Назначение
Комплексы измерительные Суперфлоу-21В (в дальнейшем - комплексы) предназначены для измерений объемного расхода и количества природного газа, попутного нефтяного газа и других газовых смесей (в дальнейшем - газа) методом переменного перепада давления и/или для измерений расхода и количества газа при помощи преобразователей объемного расхода - турбинных, ротационных, вихревых, ультразвуковых расходомеров и счетчиков, а также для измерений абсолютного, избыточного давления, разности давлений и хода внутренних часов.
Описание
Принцип действия комплексов при измерении объемного расхода и количества газа методом переменного перепада давления заключается в измерении абсолютного и избыточного давления, температуры газа в измерительном трубопроводе, измерении перепада давления на сужающем устройстве и вычислении объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, в соответствии с ГОСТ 8.586.1-2005 - ГОСТ 8.586.5-2005 для стандартных сужающих устройств или в соответствии с МИ 2667-2011 для осредняющих напорных трубок, а также в измерении хода внутренних часов.
Принцип действия комплексов при измерении количества газа с помощью преобразователей объемного расхода заключается в измерении давления и температуры газа в измерительном трубопроводе, расчете плотности газа на основе компонентного состава газа, вычислении массы и объёма газа, приведенного к стандартным условиям по ГОСТ 2939-63, соответствующие объёму газа, измеренному турбинными, ротационными, вихревыми, ультразвуковыми расходомерами и счетчиками в соответствии с ГОСТ Р 8.740-2011 и ГОСТ 8.611-2013, а также в измерении хода внутренних часов.
Комплексы состоят из:
- преобразователей избыточного и/или абсолютного давлений с цифровым выходом;
- преобразователей разности давлений с цифровым выходом;
- преобразователей температуры в составе с термопреобразователями сопротивления и преобразователями сопротивления;
- вычислителя Суперфлоу-21В;
- блоков согласования;
- блока питания;
- сервисного программного обеспечения для персонального компьютера.
Преобразователи избыточного (абсолютного) давлений, преобразуют значения избыточного или абсолютного давления газа в выходной цифровой сигнал для передачи информации в вычислитель Суперфлоу-21В.
Преобразователи разности давлений преобразуют значения разности давлений газа в выходной цифровой сигнал для передачи информации в вычислитель Суперфлоу-21В.
Преобразователи температуры преобразуют значения температуры в выходной цифровой сигнал для передачи информации в вычислитель Суперфлоу-21В.
Вычислитель Суперфлоу-21В комплексов осуществляет прием цифровых сигналов с преобразователей физических величин и производит необходимые расчёты для получения значений объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям. Расчёт физико-химических свойств газа производится в соответствии с алгоритмами и методами, изложенными в ГОСТ 30319.1-2015 - ГОСТ 30319.3-2015, ГОСТ Р 8.662-2009, ГОСТ 8.770-2011, ГСССД МР 113-03, ГСССД МР 118-05, ГСССД МР 277-2019. Методики ГСССД МР 113-03, ГСССД МР 118-05, ГСССД МР 277-2019 не используются при измерении расхода и количества газа методом переменного перепада давления.
Вычислитель Суперфлоу-21В архивирует основные измеренные и вычисленные параметры и отображает их значения на жидкокристаллическом индикаторе. Вычислитель Суперфлоу-21В по варианту монтажа выполнен в двух исполнениях: в корпусе для установки в 19-дюймовую стойку стандарта МЭК 297 или в корпусе для установки на вертикальные поверхности.
Блок питания комплексов преобразует сетевое напряжение 220 В переменного тока в напряжение 12 В (номинальное) постоянного тока, необходимое для питания вычислителя и преобразователей избыточного и/или абсолютного давлений, разности давлений и температуры. В случае отключения сетевого напряжения блок питания обеспечивает бесперебойное питание комплексов от аккумуляторной батареи.
Блок согласования обеспечивает искробезопасные линии питания и связи преобразователей избыточного и/или абсолютного давлений, разности давлений, температуры, расхода.
Элементы комплекса могут эксплуатироваться во взрывоопасных зонах согласно маркировке взрывозащиты.
Заводской номер в виде цифрового кода наносится на боковую сторону вычислителя при настенном исполнении и на заднюю сторону при шкафном исполнении вычислителя. Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено
Общий вид составных частей комплексов представлен на рисунках 1а - 1и.
| | If | |
| Рис 1ж. Общий вид преобразователя дифференциального давления 3051CD | Рис 1з. Общий вид преобразователя дифф. давления АИР-30М | Рис 1и. Общий вид преобразователя давления АИР-30М |
Схема пломбировки от несанкционированного доступа к элементам конструкции вычислителя Суперфлоу-21В методом нанесения наклейки изготовителя представлена на рисунке 2.
Программное обеспечение
Встроенное программное обеспечение (далее - ПО) вычислителя предназначено для выполнения функций комплексов:
- прием по цифровым линиям связи данных от внешних преобразователей избыточного и/или абсолютного давлений, разности давлений, температуры, объемного расхода;
- расчет объемного расхода и количества газа в соответствии с реализованными методами (методиками) и алгоритмами;
- формирование периодических архивов;
- формирование архивов аварийных ситуаций и предупреждений;
- выполнение калибровки, градуировки каналов измерения;
- интерфейс пользователя через порты ввода/вывода RS-232 или RS-485;
- интерфейс пользователя через встроенную клавиатуру и дисплей;
- защита хранящихся в памяти вычислителя данных от преднамеренных и не преднамеренных изменений.
Встроенное ПО вычислителя располагается в микросхеме ПЗУ, расположенной на плате вычислителя. Программирование (прошивка) ПЗУ осуществляется специальными средствами на предприятии-изготовителе. После выполнения операции программирования микросхема ПЗУ устанавливается в панель платы вычислителя и пломбируется.
Аппаратная защита встроенного ПО (кода программы) от умышленных изменений обеспечивается:
- применением специальных аппаратных средств программирования (прошивки) ПЗУ;
- ограничением доступа к ПЗУ путем пломбирования корпуса микросхемы;
- отсутствием возможности модификации кода программы через другие внешние интерфейсы.
Защита встроенного ПО от случайных изменений обеспечивается вычислением и периодическим контролем хэш-кода области хранения исполняемого кода программы, включая область постоянных данных (констант). Метод вычисления хэш-кода - CRC16.
Сервисное программное обеспечение комплекса состоит из двух программ - FCConfig и FCTerminal. Программное обеспечение, установленное на персональном компьютере, позволяет производить конфигурацию, настройку (градуировку) измерительного комплекса, получать оперативную информацию о текущих параметрах, формировать и распечатывать отчёты по количеству измеряемой среды за заданный интервал времени. Протокол выходного цифрового сигнала -FlowComZ.
Метрологические характеристики комплексов нормированы с учетом влияния встроенного ПО. Вычислитель Суперфлоу-21В обеспечивает идентификацию встроенного ПО посредством индикации номера версии. Идентификационные данные ПО комплексов приведены в таблице 1.
Уровень защиты ПО и измерительной информации от преднамеренных и непреднамеренных изменений в соответствии с Р 50.2.077-2014 - высокий.
Таблица 1 - Идентификационные данные встроенного ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | встроенное ПО |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 3.xx |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
| Где xx - диапазон значений от 01 до 29 включительно. |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Число обслуживаемых измерительных трубопроводов Х) | от 1 до 4 |
| Верхний предел измерений (далее - ВПИ) абсолютного и избыточного давлений Х), МПа | от 0,2 до 30 |
| ВПИ разности давлений Х), кПа | от 6 до 250 |
| Диапазон измерений температуры, °С | от -60 до +120 |
| Основной рабочий диапазон измерений абсолютного и избыточного давлений, % ВПИ 2) | от 10 до 100 |
| Основной рабочий диапазон измерений разности давлений, % ВПИ 2) | от 10 до 100 |
| Дополнительный рабочий диапазон измерений разности давлений, % ВПИ 2) | от 1 до 10 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности вычислительного блока комплексов, связанной с реализацией алгоритмов расчета плотности, объемного расхода, массы, объема газа, % | ±0,01 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности формирования (хранения) шкалы времени, с/сут | ±8 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности при определении объемного расхода и объёма газа, приведенного к стандартным условиям по ГОСТ 2939-63, методом переменного перепада давления 3), Gy, %: - в основном диапазоне измерений разности давлений - в дополнительном диапазоне измерений разности давлений | ±0,3 3 +- “ % ВПИ |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности при определении объёма газа, приведённого к стандартным условиям, при помощи преобразователей объёмного расхода 3), % | ±0,3 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности комплексов при определении плотности газа 3), % | ±0,3 |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности комплексов при изменении температуры окружающего воздуха на каждые 20 °С при определении расхода и количества газа, % | ± 2 -*у |
| Класс допуска по ГОСТ 6651-2009 преобразователей температуры | А |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности преобразований сопротивления постоянному току преобразователей температуры в значение температуры, °С | ±0,1 |
| Пределы допускаемой приведенной к ВПИ погрешности измерений абсолютного давления, избыточного давления и разности давлений, % | ±0,1 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности при подсчёте входных импульсов частотой до 5000 Гц, имп. на 106 имп. | ±1 |
| Х) Определяется конфигурацией комплекса в соответствии с технической документацией. 2) Проценты от верхнего предела измерений (ВПИ). 3) Без учёта методических погрешностей. |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Нормальные условия измерений: - диапазон температур окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха, %, не более - диапазон атмосферного давления, кПа | от +18 до +28 80 от 84 до 106,7 |
| Рабочие условия измерений, °С: - температура окружающего воздуха для вычислителя Суперфлоу-21В - температура окружающего воздуха для преобразователей абсолютного и избыточного давлений и разности давлений - температура окружающего воздуха для преобразователей температуры - относительная влажность воздуха (без конденсации), %, не более - диапазон атмосферного давления, кПа | от -30 до +50 от -40 до +50 от -40 до +50 (от -55 до +50 по заказу) 95 от 84 до 106,7 |
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорта методом печати, а также на лицевую панель блока согласования БС-2, на переднюю панель корпуса вычислителя шкафного исполнения или боковую поверхность корпуса вычислителя настенного исполнения в соответствии с рисунками 1а, 1б и 1г соответственно.
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Вычислитель Суперфлоу-21В | СТИГ2.838.010 | 1 шт. |
| Преобразователь давления измерительный | 3051 СДВ-SMART АИР-30М | от 1 до 16 шт. * |
| Преобразователь температуры в составе: - термопреобразователь сопротивления - преобразователь сопротивления | СТИГ5.182.025 ТСМ012, ТСП 012 СНАГ.687281.014 | от 1 до 16 шт. * |
| Блок согласования БС-2 | СПТА2.390.311 -01 | до 2 шт. * |
| Блок питания типа БП4 -12 | СНАГ.436234.001 | 1 шт. * |
| Руководство по эксплуатации | СТИГ1.132.030РЭ | 1 экз. |
| Методика поверки | - | 1 экз. |
| Паспорт | СТИГ1.132.030ПС | 1 экз. |
| Диск с сервисным программным обеспечением | - | по заказу |
| * Комплект поставки определяется в соответствии с опросным листом. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе «Использование по назначению» документа СТИГ1.132.030РЭ «Комплексы измерительные «Суперфлоу-21В». Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
ГОСТ 8.586.1-2005 - ГОСТ 8.586.5-2005 Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств;
ГОСТ Р 8.740-2011 Расход и количество газа. Методика измерений с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков;
ГОСТ 8.611-2013 Расход и количество газа. Методика (метод) измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода;
МИ 2667-2011 Рекомендация. ГСИ. Расход и количество жидкостей и газов. Методика измерений с помощью осредняющих напорных трубок «ANNUBAR DIAMOND II+», «ANNUBAR 285», «ANNUBAR 485», «ANNUBAR 585». Основные положения;
ГОСТ 30319.1-2015 - ГОСТ 30319.3-2015 Газ природный. Методы расчета физических свойств ГОСТ Р 8.662-2009 (ИСО 20765-1:2005) ГСИ. Газ природный. Термодинамические свойства газовой фазы. Методы расчетного определения для целей транспортирования и распределения газа на основе фундаментального уравнения состояния AGA8;
ГСССД МР 113-03 Определение плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости влажного нефтяного газа в диапазоне температур 263...500 К при давлениях до 15 МПа;
ГСССД МР 118-05 Расчет плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости умеренно-сжатых газовых смесей;
ГСССД МР 277-2019 Методика расчетного определения плотности гелиевого концентрата в диапазонах температур от -5°C до 45°C и абсолютных давлений от 0,1 МПа до 17 МПа;
ТУ 4318-028-47422151-01 Комплексы измерительные «Суперфлоу-21В». Технические
условия.
88823-23: Методика поверкиСкачать7.6 Мб