Назначение
Расходомеры акустические доплеровские, моделей AquaProfiler, Q-Eye (далее-расходомеры) предназначены для измерений скорости, уровня и расхода воды (в том числе и загрязненной) в напорных и безнапорных трубопроводах.
Описание
Принцип действия расходомеров основан на измерении объема и расхода жидкости методом «площадь-скорость». Объем и объемный расход определяются на основании измеренных значений скорости и уровня потока воды.
Модели расходомеров Q-Eye и AquaProfiler используют метод измерения скорости потока жидкости, основанный на эффекте Доплера, путем измерения сдвига частоты между излучаемыми в поток и отраженными от него ультразвуковыми сигналами.
Уровень жидкости определяется, в зависимости от типа датчика уровня:
- гидростатическим методом (принцип действия основан на измерении гидростатического давления жидкости, датчик оснащен компенсатором атмосферного давления);
- ультразвуковым методом (во время проведения измерений приемо-излучающий элемент датчика включается сначала на излучение, а затем на прием отраженного от водной поверхности сигнала, время прохождения ультразвукового импульса до поверхности жидкости и обратно пропорционально расстоянию от преобразователя до свободной поверхности жидкости).
Расходомеры состоят из электронного блока и датчиков скорости и уровня жидкости.
Электронный блок управляет процессом измерений, принимает, преобразовывает и архивирует измеренные значения, полученные от первичных преобразователей (датчиков уровня и скорости).
Различные модификации расходомеров отличаются исполнением присоединяемых к ним датчиков: контактный (погружной, врезной, гидростатический, ультразвуковой), бесконтактный (ультразвуковой радарный); пределами допускаемой относительной погрешности при определении расхода и объема жидкости, вариациями интерфейсов, входов и выходов.
Расходомеры модели Q-Eye выполнены в следующих модификациях:
1. для бесконтактного (ультразвуковые радарные датчики уровня и скорости размещаются над потоком жидкости) измерения расхода жидкости:
- Q-Eye Radar: стационарный расходомер для бесконтактного измерения расхода жидкости в открытых каналах (оснащен ультразвуковым радарным датчиком скорости и ультразвуковым датчиком уровня);
2. для контактного (датчик размещен непосредственно в потоке жидкости) измерения расхода жидкости:
- Q-Eye M II: портативный расходомер с погружным ультразвуковым комбинированным датчиком уровня скорости (Q-Eye M II GSM/GPRS - опционально оснащен GSM/GPRS модемом);
- Q-Eye PSC: стационарный расходомер (одно - двухканальные версии)
- Q-Eye H-ADCP: стационарный расходомер для измерения скорости и расхода жидкости в реках и каналах.
Стационарные модификации расходомера Q-Eye оснащены погружным ультразвуковым комбинированным датчиком уровня и скорости, врезными датчиком скорости и датчиком уровня, радарными ультразвуковыми датчиками скорости и уровня, гидростатическими и ультразвуковыми датчиками уровня с выходным сигналом 0/4-20 мА.
Расходомеры модели AquaProfiler выполнены в следующих модификациях:
-AquaProfiler MC: стационарный расходомер с погружным ультразвуковым комбинированным датчиком уровня и скорости, врезными датчиками уровня и скорости, гидростатическими и ультразвуковыми датчиками уровня с выходным сигналом 4-20 мА;
- AquaProfiler M-Pro: портативный расходомер для измерения скорости и расхода жидкости в ручьях, бетонных каналах, частично заполненных трубопроводах с погружным
ультразвуковым комбинированным датчиком уровня и скорости.
Электронные блоки расходомеров имеют встроенный буквенно-цифровой жидкокристаллический дисплей с подсветкой на передней панели. На жидкокристаллическом дисплее отображаются следующие значения измеряемых величин:
- средняя скорость;
- уровень;
- объем;
- расход;
в том числе и качество сигнала.
Настройка расходомеров возможна с помощью клавиатуры либо с ЭВМ. С помощью сервисной программы (поставляемой отдельно на диске) “Q Vision” или “Aquaprofiler” и подключенной к расходомеру ЭВМ осуществляется выбор: единиц измерений, диапазон измерений датчиков уровня, конфигурация параметров измерительного трубопровода и архивация полученных результатов. Расходомеры поддерживают съемные карты Compact Flash до 2Гб.
Для использования расходомера в составе информационных системах с отображением измеряемых параметров в режиме реального времени для передачи данных измерений в сторонние информационные системы, расходомер оснащен аналоговыми, релейными и цифровыми (RS-485 или RS-232) выходами.
При установке датчика скорости необходимо соблюдение длин прямых участков: выше по потоку 5Hmax, (в случаях со сложным профилем потока см. руководство по эксплуатации) и 3Hmax ниже по потоку, где Hmax - значение максимального уровня жидкости в водоводе.
В целях предотвращения доступа к узлам регулировки и настройки, а также к элементам конструкции, предусмотрены места пломбирования. Внешний вид расходомеров, датчиков и места пломбирования указаны на Рисунке 1.
Q-Eye MII Q-Eye MII/GSM
Место пломбирования
Q-Eye PSC
Q-Eye Radar AquaProfiler MC
Q-Eye H-ADCP
AquaProfiler M-Pro с рюкзаком
Планшетный ПК HDA-Pro
погружной ультразвуковой датчик
скорости с интегрированным гидростатическим датчиком уровня
CM - погружной ультразвуковой датчик скорости с интегрированным гидростатическим датчиком уровня
S30a - ультразвуковой радарный датчик скорости;
SebaPuls - ультразвуковой радарный датчик уровня
погружной ультразвуковой комбинированный датчик уровня-
скорости
гидростатические датчики уровня с выходным сигналом 4-20мА
врезной ультразвуковой датчик скорости
Рисунок 1
Типы подключаемых датчиков в разных модификациях расходомеров приведены в Таблице 1. Таблица 1
| № | Модель | Модификации | Описание | Типы датчиков: |
| 1 | Q-Eye | Q-Eye M-II | портативный расходомер | М, МА - погружной ультразвуковой комбинированный датчик уровня-скорости |
| 2 | Q-Eye PSC, Q-Eye Radar, Q-Eye H-ADCP | стационарный расходомер | М, МА - погружной ультразвуковой комбинированный датчик уровня-скорости; ISP - врезной ультразвуковой датчик скорости; S30a - ультразвуковой радарный датчик скорости; SebaPuls - ультразвуковой радарный датчик уровня; DS, DST, WLP - гидростатические датчики уровня; WLU - ультразвуковые датчики уровня; CM - погружной ультразвуковой датчик скорости с интегрированным гидростатическим датчиком уровня; Гидростатические датчики уровня с унифицированным выходным сигналом 4-20 мА |
| 3 | AquaProfiler | AquaProfiler MC | стационарный расходомер | APS - погружной ультразвуковой датчик скорости с интегрированным гидростатическим датчиком уровня; APSI - врезной ультразвуковой датчик скорости; APMP - погружной ультразвуковой датчик скорости с интегрированным гидростатическим датчиком уровня; APL - погружной ультразвуковой датчик скорости с интегрированным гидростатическим датчиком уровня; APLI - врезной ультразвуковой датчик скорости; APXL - погружной ультразвуковой датчик скорости с интегрированным гидростатическим датчиком уровня; DS, DST, WLP - гидростатические датчики уровня; WLU - ультразвуковые датчики уровня; |
| 4 | AquaProfiler M-Pro | портативный расходомер | APPM - погружной ультразвуковой датчик скорости с интегрированным гидростатическим датчиком уровня; APPP - погружной ультразвуковой датчик скорости с интегрированным гидростатическим датчиком уровня |
Программное обеспечение
Расходомеры имеют встроенное программное обеспечение (ПО). Структура и взаимосвязи частей ПО показана на Рисунке 2.
Основные функции частей программного обеспечения:
1) Блок расчета расхода предназначен для расчетов его значений по результатам измерений сигнала, формируемого на электродах расходомера;
2) Блок расчета объема предназначен для расчетов его значений по результатам измерений расхода;
3) Блок архивации предназначен для расчетов и хранения измерительной и диагностической информации;
4) Блок обмена предназначен для вывода через последовательный порт измерительной, диагностической и настроечной информации на внешние устройства приема;
5) Блок индикации предназначен для визуального отображения на табло расходомера измерительной, диагностической и настроечной информации;
6) Блок реального времени предназначен для измерения времени работы расходомера и времени действия диагностируемых ситуаций;
7) Блок диагностики предназначен для контроля значений измеренных параметров на соответствие заданным значениям и формирования диагностических сообщений.
Рисунок 2
Идентификационные данные встроенного ПО приведены в Таблице 2. Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений по МИ 3286-
2010 - С.
Таблица 2
| Тип расходомера | Наименование программного обеспечения | Идентификац ионное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификацио нный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатор а программного обеспечения |
| Q-Eye PSC | Q-Eye PSC | QPSC Controller | 4.12 | контрольная сумма закрыта производителем | <MD5> |
| <SHA1> |
| AquaProfiler MC | AquaProfiler MC | APMC Controller | 1.0 | <MD5> |
| <SHA1> |
| AquaProfiler M-Pro | AquaProfiler M-Pro | APMPRO Controller | 2.0.1 | <MD5> |
| <SHA1> |
Нормирование метрологических характеристик расходомера проведено с учетом того, что встроенное программное обеспечение является неотъемлемой частью расходомера.
Технические характеристики
Таблица 3
| Наименование характеристики | Значения характеристики |
| Модификация расходомера |
| Q-Eye M-II | Q-Eye Radar | Q-Eye PSC | Q-Eye H-ADCP | AquaProfiler MC | AquaProfilei M-Pro |
| Диапазон измерений уровня потока жидкости, м | погружной ультразвуковой комбинированный датчик уровня | от 0,04 до 1,3; | - | от 0,04 до1,3; | от 0,1 до3 | от0,1до3 | от 0,1 до3 |
| гидростатический датчик уровня | от 0 до3,5; | от 0до3,5; | от 0 до3,5; | от 0 до3,5; | от 0до10 | от 0,1 до3,5 |
| ультразвуковой радарный (бесконтактный) датчик уровня | - | от 0до15 | - | - | - | - |
| Диапазон измерений скорости потока жидкости, м/с | -5,3 - -0,05; 0,05 - 5,3 | -15- 0,15; 0,15 15,0 | -5,3 - -0,05; 0,05 - 5,3 | -6,0 - -0,05; 0,05 - 6,0 | -6,0 - -0,05; 0,05 - 6,0 | -5,0 - -0,05; 0,05 - 5,0 |
| Пределы допускаемой погрешности при измерении скорости потока жидкости: абсолютной в диапазоне от (AV) 1 0,05| до 1 0,5| м/с относительной в диапазоне ( $v) >| 0,5|,% | ± 0,02 ± 2 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности при измерении уровня потока жидкости ( у), % | ± 0,1 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении расхода и объема, % | в диапазоне от | 0,051 | до | 0,5| м/с |
| + а! в ди ч Hm изм ± 2 | Г 7 ■ H ^2 4 । | ' max 1 1 H ) апазоне >0,5, м/с | | Н - значение уровня, м; дела измерений уровня (для данного дов |
| $v2 J 7 • Hmax I H ) ax - значение верх ерителя уровня), м для напорных тру | 2 , где: него пре I бопровс |
| Напряжение электропитания, В | работа от батареи 8 х 1,5 или аккумулятор | 85-264 переменного тока (50/60 Гц) или 12 постоянного | 12 постоянного тока | 85-264 переменного тока (50/60 Гц) или 12 постоянного тока |
| | тока | | |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 10 | 40 | 10 |
| Степень защиты вычислительного блока расходомера | IP69 | IP65 |
| Масса вычислительного блока расходомера, кг, не более | 8 | 8,2 |
| Габаритные размеры вычислительного блока, мм, не более | 0160, высота 290 | 265*241*104 |
| Интерфейсы | RS232, GSM (опционно) | RS-232, MODBUS, Ethernet | RS-232, RS485, USB, Ethernet | RS-232, MODBUS, Ethernet |
| Выходы | 1 импульсный | до 4 * 0/4 до 20мА, 2 релейных, 1 импульсный | до 8 * 0/4 до 20мА, 2 релейных, 2 импульсных | до 4 * 0/4 до 20мА, 2 релейных, 2 импульсных |
| Объем внутренней памяти | 2 Mb | Компактные флэш-карты до 2 Гб | Жесткий диск 60 Gb | Компактные флэш-карты до 2 Гб |
| Условия эксплуатации |
| Максимальное давление в трубопроводе для врезных датчиков, не более, МПа | 0,5 |
| Диапазон температуры рабочей жидкости, 0С | от 0 до + 60 |
| Диапазон температуры окружающего воздуха электронного блока, 0С | от минус 20 до +70 |
| Относительная влажность, % | 95 |
| Средний срок службы, лет | 12 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 75000 |
- для полнозаполненных (напорных) трубопроводов.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на эксплуатационную документацию типографским способом и на электронный блок расходомера в виде наклейки.
Комплектность
Электронный блок - 1шт.;
Датчик (и), измеряющий уровень и скорость потока - количество и тип датчиков зависит от модификации расходомера;
Руководство по эксплуатации - 1 шт.;
Методика поверки - 1 шт.;
Комплект дополнительного оборудования и приспособлений (опционально, по предварительному заказу):
Поверка
осуществляется по документу МП-2550-0216-2013 «расходомеры акустические доплеровские модели AquaProfiler, Q-Eye. Методика поверки» утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» в марте 2013 г.
Основные средства поверки:
- установка для поверки измерителей скорости потока жидкости УДИС-6, диапазон измерений скорости от 0,15 до 6 м/с, погрешность ± 0,15 %;
-Государственный специальный эталон единицы скорости водного потока ГЭТ 137-83 (диапазон 0,05-20 м/с, СКО = 0,2 %, НСП= 0,2 %)
- установка гидродинамическая ГДУ-400/0,5 (максимальным расход 190 м3/ч,
погрешность ±0,3 %)
- лазерный дальномер DISTO™ classic диапазон измерений от 0 до 100 м, погрешность ± 1,0 мм;
- установка уровнемерная УРГ-6000 (верхний предел измерений 6м, погрешность ± 1 мм).
Сведения о методах измерений
Методы измерений изложены в Разделе 1 и Приложении 1 «Руководства по эксплуатации»
Нормативные документы
ГОСТ 8.510-2002 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений объема и массы жидкости».
ГОСТ 8.477-82 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений уровня жидкости».
Техническая документация фирмы-изготовителя.
Рекомендации к применению
- выполнение государственных учетных операций;
- осуществление торговли и товарообменных операций.
