Назначение
Расходомеры-счётчики жидкости ультразвуковые РЕЗОНАНС (далее - расходомеры) предназначены для измерения объёмного расхода и объёма жидких сред в системах поддержания пластового давления (кустовые насосные станции, водораспределительные пункты, трубопроводы и скважины) в нефтедобывающей отрасли в соответствии с требованиями «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности», 2013 г.
Описание
Принцип действия ультразвукового расходомера основан на измерении разности времени прохождения ультразвуковых сигналов по направлению потока жидкости в трубопроводе и против него. Расходомер формирует ультразвуковые сигналы (УЗС) и по измеренной разнице времени прохождения УЗС по направлению потока жидкости в трубопроводе и против него измеряет скорость движения жидкости и рассчитывает объёмный расход жидкости.
Расходомер состоит из измерительной камеры (ИК) с двумя ультразвуковыми датчиками и датчиком температуры, и корпуса, в котором расположен измеритель комбинированный . Формирование УЗС производится ультразвуковыми датчиками, образующими единый измерительный тракт путём попеременной работы в режиме излучения и приёма. Датчик температуры служит для измерения температуры измеряемой среды, которая в дальнейшем используется для повышения точности вычисления расхода измерителем комбинированным. Измеритель комбинированный преобразует принятые ультразвуковыми датчиками УЗС в цифровую форму, оценивает качество принятых сигналов по величине их ослабления при прохождении через измерительный тракт и коэффициенту корреляции с зондирующим сигналом, оценивает величину соотношения сигнал/шум и, по пригодным для дальнейшей обработке сигналам, осуществляет измерение разности времён задержки и скорости движения жидкости, по которой затем вычисляет объёмный расход жидкости в трубопроводе и формирует выходной сигнал на импульсном, дискретном и цифровом выходах расходомера.
Амплитуда выходного сигнала на импульсном выходе находится в пределах от 2 до 24 В (при нагрузке 3 кОм). Количество импульсов в секунду на импульсном выходе пропорционально измеренному расходу и обратно пропорционально весу импульса. Длительность импульса на импульсном выходе обратно пропорциональна количеству импульсов в секунду. Вес импульса устанавливается программным способом из ряда допустимых значений [0,1; 1; 10; 100; 1000] л/имп.
Передача информации по цифровому выходу осуществляется по интерфейсу RS-485 (скорость передачи 19200 Бод) в соответствии с протоколом Modbus RTU в качестве подчинённого устройства.
Дискретный выход содержит информацию о направлении потока: замкнутое состояние ключа соответствует положительному направлению потока жидкости в трубопроводе.
Расходомер выпускается в 4 модификациях, отличающихся диаметром условного прохода: 50 мм, 100 мм, 150 мм, 200 мм
Для всех модификаций обеспечивается измерение расхода и объёма при протекании потока измеряемой жидкости как в прямом, так и в обратном направлении (реверс).
Расходомер имеет архив, обеспечивающий хранение в энергонезависимой памяти информации о результатах измерений и состоянии прибора. Объем архива не менее 3450 записей. Период архивирования может быть установлен в диапазоне от 30 минут до 24 часов с шагом 30 мин.
События, связанные с изменением настроек расходомера, фиксируются во встроенном журнале событий, хранящемся в энергонезависимой памяти расходомера. Объем журнала событий - не менее 450 записей.
Внешний вид расходомера показан на рисунке 1.
Рисунок 1 - Внешний вид расходомера
Место пломбирования расположено под крышкой корпуса расходомера и показано на рисунке 2.
Рисунок 2 - Место пломбирования расходомера
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) расходомера представлено интегрированным (встроенным) ПО микроконтроллеров цифровой обработки сигналов (МК ЦОС) и обработки информации (МК ОИ), расположенных на печатной плате, размещённой внутри корпуса расходомера. Цифровой интерфейс информационного обмена с внешними устройствами выполнен защищённым и не позволяет оказывать влияние на встроенное ПО. Идентификационные признаки встроенного ПО расходомера указаны в таблице 1.
Уровень защиты ПО СИ от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует уровню «А» по МИ 3286-2010.
Таблица 1 - Идентификационные признаки программного обеспечения
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентиф икатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Интегрированное ПО МК ОИ | Resonance MCU DA firmware | Не присвоен | Не требуется, исполняемый код недоступен для считывания и модификации | _ |
| Интегрированное ПО МК ЦОС | Resonance MCU DSP firmware | Не присвоен | Не требуется, исполняемый код недоступен для считывания и модификации | _ |
Технические характеристики
• Диапазоны измерения объемного расхода и пределы допускаемой относительной погрешности измерения объёмного расхода и объёма жидких сред в прямом и обратном (реверс) направлениях приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Диапазоны измеряемых расходов и пределы допускаемой относительной погрешности
| Диаметр условного прохода, мм | Диапазон расходов, м3/ч | Относительная погрешность, % |
| от | до |
| 50 | 0,3 | 1,0 | 3,0 |
| 1,0 | 100,0 | 1,5 |
| 100 | 1,0 | 3,0 | 3,0 |
| 3,0 | 340,0 | 1,5 |
| 150 | 2,5 | 7,0 | 3,0 |
| 7,0 | 750,0 | 1,5 |
| 200 | 4,0 | 13,0 | 3,0 |
| 13,0 | 1350,0 | 1,5 |
• Диапазон температуры измеряемой среды от минус 5 до плюс 80 °С.
• Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения температуры среды датчиком температуры расходомера ±1 °C.
• Допустимые значения смещения нуля при отсутствии расхода с заполненной жидкостью ИК приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Допустимые значения смещения нуля
| Dу, мм | Смещение нуля, м3/ч |
| 50 | ±0,006 |
| 100 | ±0,02 |
| 150 | ±0,05 |
| 200 | ±0,08 |
• Максимальное давление измеряемой среды - 25 МПа
• Расходомер может устанавливаться в помещениях или на открытом воздухе и эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от минус 40 до плюс 70 °С и относительной влажности воздуха до 100 % при 30 °С и более низких температурах. По устойчивости к воздействию температуры и влажности окружающей среды расходомер соответствует группе С2 по ГОСТ Р 52931-2008.
• Расходомер предназначен для работы при барометрическом давлении от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм.рт.ст.) и соответствует группе Р1 по ГОСТ Р 52931-2008.
• Расходомер устойчив к воздействию синусоидальной вибрации частотой от 10 до 55 Гц и амплитудой смещения не более 0,35 мм (группа N2 по ГОСТ Р 52931-2008).
• Расходомер в заводской упаковке для транспортирования прочен к воздействию нагрузок, действующих в направлении, обозначенном на таре манипуляционным знаком "Верх" (воздействие условий транспортирования) по группе N2 по ГОСТ Р 52931-2008.
• Степень защиты расходомера от проникновения пыли, посторонних тел и воды IP67 по ГОСТ 14254-96.
• Электрическое питание осуществляется от источника постоянного тока с выходным стабилизированным напряжением в пределах от 11 В до 26 В.
• Полная мощность, потребляемая расходомером при напряжении питания 12 В, должна быть не более 0,9 Вт.
• Габаритные размеры и масса расходомера в зависимости от диаметра условного прохода (Ду) расходомера приведены в таблице 4.
Таблица 4 - Габаритные размеры и масса расходомера
| Диаметр условного прохода, мм. | Габаритные размеры, не более D*HxL, мм. | Масса, не более, кг. |
| 50 | 80x280x120 | 11 |
| 100 | 128x355x140 | 17 |
| 150 | 190x460x180 | 34 |
| 200 | 230x500x200 | 54 |
• Средняя наработка на отказ - не менее 115000 часов.
• Средний срок службы - не менее 9 лет.
Знак утверждения типа
наносится на шильдике, прикреплённом к измерительной камере и в правом верхнем углу титульного листа руководства по эксплуатации НГБТ.407351.001РЭ.
Комплектность
Комплект поставки расходомера приведен в таблице 5.
Таблица 5 - Комплект поставки расходомера.
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Примечание |
| 1 Расходомер-счётчик жидкости ультразвуковой РЕЗОНАНС | НГБТ.407351.001 | 1 шт. | |
| 2 Источник питания | _ | 1 шт. | |
| 3 Кабель связи | _ | 1 шт. | По заказу |
| 4 Комплект монтажных частей | НГБТ.407351.001Д2 | 1 к-т. | По заказу |
| 3 Расходомер-счётчик жидкости ультразвуковой РЕЗОНАНС. Паспорт | НГБТ.407351.001ПС | 1 экз. | |
| 4 Расходомер-счётчик жидкости ультразвуковой РЕЗОНАНС. Руководство по эксплуатации | НГБТ.407351.001РЭ | 1 экз. | |
| 5 Расходомер-счётчик жидкости ультразвуковой РЕЗОНАНС. Методика поверки | НГБТ.407351.001Д4 | 1 экз. | |
| 6 Упаковка | НГБТ.323445.001 | 1 к-т. | |
Поверка
осуществляется по документу НГБТ.407351.001Д4 «Расходомер-счётчик жидкости ультразвуковой РЕЗОНАНС. Методика поверки», утвержденному ФГУП «СНИИМ» в 29 мая 2014 г.
Основные средства поверки:
• Установка поверочная «Взлет ПУ» (Номер в Государственном реестре средств измерений 47543-11);
• Частотомер электронно-счетный Ч3-63/3 (Номер в Государственном реестре средств измерений 32499-06);
• Термометр лабораторный ТЛ-4 (Номер в Государственном реестре средств измерений 303-61).
Сведения о методах измерений
Метод измерений изложен в НГБТ.407351.001РЭ «Расходомер-счётчик жидкости ультразвуковой РЕЗОНАНС. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
1 ГОСТ Р 52931-2008 «Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия».
2 НГБТ.407351.001 ТУ «Расходомер-счётчик жидкости ультразвуковой РЕЗОНАНС. Технические условия».
Рекомендации к применению
осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.
