Назначение
Расходомеры ультразвуковые OCM F и PCM F (далее - расходомеры) предназначены для измерений скорости и уровня потока жидкости, определения объемного расхода и объема жидкости в безнапорных и напорных трубопроводах и открытых каналах.
Описание
Принцип действия расходомеров основан на измерении скорости и уровня потока жидкости - метод «площадь-скорость». Для определения расхода используются данные о скорости потока, уровень заполнения канала жидкостью и геометрические характеристики сечения канала.
Скорость потока жидкости измеряется ультразвуковым методом Доплера. Встроенные в первичный преобразователь скорости (далее - датчик) под углом 45° к оси трубопровода (с углом раскрытия луча 5°) пьезокристаллы излучают и принимают импульсы ультразвуковых волн, которые отражаются от взвешенных частиц, находящихся в жидкости. Один из
кристаллов непрерывно используется в качестве передатчика, другой - в качестве приемника, распознавая отраженный ультразвуковой сигнал совместно с электронным блоком расходомера (процессором). Полученный отраженный ультразвуковой сигнал приходит с измененной частотой, что вызвано движением отражающих частиц по отношению к источнику сигналов. Результирующий сдвиг частоты прямо пропорционален скорости движения частиц в жидкости, а, следовательно, и скорости потока. Из-за различий скорости в различных слоях потока завихрений, вращений отдельных отражающих частиц, поверхностных волн возникает смещение частот. Это смещение оценивается непосредственно расходомером с использованием специальных алгоритмов для получения средней скорости потока. Значения температуры от встроенного в комбинированный датчик скорости термометра сопротивлений используются для коррекции расчётной скорости ультразвука в жидкости. Показания термометра сопротивлений отражаются на экране расходомера.
Для измерений скорости используются трубные или клиновидные комбинированные (клиновидные) преобразователи скорости. В комбинированный преобразователь скорости вмонтированы гидростатический преобразователь уровня (в трубном отсутствует) и термометр сопротивления. Клиновидный датчик устанавливается на дне трубы или лотка и предназначен для работы в открытых каналах или трубопроводах. Трубный датчик располагается в нижней части трубы, заполненной жидкостью, предназначен для работы в напорных и безнапорных коллекторах, а также временно переходящих в напорный режим работы.
Уровень потока жидкости в трубопроводе может определяться:
- гидростатическим преобразователем давления (пьезометрический датчик) с компенсатором на изменение атмосферного давления. Конструктивно этот преобразователь размещается в одном корпусе с клиновидным преобразователем скорости;
- внешним ультразвуковым преобразователем уровня (надводный ультразвуковой датчик, NivuCompact, NivuMaster).
В электронном блоке расходомера измерительная информация преобразуется в значения измеряемых величин:
- средней скорости потока жидкости;
- уровня потока жидкости;
- расхода жидкости;
- суммарного объема жидкости.
Измерительная информация отображается на жидкокристаллическом дисплее электронного блока (графический дисплей 128 х 64 или 128х128 пикселей), в исполнении PCM F может быть записана во внешнюю карту памяти (типа CF) или передаваться с помощью аналоговых выходов (0,4-20 мА) в исполнении OCM F.
Модель OCM F - стационарная с возможностью питания от переменного или постоянного тока, имеет исполнения с различным количеством релейных и аналоговых входов и выходов для подключения внешних устройств.
Модель PCM F - портативная, имеет встроенный перезаряжаемый источник питания (свинцовая батарея 12 В/ 12 А^ч) и зарядное устройство производства компании «Nivus», возможность передачи данных с помощью карты памяти типа CF (объем до 128 Мб).
С помощью сервисной программы «NivuSoft» можно представить данные в виде таблиц и графиков. Также программа предлагает такие дополнительные средства управления данными, таких как экспорт данных, усредняющие функции, вывод максимального и минимального значений, выбор места проведения измерений и т. д.
При установке первичных преобразователей скорости потока в водоводе необходимо соблюдать требования к длинам прямых участков (гидравлические условия) и минимальному уровню жидкости, изложенные в технической документации фирмы - изготовителя.
Внешний вид расходомеров приведен на рисунке 1. Места пломбирования указаны на рисунке 2.
Электронный блок расходомера OCM F
Электронный блок расходомера PCM F
Трубный и клиновидный преобразователи скорости
Внешние ультразвуковые преобразователи уровня
Рисунок 1
Программное обеспечение
Расходомеры имеют встроенное программное обеспечение (ПО), которое реализует функции преобразования результатов измерений в выходной сигнал.
Для портативных расходомеров PCM F может быть использовано внешнее программное обеспечение.
Идентификационные данные ПО расходомеров по Р 50.2.077-2014 приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Встроенное в OCM F | Встроенное в PCM F Внешнее ПО для обработки данных |
| Идентификационное наименование ПО | Firmware OCM F** | Firmware PCF** NivuSoft |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | OCF_v313 | PCF_329 2.2.1847.0 |
| Цифровой идентификатор ПО* | *закрыт производителем | *закрыт производителем |
* встроенное ПО устанавливается на производстве и не имеет внешнего доступа ** идентификация производится по номеру версии.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений по Р 50.2.077-2014 - высокий.
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики расходомеров представлены в таблице 2.
Таблица 2
| Наименование характеристики | Значения характеристики |
| 1 | 2 |
| Диапазон измерений скорости потока жидкости, м/с | от минус 6,0 до 6,0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении средней скорости жидкости, %: в диапазоне скоростей от |0,05| м/с до |0,5|м/с, включительно; в диапазоне скоростей от |0,5| м/с до |6| м/с | ± 3,5 ± 2 |
| Диапазон измерений уровня потока жидкости встроенным гидростатическим датчиком, м | от 0,05 до 3,5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения уровня жидкости встроенным гидростатическим датчиком, мм: в диапазоне измерений уровня (0,05-2,0) м, включительно; в диапазоне измерений уровня (2,0-3,5) м | ± 4,0 ± 17,5 |
| Диапазон измерений уровня потока жидкости внешним ультразвуковым датчиком уровня, м | от 0,1 до 2,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении уровня жидкости внешним ультразвуковым датчиком уровня, мм | ± 5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при определении расхода и объема жидкости в диапазоне скоростей от |0,051 м/с до |0,5| м/с, где Н- значение уровня, м, % - встроенным гидростатическим датчиком: в диапазоне измерений уровня (0,05-2,0) м, включительно; в диапазоне измерений уровня (2,0-3,5) м; -внешним ультразвуковым датчиком уровня | ± (3,5 + 0,4/Н) ± (3,5 + 1,75/Н) ± (3,5 + 0,5/Н) |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при определении расхода и объема жидкости в диапазоне скоростей от |0,5| м/с до |6| м/с, где Н- значение уровня, м, %: - встроенным гидростатическим датчиком: в диапазоне измерений уровня (0,05-2,0) м, включительно; в диапазоне измерений уровня (2,0-3,5) м; - внешним ультразвуковым датчиком уровня | ± (2 + 0,4/Н) ± (2 + 1,75/Н) ± (2 + 0,5/Н) |
| Напряжение питания, В: для OCM F: переменного тока (47 - 63) Гц: постоянного тока; для PCM F | (100-240) ± (10-15) % или 24 ± 15 % от встроенного аккумулятора |
| Потребляемая мощность для OCM F, Вт, не более | 18 |
| Габаритные размеры (длина; высота; ширина), мм: электронный блок OCM F; электронный блок PCM F; клиновидный датчик скорости и уровня. Трубный датчик скорости и уровня (диаметр; длина), мм | 118; 185; 239 249; 176; 292 265; 30; 40 Ду 35; 350 |
| Масса расходомера (в зависимости от исполнения), кг | от 1,2 до 2,0 |
| Диапазон температуры окружающего воздуха, °С для электронного блока OCM F для электронного блока PCM F | от минус 20 до 60 от минус 20 до 50 |
| Относительная влажность окружающего воздуха, % | до 90 без конденсации |
| Диапазон температуры окружающего воздуха при транспортировании и хранении, °С: | от минус 30 до 70 |
| Степень влагозащиты: электронного блока OCM F электронного блока PCM F с закрытой верхней крышкой | IP65 IP67 |
| Средняя наработка до отказа, ч | 57600 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
Знак утверждения типа
наносят на эксплуатационную документацию типографским способом и на электронный блок расходомера в виде наклейки.
Комплектность
В комплект поставки расходомера входят:
расходомер 1 шт.
* зарядное устройство 1 шт.
* карта памяти 1 шт.
* монтажный комплект 1 компл.
* диск программы «NivuSoft» 1 шт.
транспортная упаковка 1 шт.
эксплуатационная документация 1 шт.
методика поверки МП2550-0120-2009 1 шт.
Примечание: * по заказу.
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МП-2550-0120-2009 «Расходомеры ультразвуковые OCM F и PCM F. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» 15 октября 2009 г.
Основные средства поверки: установка эталонная типа ГДУ-400/0,5 c максимальным расходом 190 м3/ч и погрешностью ± 0,3 %, установка уровнемерная типа УРГ-6000 с верхним пределом измерений 6 м и погрешностью ± 1 мм.
Сведения о методах измерений
Методика измерений приведена в Руководстве по эксплуатации на «Расходомеры ультразвуковые OCM F и PCM F».
Нормативные документы
1 ГОСТ 8.510-2002 «ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений объема и массы жидкости».
2 ГОСТ 8.477-82 « ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений уровня жидкости».
3 Техническая документация фирмы-изготовителя.
Рекомендации к применению
При выполнении государственных учетных операций и учете количества энергетических ресурсов; при осуществлении торговли.
