Назначение
Расходомеры жидких сред УРАН-1Р (далее - расходомеры) предназначены для измерения объемного расхода различных жидкостей в трубопроводах и передачи результатов измерения в виде унифицированного выходного сигнала.
Описание
Принцип действия расходомеров - ультразвуковой с времяимпульсным кодированием. Расходомер генерирует одиночный импульс длительностью 250 нс акустической волны, проходящий через измеряемый поток, и регистрирует изменения, вызываемые потоком. При прохождении акустического импульса по потоку жидкости время прохождения импульса уменьшается, при прохождении против потока - увеличивается. На основе разности времени прохождения акустических импульсов по и против потока проводится вычисление объемного расхода.
Конструктивно расходомер состоит из преобразователя первичного углового (ППУ) или преобразователя первичного осевого (ППО), преобразователя вторичного расхода жидкости (РЖУ), соединительного кабеля связи с преобразователем первичным (КСП), соединительного кабеля связи с преобразователем вторичным (КСВ), переходной муфты (М-12).
Расходомеры имеют один канал измерения. Цепи электрического питания, контроля и выходных сигналов гальванически изолированы друг от друга.
Преобразователи первичные (ПП) устанавливаются в разрыв трубопровода. В зависимости от условий эксплуатации предусмотрены модификации преобразователей первичных, отличающиеся конструктивным исполнением, материалом корпуса, способом соединения с трубопроводом и максимальным рабочим давлением контролируемой среды:
- ППО - для трубопроводов с диаметром условного прохода от 10 до 40 мм включительно;
- ППУ - для трубопроводов с диаметром условного прохода от 50 до 150 мм включительно.
Прием, обработка измерительной информации от первичных преобразователей и формирование выходного сигнала осуществляется вторичным преобразователем расхода жидкости. В зависимости от исполнения вторичного преобразователя расходомеры имеют один из видов выходного сигнала:
- напряжение постоянного тока от 0 до 5 В или от 0 до 10 В при сопротивлении нагрузки не менее 2 кОм;
- сила постоянного тока от 4 до 20 мА при сопротивлении нагрузки не более 500 Ом;
- цифровой сигнал по интерфейсу RS-485 со специальным протоколом информационного обмена.
Для аналоговых выходных сигналов линейная зависимость пропорциональна измеряемому расходу.
Подсоединение внешнего кабеля к вторичному преобразователю осуществляется через клеммную колодку, подвод внешних кабелей к преобразователям первичным осуществляется через групповой сальник, расположенный на боковой стенке корпуса вторичного преобразователя прибора.
Расходомеры соответствуют требованиям по электромагнитной совместимости в условиях электромагнитной обстановки средней жесткости по группе исполнения III с критерием качества функционирования А по ГОСТ 32137-2013.
Степень защиты расходомеров, обеспечиваемая оболочкой, IP67 по ГОСТ 14254-96.
Расходомеры предназначены для работы во взрывобезопасных помещениях.
Фотографии внешнего вида расходомеров приведены на рисунках 1 и 2, на которых цифрой 1 обозначены места пломбировки от несанкционированного доступа, а цифрой 2 место нанесения знака утверждения типа и наклейки поверителя.
2
Рисунок 2- Внешний вид расходомера с преобразователем первичным угловым (ППУ)
Рисунок 1- Внешний вид расходомера с преобразователем первичным осевым (ППО)
Программное обеспечение
В расходомерах используется встроенное программное обеспечение (ПО), которое предназначено для выполнения функций измерения, перевода измеренного значения в единицы объемного расхода и передачи полученного результата.
ПО обеспечивает выполнение следующих функций:
- измерение (вычисление) времени прохождения ультразвукового импульса по потоку и против потока;
- пересчет полученных временных соотношений в значение расхода;
- выдача значения расхода в виде силы постоянного электрического тока, напряжения постоянного электрического тока или цифровым интерфейсом RS-485.
Влияние ПО на метрологические характеристики расходомеров учтено при нормировании их значений.
И дентификационные данные программного обеспечения указаны в таблице 1.
Таблица 1
| Идентификационные данные ПО | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Uran 2.hex |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 1.0 |
| Цифровой идентификатор (контрольная сумма) | ЕС4В |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC16 |
Конструкция расходомеров исключает возможность несанкционированного влияния на ПО и измерительную информацию.
Уровень защиты ПО и измерительной информации «Высокий» по Р 50.2.077-2014 г.
Технические характеристики
Расходомеры в зависимости от вида измеряемой среды имеют исполнения, указанные в таблице 2.
Таблица 2
| Исполнение по виду измеряемой среды | Вид измеряемой среды | Рабочее давление, (Ру).МПа | Верхний предел измерений, м3/ч | Диапазон температур измеряемой среды, °С | Кинематическая вязкость, мм2/с |
| I | морская вода | от 1,6 до 16 | от 1,0 до 250,0 | от минус 2 до плюс 35 | 1,04 |
| от 25 до 63 | от 1,0 до 40,0 |
| II | пресная вода | 10 | от 1,0 до 250,0 | от 0 до 180 | 1 |
| бидистиллят воды | 25 |
| III | дизельное топливо | 1 | 2 | от 5 до 50 | от 6 до 12 |
| 4 | от 2,5 до 40,0 |
| IV | масла: БЗВ по ТУ 38-101-295-72 и Т-46 по ТУ 38-101251-72 | 1 | от 1,0 до 250,0 | от 15 до 80 | от 15 до 400 |
| 2 | 15 |
| VI | рассол 60 % | 25 | 250,0 | до 50 | - |
| Примечания: 1 Верхний предел измерений расходомеров может быть любым из ряда: 1,0; 1,6; 2; 2,5; 5; 4,0; 6,3; 10,0; 15; 16,0; 25,0; 30; 40,0; 63,0; 100,0; 160,0; 250 м3/ч, но в пределах, указанных в таблице 2. 2 Значения кинематической вязкости для измеряемых сред морская вода, пресная вода, приведены для температуры 20 °С, для остальных сред - в диапазоне рабочих температур. 3 Измеряемая среда морская вода может содержать следующие примеси: - механические частицы (текстильные волокна, песок, твердые продукты коррозии и т.п.) размером до 2,5 мм и содержанием до 15 мг/л; - пищевые отходы с размерами частиц до 0,3 мм и содержанием до 1 г/л; - жировые отходы, содержанием до 1 г/л; - крахмал содержанием до 0,5 г/л; - мыло содержанием до 0,5 г/л; - уксус 3%-ный содержанием до 0,05 г/л; - рассольная смесь от испарительных установок с температурой до 50 °С и соленостью до 60 ^; - нефтепродукты. Допускается содержание газа 35 мг/л с объемом воздушных пузырей до 8 мм3 и диаметром до 2,5 мм. |
Пределы основной допускаемой приведенной погрешности измерений (уосн), выраженной в процентах от верхнего предела измерений, %:
- в диапазоне от 31 2 до 102 % верхнего предела измерений ±2,5;
- в диапазоне от 10 до 100 % верхнего предела измерений ±1,0.
Дополнительная погрешность расходомеров, вызванная отклонением
температуры измеряемой среды от градуировочного значения3
на каждые 10 °С, не более 0,1*Уосн.
Дополнительная погрешность расходомеров, вызванная отклонением
температуры окружающей среды от градуировочного значения4
на каждые 10 °С, не более 0,2^уосн.
Вариация выходного сигнала расходомеров, не более |уосн.|
Выходной сигнал расходомера:
- напряжение постоянного тока, В от 0 до 5; от 0 до 10
- сила постоянного тока, мА от 4 до 20 мА
- цифровой сигнал интерфейс RS-485.
Параметры питания (номинальные значения):
- для расходомеров с выходным сигналом в виде напряжения постоянного тока
(от 0 до 5 В или от 0 до 10 В) от сети переменного тока:
- напряжение, В 220;
- частота, Гц 50; 400;
- для расходомеров с выходным сигналом в виде силы постоянного тока
(от 4 до 20 мА) или цифровым (RS-485) от сети постоянного тока:
- напряжение, В 24; 27;
Потребляемая мощность расходомеров:
- при питании от сети переменного тока
(cos ф не менее 0,8 при индуктивной реакции , В •А, не более
- при питании от источника постоянного тока, Вт, не более
Рабочие условия эксплуатации расходомеров:
- температура окружающей среды, °С от минус 10 до плюс 55;
- относительная влажность воздуха при температуре 50 °С, %
Габаритные размеры расходомеров, мм, не более:
- преобразователя первичного осевого (ППО) 390х165х211;
- преобразователя первичного углового (ППУ) 700х400х374;
- преобразователя вторичного расхода жидкости (РЖУ) 340х255х105.
Масса, кг, не более:
- преобразователя первичного осевого (ППО) 15,8;
- первичного преобразователя осевого (ППУ) 172,9;
- преобразователя вторичного расхода жидкости (РЖУ) 8,3.
Номенклатура типоразмеров расходомеров в зависимости от диаметра условного прохода (Ду) и верхнего предела измерений, рабочего давления (Ру) приведена в таблице 3.
Таблица 3
| Исполнение расходомера | Исполнение по виду измеряемой среды | Рабочее давление среды, МПа |
| Диаметр условного прохода Ду, мм | Верхний предел измерений, м3/ч | Рабочее давление Ру, МПа | Исполнение ПП | Способ соединения (П1 - фланцевое П2 - сварное) |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 10 | 1,0; 1,6 | 1 | ППО | П1 | IV | 1 |
| 10 | П1 | I | 6,3; 10 |
| II | 10 |
| П2 | I | 1,6; 6,3; 10 |
| II | 10 |
| 16 | П2 | I | 16 |
| 25 | П1 | I; II | 25 |
| П2 |
| 40 | П2 | I | 40 |
| 63 | П2 | I | 63 |
| 15 | 2,5; 4,0 | 1 | ППО | П1 | IV | 1 |
| 4 | П1 | I | 1,6 |
| П1 | iii | 4 |
| 10 | П1 | I | 6,3; 10 |
| II | 10 |
| П2 | I | 6,3; 10 |
| II | 10 |
| 16 | П2 | I | 16 |
| 25 | П1 | I; II | 25 |
| П2 |
| 40 | П2 | I | 40 |
| 63 | П2 | I | 63 |
| 20 | 5 | 4 | ППО | П1 | IV | 1; 2 |
| 25 | 6,3; 10,0 | 1 | ППО | П1 | IV | 1 |
| 1,6 | П1 | I | 1,6 |
| 4 | П1 | iii | 4 |
| 6,3 | П1 | I | 6,3 |
| 10 | П1 | I; II | 10 |
| П2 |
| 16 | П2 | I | 16 |
| 25 | П1 | I; II | 25 |
| П2 |
| 40 | П2 | I | 40 |
Продолжение таблицы 3
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 32 | 2 | 1 | ППО | П1 | III | 1 |
| 15 | 4 | П1 | IV | 1; 2 |
| 16 | 10 | П2 | I | 6,3 |
| II | 10 |
| 30 | 10 | П2 | II | 10 |
| 40 | 16; 25 | 1,6 | ППО | П1 | I | 1,6 |
| 4 | П1 | III | 4 |
| 6,3 | П1 | I | 6,3 |
| 10 | П1 | I; II | 10 |
| П2 |
| 25 | П1 | I; II | 25 |
| П2 |
| 50 | 3 | 0,6 | ППУ | П1 | II | 0,6 |
| 65 | 40 | 1,6 | ППУ | П1 | I | 1,6 |
| 4 | П1 | iii | 4 |
| 6,3 | П1 | I | 6,3 |
| 10 | П1 | I; II | 10 |
| П2 |
| 16 | П2 | I | 16 |
| 25 | П1 | I; II | 25 |
| П2 |
| 63 | 1,6 | ППУ | П1 | I | 1,6 |
| 6,3 | П1 | I | 6,3 |
| 10 | П1 | I; II | 10 |
| П2 |
| 16 | П2 | I | 16 |
| 25 | П1 | II | 25 |
| П2 |
| 100 | 100 | 1,6 | ППУ | П1 | I | 1,6 |
| 160 | 1,6 | П1 | I | 1,6 |
| IV | 1 |
| 100; 160 | 6,3 | П1 | I | 6,3 |
| 10 | П1 | I; II | 10 |
| П2 |
| 16 | П2 | I | 16 |
| 25 | П1 | II | 25 |
| П2 |
Продолжение таблицы 3
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| 150 | 160 | 1 | ППУ | П1 | II (дистиллят) | 1 |
| 1,6 | П1 | I | 1,6 |
| 6,3 | П1 | I | 6,3 |
| 10 | П1 | I; II | 10 |
| П2 |
| 16 | П2 | I | 16 |
| 25 | П1 | II | 25 |
| П2 |
| 250 | 1 | ППУ | П1 | II (дистиллят); IV | 1 |
| 1,6 | П1 | I | 1,6 |
| 10 | П1 | II | 10 |
| П2 |
| 25 | П1 | II; VI | 25 |
| П2 |
| П2 |
Знак утверждения типа
наносится на специальную табличку, прикрепленную к корпусу вторичного преобразователя и на титульный лист эксплуатационной документации.
Комплектность
Комплектность расходомеров представлена в таблице 4
Таблица 4
| Наименование | Обозначение | Количество | Примечание |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Первичный преобразователь ППО или ППУ | РИЮУ.407154.002 РИЮУ.407154.001 | 1 шт. | Согласно заказу |
| Вторичный преобразователь РЖУ | РИЮУ.408828.005 | 1 шт. | |
| Муфта М-12 | 1т3.622.003 | 1 шт. | По заказу |
| Кабель связи КСП | РИЮУ.685693.025 | 2 шт. | Длина оговаривается при заказе |
| Кабель связи КСВ | РИЮУ.685693.026 | 2 шт. | Для исполнения с муфтой. Длина оговаривается при заказе |
| Устройство поверочное «Имитатор расхода» | РИЮУ.407971.002 | 1 шт. | По заказу |
| Одиночный комплект ЗИП | РИЮУ.407911.006 | 1 комп. | Приложение Л Г абаритный чертеж ящика в приложении М |
| Монтажный комплект ЗИП: Ключ Шайба | 1т8.392.009 1т8.940.032 | 1 шт. 8 шт. | Для исполнения с муфтой |
| Паспорт | РИЮУ.407254.003 ПС | 1 экз. | |
| Руководство по эксплуатации | РИЮУ.407254.003 РЭ | 1 экз. | |
| Методика поверки | РИЮУ.407254.003 МИ | 1 экз. | |
Поверка
осуществляется по документу РИЮУ.407254.003 МИ «Расходомеры жидких сред УРАН-1Р. Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ЗАО КИП «МЦЭ» 12.09.2014 г.
Основные средства поверки:
- установка поверочная расходомерная тепловая ПРТ (Госреестр СИ № 31244-06), диапазон воспроизведения расхода от 0,01 до 200 м3/ч, пределы допускаемой приведенной погрешности измерений ±0,1 %;
- устройства поверочные «Имитатор расхода» (Госсреестр СИ № 57496-14), диапазон имитации расходов от 0 до 630 м3/ч. Предел допускаемой приведенной погрешности имитации расхода ±0,35 %.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
ГОСТ 8.145-75. «ГСИ. Государственный первичный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений объемного расхода жидкостей в диапазоне от 3-10-6 до 10 м3/с»;
ГОСТ 32137-2013. «Совместимость технических средств электромагнитная. Технические средства для атомных станций. Требования и методы испытаний»;
ГОСТ 12.2.007-75. «ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности»;
РИЮУ.407254.003 ТУ. «Расходомеры жидких сред УРАН-1Р. Технические условия».
