Назначение
Комплексы для измерения количества газа «ULTRAMAG» (далее - комплексы) предназначены для измерений объемного расхода и объема природного газа по ГОСТ 5542-2022, свободного нефтяного газа по ГОСТ Р 8.1016-2022, других газов и приведения измеренного объема газа к стандартным условиям по ГОСТ 2939-63.
Описание
Принцип работы комплексов основан на методе измерений разности между временем прохождения ультразвуковых импульсов по потоку и против потока газа. Измеренная разность времени пропорциональна скорости потока и объемному расходу газа. Ультразвуковые колебания генерируются и принимаются электроакустическим преобразователями (далее -ПЭА). Время распространения ультразвуковых колебаний зависит от скорости ультразвука в газе и скорости потока газа. Полученные с ПЭА электрические сигналы обрабатываются микропроцессором. По измеренным значениям объемного расхода и объема при рабочих условиях, давления, температуры и плотности газа по стандартизованным алгоритмам вычисляют объемный расход и объем газа, приведенные к стандартным условиям. Информация о плотности при стандартных условиях, составе и давлении измеряемой среды может быть задана в виде условно-постоянных параметров.
В состав комплекса входят:
- измерительно-вычислительный блок (далее - ИВБ) в состав которого входят корпус, микропроцессор, модуль связи, оптопорт, дисплей, клавиатура, автономный источник питания;
- ультразвуковой преобразователь расхода (далее - УЗПР);
- интегрированный преобразователь абсолютного или избыточного давления (далее -ПД) (для варианта исполнения V при использовании подстановочных значений условнопостоянных параметров избыточного и атмосферного давления возможно отсутствие преобразователя давления);
- интегрированный преобразователь температуры газа (далее - ПТ);
- встроенный модем (по отдельному заказу).
ИВБ представляет собой микроЭВМ, выполненную на базе современной микропроцессорной технологии, позволяющей производить с высокой точностью измерение требуемых параметров, проведение вычислений, а также хранение и вывод информации на внешние устройства. В комплексах реализованы методы расчета коэффициента сжимаемости природного газа по ГОСТ 30319.2-2015, ГОСТ 30319.3-2015, ГОСТ Р 8.662-2009 (ИСО 20765-1:2005), а также физических свойств свободного нефтяного газа, азота, воздуха, углекислого газа, инертных газов с использованием данных ГСССД. В качестве дисплея применяется дисплей жидкокристаллического типа (далее - ЖК дисплей), предоставляющий возможность пользователю выводить информацию в доступном для него виде.
Управление работой ЖК дисплеем, просмотр информации и программирование комплекса осуществляется с помощью клавиатуры. Обмен данными с комплексом и его программирование можно также производить с использованием сервисной программы «ULTRAMAG.exe», входящей в комплект поставки комплекса. Электропитание комплекса осуществляется от автономного встроенного источника питания батарейного типа или от внешнего источника питания.
В комплексах может быть реализована возможность измерений расхода газа в прямом и в обратном направлении (реверсивный режим).
Программными средствами реализована возможность переключения диапазонов измерений ПД без подтверждения соответствия установленным метрологическим требованиям. По отдельному заказу возможно подключение к ИВБ дополнительного ПД для установки вне корпуса УЗПР для измерений атмосферного давления.
В качестве ПТ применяются термопреобразователи сопротивления платиновые. По отдельному заказу возможно подключение к ИВБ дополнительного ПТ для установки вне корпуса УЗПР и измерений температуры окружающей среды.
В комплексе предусмотрен низкочастотный НЧ-выход по каналу измерений рабочего объема.
Комплексы имеют фланцевое или муфтовое присоединение.
УЗПР имеют варианты исполнения:
- базовый;
- Z, с установленным преобразователем температуры и преобразователем давления или с использованием подстановочных значений условно-постоянных параметров избыточного и атмосферного давления;
- V, c вертикальным расположением патрубков;
- RT, с присоединительными размерами, соответствующими присоединительным размерам ротационных счетчиков.
ИВБ имеют варианты исполнения базовый, модернизированный, для исполнения V, которые отличаются внешним видом и алгоритмом приведения объема газа к стандартным условиям.
На рисунке 1 приведен общий вид с комплексов для измерения количества газа «ULTRAMAG» в базовом, модернизированном и специальном исполнении.
Базовое исполнение
Фланцевое присоединение
Муфтовое присоединение
Модернизированное исполнение
Фланцевое присоединение
Муфтовое присоединение
Специальное исполнение
Исполнение с расположением патрубков
вертикально - V
Рисунок 1 - Общий вид комплексов «ULTRAMAG»
Исполнение RT
Знак утверждения типа и заводской номер комплекса в виде цифрового обозначения, состоящего из семи арабских цифр, нанесен методом лазерной гравировки на шильдик, расположенный в верхней части ИВБ. Общий вид маркировочной таблички комплексов с указанием места нанесения знака утверждения типа и заводского номера представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 - Общий вид маркировочной таблички
Конструкцией комплексов предусмотрено ограничение доступа к определенным его частям в целях предотвращения несанкционированной настройки и вмешательства, которые могут привести к искажению результатов измерений.
Все несанкционированные вмешательства в работу программного обеспечения ИВБ и произведенные изменения фиксируются в архивах нештатных ситуаций и изменений с указанием времени и даты.
Общий вид комплекса с указанием мест ограничения доступа к местам настройки (регулировки) при помощи мастичных или свинцовых пломб, мест нанесения знака утверждения типа и заводского номера представлен на рисунках 3-8.
Рисунок 3 - Схема пломбировки комплекса с фланцевым присоединением (базовый ИВБ), указание места нанесения знака утверждения типа, расположение шильдика
Рисунок 4 - Схема пломбировки комплекса с муфтовым присоединением (базовый ИВБ), указание места нанесения знака утверждения типа, расположение шильдика
Рисунок 5 - Схема пломбировки комплекса с фланцевым присоединением (модернизированный ИВБ), указание места нанесения знака утверждения типа, расположение шильдика
Рисунок 6 - Схема пломбировки комплекса с муфтовым присоединением (модернизированный ИВБ), указание места нанесения знака утверждения типа, расположение шильдика
Рисунок 7 - Схема пломбировки комплекса варианта исполнения V, указание места нанесения знака утверждения типа, расположение шильдика
Рисунок 8 - Схема пломбировки комплекса исполнения RT, указание места нанесения знака утверждения типа, расположение шильдика
Программное обеспечение
В комплексах применяется встроенное программное обеспечение (далее - ПО). Преобразование измеряемых величин и обработка измеренных данных выполняется с использованием внутренних аппаратных и программных средств. ПО комплекса хранится в энергонезависимой памяти.
Программное обеспечение комплексов разделено на:
- метрологически значимую часть;
- метрологически незначимую часть;
Разделение программного обеспечения выполнено внутри кода ПО на уровне языка программирования. К метрологически значимой части ПО относятся:
- программные модули, принимающие участие в обработке (расчетах) результатов измерений или влияющие на них;
- программные модули, осуществляющие отображение измерительной информации, ее хранение, защиту ПО и данных;
- параметры ПО, участвующих в вычислениях и влияющие на результат измерений;
- компоненты защищенного интерфейса для обмена данными между комплексом и внешними устройствами.
Идентификационные данные метрологически значимой части программного обеспечения комплекса приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | СЯМИ.00047-01 12 01 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | В.0.0.2.5 |
| Цифровой идентификатор ПО | 2СС4 |
Уровень защиты метрологически значимой части программного обеспечения
комплексов для измерения количества газа «ULTRAMAG» от преднамеренных изменений -«высокий» по Р 50.2.077-2014. Конструкция комплекса исключает возможность несанкционированного влияния на ПО комплекса.
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Типоразмер | G6 | G10 | G16 | G25 | G40 | G65 | G100 | G160 | G250 | G400 |
| Максимальный расход Qmax, м3/ч | 10 | 16 | 25 | 40 | 65 | 100 | 160 | 250 | 400 | 650 |
| Диапазон измерений объемного расхода газа в рабочих условиях, м3/ч | от 0,05 до 650 |
| Динамический диапазон, Qmm:Qmax | от 1:100 до 1:400 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях, % - вариант 1 в диапазоне расходов от Qmin до 0,05Qmax в диапазоне расходов от 0,05Qmax До Qmax - вариант 2 в диапазоне расходов от Qmin до 0,05Qmax в диапазоне расходов от 0,05Qmax до Qmax - вариант 3 в диапазоне расходов от Qmin до 0,05Qmax в диапазоне расходов от 0,05Qmax До Qmax | ±1,7 ±0,75 ±2 ±1 ±1,2 ±0,75 |
| Верхний предел измерений абсолютного давления (ВПИ)*, МПа | от 0,16 до 1,6 |
| Верхний предел измерений избыточного давления (ВПИ)*, МПа | от 0,06 до 1,6 |
| Рабочий диапазон измерений давления, % ВПИ, не более | от 9 до 100 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений давления, % | ±0,4 |
| Диапазон измерений температуры, °С - природного газа по ГОСТ 5542-2022 - других газов | от -23,15 до +60 от -40 до +60 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений температуры газа, % | ±0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности вычислений объема газа, приведенного к стандартным условиям, % | ±0,05 |
Продолжение таблицы 2
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой относительной погрешности вычисления объемного расхода и объема газа при стандартных условиях с учетом погрешности измерений давления, температуры и погрешности определения коэффициента сжимаемости, % | ±0,5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений и вычислений объема газа, приведенного к стандартным условиям по ГОСТ 2939-63, с учетом погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях, давления, температуры и погрешности определения коэффициента сжимаемости, % - вариант 1 в диапазоне расходов от Qmin до 0,05Qmax в диапазоне расходов от 0,05Qmax до Qmax - вариант 2 в диапазоне расходов от Qmin до 0,05Qmax в диапазоне расходов от 0,05Qmax до Qmax - вариант 3 в диапазоне расходов от Qmin до 0,05Qmax в диапазоне расходов от 0,05Qmax до Qmax | ±2 ±1 ±2,3 ±1,3 ±1,5 ±1 |
| * Для варианта исполнения V при использовании подстановочных значений условнопостоянных параметров избыточного и атмосферного давления возможно отсутствие преобразователя давления |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Измеряемая среда | Природный газ по ГОСТ 5542-2022, свободный нефтяной газ по ГОСТ Р 8.1016-2022, азот, воздух и другие газы |
| Номинальный диаметр DN | 25, 32, 40, 50, 80, 100, 150 |
| Порог чувствительности, не более | 0,33 Qmin |
| Избыточное давление, МПа, не более | 1,6 0,2 (для варианта исполнения V) |
| Емкость отсчетного устройства: - при измерении объемного расхода и объема газа при рабочих условиях, м3 - при измерении объема газа, приведенного к ________ _____ 3 стандартным условиям, м | 999999999,99 999999999,99 |
| Габаритные размеры, мм, не более - длина - ширина - высота | 500 500 600 |
| Масса, кг, не более | 50 |
| Длина прямого участка трубопровода* - на входе в комплекс - на выходе из комплекса | 5DN 3DN |
Продолжение таблицы 3
| Наименование характеристики | Значение |
| Степень защиты от воздействия окружающей среды по ГОСТ 14254-2015 (IEC 60529:2013) | IP 66 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 12 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 60000 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха, % при температуре 35 °С, не более - атмосферное давление, кПа | от -40 до +60 95 от 84,0 до 106,7 |
| * для вариантов исполнения V и RT прямые участки не требуются |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации и паспорта печатным способом и на маркировочную табличку, закрепленную на комплексе, методом лазерной гравировки.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Комплекс для измерения количества газа «ULTRAMAG» | СЯМИ.407229- 671 СП | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | СЯМИ.407229- 671 РЭ | 1 экз. (по заказу) |
| Паспорт | СЯМИ.407229- 671 ПС | 1 экз. |
| Методика поверки | | 1 экз. (по заказу) |
| Сервисная программа (диск CD-R) | СЯМИ.00048-01 12 01 | 1 экз. (по заказу) |
| Руководство оператора | СЯМИ.00049-01 34 01 | 1 экз. (по заказу) |
| Комплект прямых участков | СЯМИ.407229-671 Д1 | 1 экз. (по заказу) |
| Имитатор строительной длины | СЯМИ.407229- 671 Д2 | 1 экз. (по заказу) |
| Устройство подготовки потока | СЯМИ.407229- 671 Д3 | 1 экз. (по заказу) |
| Оптическая головка | 623-СБ7 СП | 1 экз. (по заказу) |
| Встроенный модем | 724-СБ4 СП | 1 экз. (по заказу) |
| Блок электрической подготовки | 754-СБ32 СП | 1 экз. (по заказу) |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 1 «Комплексы для измерения количества газа «ULTRAMAG» руководство по эксплуатации» СЯМИ.407229-671 РЭ.
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 11 мая 2022 г. № 1133 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений объемного и массового расходов газа»;
ГОСТ 8.611-2013 ГСИ. Расход и количество газа. Методика (метод) измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода;
ГОСТ 30319.2-2015 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности и содержании азота и диоксида углерода;
ГОСТ 30319.3-2015 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о компонентном составе;
ГОСТ Р 8.662-2009 (ИСО 20765-1:2005) Государственная система обеспечения единства измерений. Газ природный. Термодинамические свойства газовой фазы. Методы расчетного определения для целей транспортирования и распределения газа на основе фундаментального уравнения состояния AGA8;
СЯМИ.407229-671 ТУ. Комплексы для измерения количества газа «ULTRAMAG». Технические условия.
