Спосіб метрологічної діагностики пункту вимірювання витрати газу

Спосіб метрологічної діагностики пункту вимірювання витрати газу, що включає попереднє призначення базовим одного із увімкнених вимірювальних трубопроводів і періодичне виконання циклу діагностики, що складається з послідовно виконуваних одночасного вимірювання витрати газу по усіх увімкнених вимірювальних трубопроводах, запам'ятовування результатів вимірювання та визначення наявності метрологічної відмови у кожному з увімкнених вимірювальних трубопроводів, крім базового, шляхом обчислення поточного роз 2 (19) 1 3 88068 лишилися, при цьому рівність значення виграти в підвідній вітці і суми значень витрат у вітках, що залишилися, відповідає наявності збільшеної похибки (метрологічної відмови) витратоміра у вимкненій віщі, нерівність значень витрати в підвідній вітці і суми значень витрат у вітках, що залишилися, при всіх перерозподілах потоку відповідне збільшенню похибки (метрологічної відмови) витратоміру в підвідній вітці. Даний спосіб метрологічної діагностики витратомірів, встановлених у розгалужених трубопроводах так само, як і спосіб метрологічної діагностики пункту виміру витрати газу, що заявляється, включає вимірювання витрат по кожному з вимірювальних трубопроводів (у кожній з паралельних віток). Однак, відсутність попереднього обчислення значення відношень виміряною значення витрати газу, по кожному вимірювальному трубопроводу, крім базового, до виміряною значення витрати газу по базовому вимірювальному трубопроводу та їхньою запам'ятовування, переходу після цього до періодичного виконання циклів діагностики й відсутність у циклі діагностики обчислення розрахункового значення витрати газу по jму вимірювальному трубопроводу і відносної різниці між розрахунковим і виміряним значеннями витрати газу за наведеними формулами і визначення та запам'ятовування відношення, якщо отримана відносна різниця менше заданої, не дозволяють швидко та з малими витратами виявити вимірювальний трубопровід, що відмовив, і, як наслідок, робить відомий спосіб малопридатним для діагностики пункту вимірювання витрати газу. Відомий спосіб метрологічної діагностики витратомірів, встановлених у розгалужених трубопроводах [а.с. СРСР № 1461138, кл. G 01F 25/00, БИ № 11, 1994], що полягає у вимірюванні витрати в підвідному трубопроводі і вимірюванні витрати в кожному з паралельних трубопроводів, при цьому, підтримуючи постійною витрату в підвідному трубопроводі, перекривають один з паралельних трубопроводів, вимірюють витрату в трубопроводах, що залишилися, і виявляють витратомір зі збільшеною похибкою з умови (Gi × Ki - Gi × Ki )/(Ki - Ki ) > di + d , де G, і Gi - покази витратоміра, встановленого в і-ому паралельному трубопроводі, при усіх відкритих паралельних трубопроводах і при одному (не іому) перекритому трубопроводі відповідно; n n 1=1 1=1 K i = Gi / å Gi i і Ki = Gi / å Gi , - перші та другі коефіцієнти витрати відповідно; n å Gi , - сумарна витрата по усіх паралельних 1=1 трубопроводах визначена за показами витратомірів; n å Gi , - сумарна витрата по усіх паралельних 1= 1 трубопроводах при одному перекритому; di - припустима похибка витратоміра, який діагностується; 4 d - припустима похибка підтримки витрати в підвідному трубопроводі, далі відкривають трубопровід, у якому перебуває витратомір зі збільшеною похибкою, вимірюють витрату в ньому та у трубопроводі зі справним витратоміром і визначають збільшення похибки витратоміра в трубопроводі, що перекривається, із умови Gi × Ki - G2 > K 2i × di + d2 , де G2 - покази витратоміра, встановленого в трубопроводі, що перекривається, К2і - градуювальний коефіцієнт, рівний відношенню виграш в трубопроводі, що перекривається, до витрати в трубопроводі, де встановлений іий справний витратомір; d2 - припустима похибка витратоміра в трубопроводі, що перекривається. Даний спосіб метрологічної діагностики витратомірів, встановлених у розгалужених трубопроводах так само, як і спосіб, метрологічної діагностики пункту вимірювання витрати газу, що заявляється, включає вимірювання витрати по кожному з вимірювальних трубопроводів (у кожній з паралельних віток). Однак, відсутність попереднього обчислення значення відношень виміряного значення витрати газу по кожному вимірювальному трубопроводу, крім базового, до виміряного значення витрати газу по базовому вимірювальному трубопроводу та їхнього запам'ятовування, переходу після цього до періодичного виконання циклів діагностики і відсутність у циклі діагностики обчислення розрахункового значення витрати газу по j-му вимірювальному трубопроводу і відносній різниці між розрахунковим і виміряним значеннями витрати газу за наведеними формулами і визначення та запам'ятовування відношення, якщо отримана відносна різниця менше заданої, не дозволяють швидко і з малими витратами виявити вимірювальний трубопровід, що відмовив, і, як наслідок, робить відомий спосіб малопридатним для діагностики пункту вимірювання витрати газу. Найбільш близьким за технічною сутністю є спосіб метрологічної діагностики вимірювальних трубопроводів із загальним вхідним і вихідним колекторами, що входять до складу витратомірів газу, [Патент України № 34514, кл. G 01F 25/00, БИ № 2, 2001], що включає попереднє призначення базовим одного з увімкнених вимірювальних трубопроводів і періодичне виконання циклу діагностики, який складається з послідовно виконуваних одночасного вимірювання витрати газу по всіх увімкнених вимірювальних трубопроводах, запам'ятовування результатів вимірювання та визначення наявності метрологічної відмови в кожному із увімкнених вимірювальних трубопроводів, крім базового, шляхом обчислення поточного розрахункового значення витрати газу - Qpj, похибки виміряного значення витрати газу - Dj вимірювального трубопроводу за формулою: D j = Qp - Qи / Qи , де j j j j - номер вимірювального трубопроводу, що діагностується; 5 88068 Qи - поточне виміряне значення виграти газу j по j-му вимірювальному і трубопроводу, порівняння похибки виміряного значення витрати газу із заданим значенням, видачі сигналу про метрологічну відмову вимірювального трубопроводу, якщо похибка виміряного значення витрати газу не менше заданої, і після цього, а також, якщо ця похибка менше заданої, переходу до визначення наявності метрологічної відмови у наступного вимірювального трубопроводу, при цьому попередньо через встановлені інтервали часу виконують задану кількість вимірювань витрат газу по усіх вимірювальних трубопроводах для одержання набору мінімальних і максимальних значень витрат, що характеризують схему увімкнення трубопроводів, а при діагностиці обчислюють поточне значення витрати газу QP t по усіх вимірювальних K трубопроводах, крім базового, за формулою: Qd t - Qd min QPt = × QK max - QK min + QK min k Qdmax -Qdmin [ ] де К - номер вимірювального трубопроводу; t - індекс поточного вимірювання; Qdmax - максимальне значення витрати газу по базовому вимірювальному трубопроводу; Qdmin - мінімальне значення витрати газу по базовому вимірювальному трубопроводу; QKmax - максимальне значення витрати газу по K-ому вимірювальному трубопроводу; QKmin - мінімальне значення витрати газу по Кому вимірювальному трубопроводу; Qdt - поточне виміряне значення витрати газу по базовому вимірювальному трубопроводу. Даний спосіб метрологічної діагностики вимірювальних трубопроводів із загальним вхідним і вихідним колекторами, які входять до складу витратомірів газу, гак само, як і спосіб метрологічної діагностики пункту вимірювання витрати газу, що заявляється, включає попереднє призначення базовим одного із увімкнених вимірювальних трубопроводів і періодичне виконання циклу діагностики, що складається з послідовно виконуваних одночасного вимірювання витрати гачу по усім увімкненим вимірювальним трубопроводам, запам'ятовування результатів вимірювання та визначення наявності метрологічної відмови у кожного з увімкнених вимірювальних трубопроводів, крім базового, шляхом обчислення поточного розрахункового значення витрати газу - QP і відносної різj ниці - dj між розрахунковим - QP і поточним виміj ряним - Qи значеннями витрати газу по j-му j вимірювальному d j= Qp j - Qи j / Qи , j трубопроводу за формулою де j - номер вимірювального трубопроводу, який діагностується порівняння отриманої відносної різниці з заданим значенням dj зад, видачі сигналу про метрологічну відмову вимірювального трубопроводу, я кию отримана відносна річниця не менше заданої, і після цього переходу до визначення наявності метрологічної 6 відмови у наступного вимірювального трубопроводу. Однак, відсутність попереднього обчислення значення відношень - Qjб виміряного значення витрати газу по кожному вимірювальному трубопроводу, крім базового, до виміряного значення витрати газу по базовому вимірювальному трубопроводу і їхнього запам'ятовування, переходу після цього до періодичного виконання циклів діагностики та відсутність у циклі діагностики обчислення розрахункового значення витрати газу по j-му вимірювальному трубопроводу - QP за j наведеною формулою, визначення та запам'ятовування відношення Qjб, якщо отримана відносна різниця менше заданої, не дозволяє швидко і з малими витратами виявити вимірювальний трубопровід, що відмовив, і, як наслідок, ускладнює відомий спосіб і знижує вірогідність результатів діагностики. В основу передбачуваного винаходу поставлене завдання вдосконалення способу метрологічної діагностики пункту вимірювання витрати газу шляхом його спрощення га підвищення вірогідності результатів діагностики пункту вимірювання витрати газу. Поставлене завдання вирішується тим, що у відомому способі метрологічної діагностики пункту вимірювання витрати газу, що включає попереднє призначення базовим одного із увімкнених вимірювальних трубопроводів і періодичне виконання циклу діагностики, що складається з послідовно виконуваних одночасного вимірювання витрати газу по усіх увімкнених вимірювальних трубопроводах, запам'ятовування результатів вимірювання та визначення наявності метрологічної відмови у кожною з увімкнених вимірювальних трубопроводів, крім базового, шляхом обчислення поточною розрахункового значення витрати газу - QP і відj носної різниці - dj між розрахунковим - QP і поточj ним виміряним - Qи значеннями витрати газу по jj му вимірювальному трубопроводу за формулою d j = Qp - Qи / Qи , де j - номер вимірювального j j j трубопроводу, що діагностується, порівняння отриманої відносної різниці із заданим значенням dj зад, видачі сигналу про метрологічну відмову вимірювального трубопроводу, якщо отримана відносна різниця не менше заданої, і після цього переходу до визначення наявності метрологічної відмови у наступного вимірювальною трубопроводу, згідно винаходу попередньо один раз одночасно вимірюють витрату газу по усіх увімкнених вимірювальних трубопроводах, запам'ятовують результати вимірювання, обчислюють значення відношення - Qjб виміряного значення витрати газу по кожному вимірювальному трубопроводу, крім базового, до виміряною значення витрати газу Qи по базовому вимірювальному трубопроводу, б які запам'ятовують, і після цього переходять до періодичного виконання циклів діагностики, після закінчення кожного з яких очікують закінчення часу періоду діагностики та переходять до наступного 7 циклу діагностики, у кожному з яких поточне розрахункове значення витрати газу по j-му вимірювальному трубопроводу - QP обчислюють за фоj рмулою QP = Qи × Q jб та, якщо отримана відносна j б різниця менше заданої, то визначають відношення Qjб, запам'ятовують його та переходять до визначення наявності метрологічної відмови у наступного вимірювального трубопроводу. Введення попереднього одночасного вимірювання витрати газу по усіх увімкнених вимірювальних трубопроводах, запам'ятовування результатів вимірювань, обчислення значення відношень - Qjб виміряного значення витрати газу по кожному вимірювальному трубопроводу, крім базового, до виміряного значення витрати газу по базовому вимірювальному трубопроводу та їхнього запам'ятовування і переходу після цього до періодичного виконання циклів діагностики, уведення в кожний з циклів діагностики обчислення поточного розрахункового значення витрати газу по j-му вимірювальному трубопроводу за приведеною формулою та, якщо отримана відносна різниця менше заданої, то визначення відношення Qjб і запам'ятовування його, спрощує запропонований спосіб, тому що відпала необхідність визначати мінімальні та максимальні значення витрат газу протягом заданої кількості вимірювань, і підвищує вірогідність результатів діагностики пункту вимірювання витрати газу за рахунок того, що розрахункове значення витрати газу по вимірювальному трубопроводу обчислюється не по мінімальних і максимальних значеннях витрати газу по вимірювальних трубопроводах, вірогідність яких залежить від числа виконаних вимірювань і визначення яких займає багато часу, протягом якого не можна проводити діагностику, а на основі обчислення значення відношень витрати газу по кожному вимірювальному трубопроводу, крім базового, до значення витрати газу по базовому вимірювальному трубопроводу, виміряним у попередньому циклі діагностики, при цьому, для першою циклу діагностики використовують попередньо виміряні значення витрати гачу по усіх увімкнених вимірювальних трубопроводах і визначені по них відношення - Qjб. На кресленнях для пояснення пропонованого способу наведені: Фіг.1 - схема пункту вимірювання витрати газу; Фіг.2 - схема реалізації пропонованого способу діагностики. Пункт вимірювання витрати газу - Фіг.1 містить підвідний трубопровід 1, вхідний колектор 2, до якого підключений підвідний трубопровід 1, вимірювальні трубопроводи 3-1, 3-k,..., 3-К, де К - максимальний технологічний номер вимірювального трубопроводу, вихідний колектор 4, з'єднаний через вимірювальні трубопроводи 3-1, 3-k,..., 3-К з вхідним колектором 2, відвідний трубопровід 5, з'єднаний з вихідним колектором 4, при цьому кожний вимірювальний трубопровід 3-k, де k=1,2, ..., К, містить перший вимикаючий кран, 6-k, один кінець якого з'єднаний із вхідним колектором 2, витратомір 7-k, вхід якого підключений до другого кінця вимикаючого крана 6-k, другий вимикаючий 88068 8 кран 8-k, один кінець якого з'єднаний з виходом витратоміра 7-k, а інший підключений до вихідного колектора 4. Відключення вимірювального трубопроводу 3-k здійснюється закриттям кранів 6-k або 8-k. Під витратоміром розуміється весь комплекс пристроїв, що використовується для визначення витрати, наприклад, звужувальний пристрій, датчики тиску, перепаду тиску і температури та обчислювач витрати. Запропонований спосіб метрологічної діагностики дозволяє виявляти метрологічні відмови за наявності не менше трьох увімкнених вимірювальних трубопроводів на пункті вимірювання витрати газу. Метрологічна діагностика пункту вимірювання витрати газу призначена для виявлення в процесі виконання вимірювання витрати газу вимірювальних трубопроводів, похибка вимірювання у яких перевищила задані значення, тобто в яких відбулася метрологічна відмова. У запропонованому способі метрологічна діагностика базується на результатах обробки статистичних даних, які показали, що відношення витрат гачу, виміряних одночасно, по двох вимірювальних трубопроводах на пункті вимірювання витрати газу змінюється монотонно не більш, ніж на 2%, при зміні витрати газу від мінімального до максимального значення діапазону вимірювання вимірювальних трубопроводів. Тому, якщо діагностику виконувати періодично з періодом, за час якого витрата газу зміниться не більш, ніж на 5% від попереднього значення, то величина відношення витрат двох вимірювальних трубопроводів при цьому зміниться не більше, ніж на 0,1% від свого попереднього значення. Тоді за величиною відношення витрат і значенню витрати газу, виміряного по одному вимірювальному трубопроводу, можна розрахувати прогнозовану величину витрати газу по другому вимірювальному трубопроводу та, якщо розраховане і виміряне значення витрати газу по другому вимірювальному трубопроводу відрізняються більше, ніж на встановлену величину, то вважати, що в одному з вимірювальних трубопроводів відбулася метрологічна відмови. Призначивши один з вимірювальних трубопроводів базовим, тобто таким, стосовно якого визначають стан інших трубопроводів пункту вимірювання витрати газу, можна виявляти метрологічну відмову кожного з інших вимірювальних трубопроводів шляхом періодичного проведення діагностики пункту вимірювання витрати газу. У якості базового зазвичай вибирають вимірювальний трубопровід, що, на думку оперативного персоналу, перебуває в кращому, ніж інші вимірювальні трубопроводи стані, наприклад, трубопровід, що останнім проходив технічне обслуговування. Тому що в станах, що діагностуються, технологічні номери увімкнених вимірювальних трубопроводів (номери вимірювальних трубопроводів за технологічною схемою пункту вимірювання газу) розташовані не обов'язково за порядком і їхнє число може змінюватися, то в системі, що реалізує запропонований спосіб, використані робочі номери - j вимірювальних трубопроводів, які розташовані за порядком - j = 1, 2,..., К, а також виділена комірка J, до якої записують число увімкнених вимірю 9 вальних трубопроводів, блок комірок Aj, що призначений для запису технологічних номерів включених вимірювальних трубопроводів, при цьому до комірки А1 завжди записують номер базового вимірювального трубопроводу, до комірок А2 - Ак записують номери інших увімкнених вимірювальних трубопроводів у порядку їхнього зростання, блок комірок Qj для проміжного зберігання результатів вимірювання витрат газу по вимірювальних трубопроводах і блок комірок Qjб для проміжного зберігання значень відношень витрат газу по вимірювальних трубопроводах. Комірки Aj використовуються для узгодження робочих номерів вимірювальних трубопроводів - j з технологічними номерами вимірювальних трубопроводів при формуванні інформації для оперативного персоналу, наприклад, повідомлень про метрологічну відмову вимірювального трубопроводу, у яких вказуються технологічні номери вимірювальних трубопроводів. На пункті вимірювання витрати газу можуть бути використані засоби вимірювання витрати газу - витратоміри будь-якого типу. Спосіб метрологічної діагностики пункту вимірювання витрати газу реалізують таким чином. Діагностику (Фіг.2) виконують при вимірюванні витрат газу через вимірювальні трубопроводи. Перед початком діагностики попередньо один раз одночасно вимірюють значення витрат газу по усім увімкненим вимірювальним трубопроводам, запам'ятовують результати вимірювання, визначають відношення виміряного значення витрати газу по кожному вимірювальному трубопроводу, крім базового, до виміряного значення втрат газу по базовому вимірювальному трубопроводу та запам'ятовують їх. Діагностику пункту вимірювання витрати газу проводять періодично із установленим періодом Протягом одного періоду діагностики проводиться одночасне вимірювання витрат газу по всіх включених вимірювальних трубопроводах, запам'ятовування результатів вимірювання, визначення наявності метрологічної відмови, що включає визначення відношень Qjб за результатами вимірювання витрати газу, яке закінчилося, і їхнє запам'ятовування. Таким чином, у наступаючому періоді діагностика буде провадитися за значеннями відношень Qjб , які отримані у попередньому періоді. При увімкненні діагностики призначають довільно один із увімкнених вимірювальних трубопроводів базовим і записують в пам'ять системи, яка реалізує запропонований спосіб, початкові дані, до яких належать технологічні номери увімкнених вимірювальних трубопроводів 3-1, 3-2,..., 3-К, що записуються до комірок Aj, при цьому, номер базового вимірювального трубопроводу записують до комірки А1 і, і число увімкнених вимірювальних трубопроводів, яке записується до комірки J. Після цього ознаці виконання першого вимірювання - а присвоюють значення «0». Далі здійснюють одночасне вимірювання витрати газу по всіх вимірювальних трубопроводах, які перебувають в увімкненому стані. Виміряна витрата газу по базовому вимірювальному трубо 88068 10 проводу - Qи і виміряні витрати газу по кожному з б інших вимірювальних трубопроводів - Qи запам'яj товують у відповідних комірках пам'яті. Далі встановлюють робочий номер вимірювального трубопроводу j = 2 і, тому що це перше вимірювання витрат газу після увімкнення діагностики - а = 0, то визначають значення відношення витрати газу по j-му вимірювальному трубопроводу до витрати газу по базовому вимірювальному трубопроводу ( ) Q jб Q jб = Qи / Qи , яке запам'ятовують, і перехоj б дять до визначення відношення Qjб для наступного вимірювального трубопроводу. Після визначення відношення Qjб для усіх включених вимірювальних трубопроводів (j > J) перевіряють чому дорівнює а та, тому що після першою вимірювання витрат а = 0, то йому присвоюють значення «1» і переходять до циклу діагностики. У циклі діагностики одночасно вимірюють витрати газу по усіх увімкнених вимірювальних трубопроводах і результати вимірювання запам'ятовують у відповідних комірках пам'яті. Далі встановлюють робочий номер вимірювального трубопроводу j = 2, перевіряють чому дорівнює а та, тому що a = 1, то визначають наявність метрологічної відмови окремих вимірювальних трубопроводів, починаючи з трубопроводу з робочим номером j = 2. Для цього для кожного j-гo вимірювального трубопроводу обчислють, розрахункове значення витрати газу - Qр за формулою j Qp = Qи × Q jб та визначають, відносну різницю - dj б j між розрахунковим - Qр та поточним виміряним j Qи значеннями витрати газу по j-му вимірювальj ному трубопроводу за формулою: d j = Qp - Qи / Qи j j j Розраховане значення відносної різниці порівнюють із заданим значенням - dj зад, і, якщо воно менше заданого, то вважають, що вимірювальний трубопровід перебуває в нормі за метрологічними показниками, обчислюють відношення Qjб і переходять до визначення наявності метрологічної відмови в наступного вимірювального трубопроводу. Якщо ж розраховане значення відносної різниці не менше заданого значення, то вважають, що в даному вимірювальному трубопроводі відбулася метрологічна відмова, і видають сигнал про це, а потім переходять до визначення наявності метрологічної відмови у наступного вимірювального трубопроводу. Після закінчення циклу діагностики - визначення наявності метрологічної відмови по усіх увімкнених вимірювальних трубопроводах, крім базового, тобто, коли j стане більше J, очікують закінчення часу періоду діагностики та переходять до наступного циклу діагностики. Задане значення відносної різниці встановлюється для кожного вимірювального трубопроводу в межах від 0,2 до 1,0 значень відносної похибки використовуваного в даному вимірювальному трубопроводі засобу вимірювання витрати газу. Пропонований спосіб діагностики застосовується при незмінній схемі включення вимірюваль 11 них трубопроводів. Якщо буде потреба змінити схему включення вимірювальних трубопроводів на пункті вимірювання газу, наприклад, з технологічних міркувань або у випадку виявлення метрологі 88068 12 чної відмови треба припинити діагностику, змінити схему включення вимірювальних трубопроводів або усунути метрологічну відмову і після цього розпочати діагностику спочатку. 13 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 88068 Підписне 14 Тираж 28 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