Назначение
Расходомеры Sierra (далее - расходомеры) предназначены для измерений массового (объемного, приведенного к стандартным условиям 101,325 кПа и 20о С) расхода, массы (объема, приведенного к стандартным условиям) и скорости потока различных газов (азот, аргон, гелий, углекислый газ, воздух, метан и другие неагрессивные газы, смесь газов), давления и температуры газа (некоторые модели).
Описание
Принцип действия расходомеров основан на измерении мощности (силы тока), необходимой для поддержания постоянной разности температур между двумя платиновыми термометрами сопротивления, находящимися в потоке газа. Один термометр измеряет текущую температуру потока газа, второй термометр нагревается (с помощью постоянного тока) до существенно большей температуры. При обтекании потоком газа нагретого термометра он охлаждается, и электрическая мощность, необходимая для поддержания постоянной разности температур между двумя термометрами, является пропорциональной массовой скорости газа.
Массовый расход газа определяется с учетом внутреннего диаметра трубопровода, где установлен расходомер, и эпюры распределения скоростей газа (метод скорость-площадь).
Расходомер состоит из термометров сопротивления (первичного преобразователя расхода), электронного блока и соединительной колодки, используемой при удаленном размещении электронного блока.
Расходомеры выпускаются следующих моделей: 620s, 640i, 640s, 670s, 780i, 780s, 780s UHP, 760s, отличающихся по погрешности измерений объемного расхода и объема газа; типу первичного преобразователя расхода (погружной или полнопроходный), диапазонами диаметров условного прохода, максимальным рабочим давлением и температурой измеряемой среды.
Модели 640i и 780i имеют 2 дополнительных термометра сопротивления, позволяющие компенсировать теплообмен с окружающей средой. Кроме того, модели 640i и 780i имеют режим работы Dial-A-Gas, при котором компонентный состав газа и рабочие условия могут отличаться от условий при калибровке расходомера.
Первичный преобразователь расхода газа моделей 620s, 640i, 640s, 670s представляет собой полую штангу из нержавеющей стали, внутри которой установлены два (четыре в модели 640i) термометра сопротивления Pt100. Модели 780i, 780s, 780s UHP, 760s имеют полнопроходный первичный преобразователь расхода газа, представляющий собой отрезок трубопровода с установленными внутри термометрами сопротивления.
Расходомеры обеспечивают:
- формирование цифрового сигнала в стандарте интерфейса RS232, несущего информацию о результатах измерений и диагностике;
- формирование токового сигнала в диапазоне тока (4-20) мА или потенциального сигнала (0-5) В, пропорционального измеренному расходу;
- формирование импульсного сигнала, пропорционального измеренному объему;
- отображение результатов измерений и диагностики посредством табло
На жидкокристаллическом табло во время проведения измерений отображаются следующие значения измеряемых величин в графическом и цифровом виде:
- текущий массовый расход;
- общий массовый расход;
- средняя скорость;
- общий объемный расход;
- текущий объемный расход;
- дата, время;
- давление (только для моделей 780i, 640i);
- температура (только для моделей 780i, 640i)
Длина прямых участков трубопровода перед и после первичного преобразователя расхода должна составлять, в простых случаях, соответственно, не менее 10^Ду и 5 •Ду, для сложных случаев данные приведены в Руководстве по эксплуатации.
| Внешний вид расходомеров приведен на рисунке 1. 620s, 670s t IL. ,BI. Места пломбирования \ Ли ■ 780s *’ jfc-^Л л ■© 4 »х 780s UHP | 640i ”■ lF*J н1-^1 640s |
Рисунок 1
Программное обеспечение
Расходомеры имеют внешнее и встроенное программное обеспечение (ПО). Структура и взаимосвязи частей ПО показана на рисунке 2.
Рисунок 2
Основные функции частей программного обеспечения:
1) Блок расчета расхода предназначен для расчетов его значений по результатам измерений сигнала, формируемого на термометрах сопротивления 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.
Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование программного обеспечения | Идентификаци онное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификац ионный номер) программного обеспечения) | Цифровой идентиф икатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| SMART INTERFACE 620S/640S/760S/780S (внешнее ПО) | SIP134.exe | 5.64 (5.67, 5.66) | CA55912C | CRC32 |
| Firmware WNRT для 620S/640S/760S/780S с дисплеем без дисплея (внутреннее ПО) | SF-0007 SF-0008 | 5.67 5.66 | Закрыто производителем | - |
| Firmware WRT для 620S/640S/760S/780S с дисплеем без дисплея (внутреннее ПО) | SF-0024 SF-0025 | 5.64 5.64 | Закрыто производителем | - |
| Firmware 640i/780i (внутреннее ПО) | Main PCA firmware Display PCA firmware | 1.0.73 (1.0.82) 1.0.11 | Закрыто производителем | - |
| SMART INTERFACE 640i/780i (внешнее ПО) | 640i and 780i Smart Interface.exe | 1.34 | BAA64DDC | CRC32 |
| QuadraTerm 640i & 780i SIP (внутреннее ПО) | 640i and 780i Smart Interface.exe | 1.1.69 (1.1.82) | 36F3770A | CRC32 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню защиты «С» согласно МИ 3286-2010.
Влияние ПО учтено при нормировании метрологических характеристик
Технические характеристики
Таблица 2
| Наименование характеристики | Значения характеристики для модели |
| 620s | 640s | 670s | 760s | 780s | 780s UHP | 780i | 640i |
| Тип первичного преобразователя расхода | Погружной | Полнопроходный | Погружной |
| Рабочее давление измеряемой среды, МПа, не более | 1,0 | 7,0 | 0,8 | 3,45 | 4,2 | 3,3 |
| Температура измеряемой среды, оС | от минус 40 до 80 | от минус 40 до 400 | от минус 9 до 32 | от минус 40 до 230 | от минус 40 до 120 | от минус 40 до 200 |
| Диаметр условного прохода, мм | от 50 до 1200 | от 75 до 1800 | от 75 до 4000 | от 25 до 100 | от 6 до 200 | от 25 до 200 | от 12 до 200 | от 75 до 1800 |
| Диапазон скоростей потока газа, м/с | от 1 до 100 | от 3 до 300 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений массового (объемного, приведенного к стандартным условиям 101,325 кПа и 20о С) расхода, массы (объема, приведенного к стандартным условиям) и скорости газа*, % | ± (1,0 + 0,5Qmax/Q)1 | ± 5Qmax/Q | ± 1,0 (при Q = 0,1 - 1,0 Qmax) ± 0,5Qmax/Q (при Q < 0,1 Qmax) | ± 0,5 (при Q = 0,5 - 1,0 Qmax) ± (0,5 + 0,5Qmax/Q) (при Q < 0,5 Qmax)2 | ± 0,75 (при Q = 0,5 - 1,0 Qmax) ± (0,75 + 0,75Qmax/Q) (при Q < 0,5 )2 |
| Диапазон измерений температуры, оС | - | от минус 40 до 200 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении температуры газа, оС | - | ± 1,0 |
| Диапазон измерений давления, МПа | - | от 0,1 до 4,2 | от 0,1 до 3,3 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности при измерении давления газа, % | - | ± 1,0 |
| Электрическое питание, В - от сети переменного тока частотой 50 ± 1Гц, В - от постоянного тока, В | от 100 до 240 (18,75 Вт) от 15 до 30 (15Вт) | от 100 до 240 (96 Вт) 24 (24 Вт) |
| Входные/выходные сигналы: - активный токовый, мА - активный потенциальный, В - релейный, В - цифровой интерфейс3 | от 0/4 до 20,0 от 0 до 5,0 до 400 RS 232, MODBUS RTU, HART, Profibus DP, Fieldbus, DeviceNet |
| Температура окружающей среды, оС | от минус 40 до 50 | от минус 20 до 50 | от минус 40 до 50 |
| Относительная влажность окружающего воздуха при 35 оС , % не более | 95 |
| Габаритные размеры, в зависимости от исполнения и Ду, - высота, мм - ширина, мм - длина, мм - диаметр зонда, мм | от 201,4 до 709 60,5 99,8 9,5 | от 302 до 1110 114,3 204,7 19,05 | от 203 до 538,3 от 99,8 до 114,3 от 165,1 до619,8 - | от 267 до 526 140 от 117 до 170 - | от 359 до 1570 140 от 170 до 226 19,05 |
| Масса кг | 3,2 | 3,7 3,9 | 2,9 | 3,5 |
| Средний срок службы, лет | 12 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 60000 |
Примечания:
- 1 Qmax — верхний предел диапазона измерений, Q - текущее значение массового расхода газа.
- 2 ± 3,0Qmax/Q в режиме Dial-A-Gas
- 3 - в зависимости от заказа
*при заказе производится калибровка расходомеров для работы на определенной температуре среды. Указанные пределы допускаемой погрешности относятся к температуре среды ± 20 оС от температуры калибровки.
Знак утверждения типа
наносится на лицевую панель расходомеров в виде наклейки и на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом.
Комплектность
Таблица 3
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Примечание |
| Расходомер Sierra | 620s, 640i, 640s, 670s, 780i, 780s, 780s UHP, 760s | 1 | Исполнение согласно заказу |
| Руководство по эксплуатации | | 1 | |
| Методика поверки | МП 2550-0235-2014 | | 1 экз. при групповой поставке |
Поверка
осуществляется по документу МП 2550-0235-2014 «Расходомеры Sierra. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 10 февраля 2014 г.
Перечень эталонов, применяемых при поверке:
- установка поверочная газодинамическая ИРВИС-УПГ-5000, диапазон измерений расхода воздуха от 0,025-5000 м3/ч, пределы допускаемой относительной погрешности при измерении объема ± 0,3 % .
- стенд аэродинамический АДС 700/100 из состава ГЭТ 150-2012, диапазон воспроизведения скорости воздушного потока от 0,1 до 100 м/с, СКО = 0,2%, НСП = 0,2%;
- термометр ртутный стеклянный лабораторный по ГОСТ 28498-90, цена деления 0,1 оС;
- барометр PTB220 кл. А (± 20 Па);
- паровой термостат типа ТП-1М для воспроизведения температуры кипения воды с погрешностью не более ± 0,03 °С;
- нулевой термостат ТН-12 или сосуды Дьюара для воспроизведения температуры плавления льда с погрешностью не более ± 0,02 °С;
- магазин сопротивлений P4831*;
- манометр эталонный класса 0,16 с верхним пределом измерений 4 МПа или 6,3 МПа (в зависимости от верхнего предела измерений давления поверяемого расходомера).
Сведения о методах измерений
Методика измерений приведена в документе «Расходомеры Sierra. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
ГОСТ 8.618-2006 “ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений объемного и массового расхода газа ”.
ГОСТ 8.542-86 "ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений скорости воздушного потока".
Техническая документация фирмы-изготовителя.
Рекомендации к применению
Осуществление торговли и товарообменных операций, выполнение государственных учетных операций.
