку газу. Установка укомплектована ємністю 1, яка оснащена вентилятором 3 та термоперетворювачем 4, розміщеними у внутрішній порожнині ємності. До ємності 1, по трубопроводу 5 (лінії подачі газу) через відсічний клапан 6 і радіатор 7 з вентилятором 8 і термоперетворювачем 7' та через осушувач газу (вологовловлювач) 9 під'єднаний газопровід високого тиску 10, через засувку 2, для використання як джерела робочого середовища 2 природного газу з надлишковим тиском від 2 до 12 кГ/см , а по трубопроводу 11 (випробувальній ділянці) через набір перетворювачів тиску 12, у кількості чотирьох - кожен із яких має різні верхні межі вимірювання тиску у ємності 1, відсічний клапан 13, радіатор 14 з вентилятором 15 та з термоперетворювачем 16 і стабілізатор тиску 17 - під'єднано випробувальний(і) засіб(и) обліку газу 18, що має(ють) перетворювач(і) 19, у якому(их) об'ємна величина газу, перетворюється в електричні сигнали. При цьому як випробувальний засіб обліку газу (18) застосовують один засіб обліку (лічильник газу, витратомір) або декілька лічильників газу (витратомірів), які під'єднують послідовно. 2 UA 82405 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того, до випробувального засобу обліку газу (18) під'єднано перепадомір 20, а на вході і на виході встановлено перетворювачі тиску 21 і 22, відповідно, поряд із якими, встановлено термоперетворювачі 23 і 24, відповідно. Величина витрати в процесі повірки для випробувального засобу обліку газу (18) задається регулятором витрати 25. Для вимірювання густини газу встановлено густиномір 26, яку вимірюють пікнометричним методом за допомогою пікнометра 27, що передбачає заміри перед надходженням газу у ємність (1) та після ємності (1) на випробувальній ділянці (11) перед випробувальними засобами обліку газу (18). Керування установкою та збирання параметричних характеристик здійснюють за допомогою персональної ЕОМ 28 з нормуючими перетворювачами та з виконавчими механізмами (на кресленні не зазначено). Установка для калібрування і повірки витратомірів і лічильників газу працює так. Із газопроводу високого тиску 10, через відкриту засувку 2, заповнюють природним газом ємність 1, що встановлена нижче нульового рівня в землі. Ємність 1 наповнюють природним 2 газом до заданого значення тиску, в межах надлишкового тиску від 2 до 12 кГ/см . Для цього за командою персональної ЕОМ 28 відкривають відсічний клапан 6 та включають в роботу, при закритому відсічному клапані 13, осушувач газу 9, де газ осушується і потім через радіатора 7, і за допомогою вентилятора 8 з термоперетворювачем 7 , охолоджується і далі через відсічний клапан 6 надходить в ємність 1. При цьому в процесі заповнення ємності 1 природним газом за допомогою вентилятора 3 здійснюють постійне перемішування газу для прискорення часу підготовки мірного об'єму до вимірювання. Необхідність охолодження газу в радіаторі 8 та перемішування газу в ємності 1 зумовлена тим, що при заповненні ємності 1 природним газом проходить його стискування і, як наслідок, підняття температури. Далі, після заповнення ємності 1 до заданого тиску, за командою персональної ЕОМ 28 виключають вентилятор 8, закривають відсіяний клапан 6 і фіксують задані величини тиску і температури, після чого установка є готовою до калібрування і повірки засобів обліку газу. Для цього за допомогою персональної ЕОМ 28 подають команду на відкриття відсічного клапана 13, внаслідок чого до випробувального засобу обліку газу 18 (лічильника, витратоміра) подають газ з робочим тиском. При досягненні на випробувальній ділянці 11 значення тиску Р mах закривають відсічний клапан 13, і здійснюють витримування випробувальної ділянки 11 упродовж щонайменше трьох хвилин, тобто здійснюють необхідну перевірку герметичності випробувальної ділянки при Рmах, що є вимогою РД50-71-98. Контроль зміни тиску ведуть як на вході, так і на виході засобу обліку газу (лічильника, витратоміра), через перетворювачі тиску 21 і 22. Якщо протягом останньої хвилини тиск на випробувальній ділянці 11 не змінюється, тоді персональна ЕОМ 28 подає команду на проведення повірки - "повірка лічильника". Далі приводять в дію стабілізатор тиску 17, чим забезпечують повірку засобу обліку - до якого подається потік газу із заданим тиском. При цьому радіатором 14 з вентилятором 15 забезпечують подачу газу із необхідною температурою завдяки термоперетворювачу 4, встановленому в ємності 1 з можливістю вимірювання температури щонайменше в трьох рівнях по горизонталі і в п'яти рівнях по вертикалі і відповідного задання необхідної температури. Тоді починають цикл калібрування чи повірки. Калібрування/повірку засобу обліку (лічильника, витратоміра) здійснюють шляхом миттєвого збирання параметричних показників, котрі фіксують, на вході засобу обліку газу перетворювачем тиску 21 та термоперетворювачем 23, а на виході - перетворювачем тиску 22 та термоперетворювачем 24, і також на засобі обліку газу перепадоміром 20. Поряд з цим, ведуть вимірювання тиску в ємності 1 перетворювачами тиску 12, за допомогою яких, або через один із них, шляхом регулювання (переналадки) діапазонів вимірювання задають той чи інший визначений режим в процесі калібрування і повірки для конкретного типорозміру засобу обліку газу за допомогою персональної ЕОМ 28. Зокрема, перетворювачем тиску Р 1 на витраті Qmax, перетворювачем тиску Р2 на витраті від 0,2 Qmax до Qmax, перетворювачем тиску Р3 на витраті від 0,2 Qmax до Qmin і перетворювачем тиску Р4 на витраті Qmin. При цьому через радіатор 14 з вентилятором 15 безпосередньо стабілізатором тиску 17 забезпечують проведення калібрування/повірки в заданому режимі. Таким чином досягають процесу калібруваня/повірки випробувального засобу обліку і перевірку його на герметичність за одне заповнення (накачування) ємності 1, причому з використанням джерела робочого середовища природного газу, тобто в умовах, максимально наближених до реального середовища експлуатації випробувальних приладів. З завершенням випробувального циклу об'єм газу, який пройшов через установку, стравлюють в робочий газопровід низького (середнього) тиску через засувку з регулятором витрати 25, що виключає забруднення навколишнього середовища, технологічні втрати газу та забезпечує дотримання правил техніки безпеки системи газопостачання 3 UA 82405 U 5 установки. Крім того, процес калібрування/повірки випробувальних засобів обліку газу відбувається з урахуванням корекції по густині і складу газу, величину якої відображає густиномір 26 у безперервному режимі через ЕОМ 28. Пікнометр 27, в свою чергу, через ЕОМ 28 здійснює контроль точності густиноміра 26 з заданою періодичністю, як приклад, 1 раз в 7 днів. Пропонована установка дозволяє забезпечити високу точність калібрування і повірки засобів обліку газу з похибкою, що не перевищує 0,12 %. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 30 Установка для калібрування і повірки засобів обліку газу, що включає ємність із стиснутим газом, під'єднану лінією подачі газу, що обладнана осушувачем газу, до джерела робочого середовища, і під'єднану до випробувального приладу та регулятора витрат випробувальною ділянкою, обладнаною стабілізатором тиску, відсічними клапанами, контрольно-вимірювальним обладнанням, що укомплектоване набором перетворювачів тиску, кожен із яких має різні верхні межі вимірювання тиску, і персональною ЕОМ з нормуючими перетворювачами та з виконавчими механізмами, ємність додатково оснащена вентилятором та термоперетворювачем, які розміщені у внутрішній порожнині ємності, і лінія подачі газу додатково обладнана радіатором з вентилятором та термоперетворювачем, встановленими після осушувача газу зі сторони джерела робочого середовища, а випробувальна ділянка радіатором з вентилятором та термоперетворювачем, встановленими перед стабілізатором тиску, крім того, випробувальний засіб обліку газу забезпечений додатковим контрольновимірювальним обладнанням, яке встановлене після випробувального засобу обліку, яка відрізняється тим, що установка додатково споряджена густиноміром і пікнометром, які безпосередньо під'єднані до джерела робочого середовища і до ємності із стиснутим газом, при цьому ємність встановлена під землею, термоперетворювач встановлений в ємності з можливістю вимірювання температури щонайменше в трьох рівнях по горизонталі і в п'яти рівнях по вертикалі і як джерело робочого середовища використовують газопровід високого тиску, під'єднаний до ємності лінією подачі газу через осушувач газу, радіатор з вентилятором та термоперетворювач. 4 UA 82405 U Комп’ютерна верстка М. 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