Назначение
Теплосчетчики ТЭМ-104 предназначены для измерений количества теплоты (тепловой энергии).
Описание
Принцип работы расходомерного канала теплосчетчиков ТЭМ-104 основан на зависимости ЭДС, возникающей в электропроводящей жидкости, движущейся в магнитном поле, от средней скорости жидкости и, тем самым, от объемного расхода.
. В теплосчетчиках реализованы функции измерений, индикации и регистрации технологических параметров (расхода, температуры и давления) систем теплоснабжения и горячего водоснабжения.
Измерительные каналы температур и давлений теплосчетчиков ТЭМ-104 преобразуют в цифровую форму выходные сигналы преобразователей температур и давлений, установленных в трубопроводах.
Теплосчетчики производят измерения, обработку результатов измерений и регистрацию параметров теплоносителя в системах теплоснабжения (до четырех систем) в соответствии с заданной конфигурацией. Конфигурирование теплосчетчиков осуществляется программно.
В каждой системе теплоснабжения теплосчетчики осуществляют:
а) измерение и индикацию:
- текущего значения объемного расхода теплоносителя [м3/ч] в трубопроводах, на которых установлены преобразователи расхода (от 1 до 4, в зависимости от конфигурации теплосчетчика);
- температуры теплоносителя [°С] в трубопроводах, на которых установлены преобразователи температуры (от 2 до 6, в зависимости от конфигурации теплосчетчика);
- избыточного давления [МПа] в трубопроводах, на которых установлены преобразователи давления (до 4 каналов, в зависимости от конфигурации теплосчетчика);
- текущего времени (с указанием часов, минут, секунд) и даты (с указанием числа, месяца, года);
б) вычисление и индикацию:
- текущего значения массового расхода теплоносителя [т/ч] в трубопроводах, на которые установлены преобразователи расхода;
- разности температур теплоносителя [°С] в подающем и обратном (трубопроводе холодного водоснабжения) трубопроводах;
в) накопление, хранение и индикацию:
- суммарного с нарастающим итогом значения потребленного (отпущенного) количества теплоты [ГДж], [Гкал], [МВт*ч];
- суммарных с нарастающим итогом значений объема [м3] и массы [т] теплоносителя, протекающего по трубопроводам, на которых установлены соответствующие первичные преобразователи;
- времени работы при поданном напряжении питания [ч];
- времени работы без остановки счета с нарастающим итогом (наработки) [ч, мин];
- времени работы в зоне ошибок [ч, мин];
- архива данных;
г) сохранение в энергонезависимой памяти:
- потребленного (отпущенного) количества теплоты (тепловой энергии) за каждый час [ГДж], [Гкал];
- массы [т] и объема [м3] теплоносителя, протекшего за каждый час по трубопроводам, на которых установлены преобразователи расхода;
- среднечасовых и среднесуточных значений температур t [°С] теплоносителя в трубопроводах;
- среднечасовой и среднесуточной разности температур At [°С] между подающим и обратным трубопроводами;
- среднечасовых и среднесуточных измеряемых (или программируемых) значений давления в трубопроводах P [МПа];
- времени работы при поданном напряжении питания [ч];
- времени [ч, мин] наработки за каждый час, сутки;
- времени работы в нештатных ситуациях [ч, мин] за каждый час, сутки;
- информации об возникающих нештатных ситуациях за каждый час, сутки;
д) преобразование:
- значения одного из параметров (расхода или температуры) в выходной токовый сигнал в диапазоне от 4 до 20 мА.
В состав теплосчетчиков входят:
- измерительно-вычислительный блок (ИВБ) (Рис. 1. а);
- первичные преобразователи расхода электромагнитного типа (ППР) (Рис. 1. б) -до 2 шт;
- измерительные преобразователи расхода с частотно-импульсным выходным сигналом (ИП) - до 2 шт;
- измерительные преобразователи температуры - термопреобразователи сопротивления (ТС) - от 1 до 6 шт;
- по дополнительному заказу измерительные преобразователи давления (ДИД) - от 1
до 4 шт.
а) ИВБ
б) ППР
Рисунок 1
Типы ТС, ИП и ДИД, применяемых в составе теплосчетчиков, указаны в таблицах 1, 2, 3.
Таблица 1.
Типы термопреобразователей сопротивления и комплектов термопреобразователей сопротивления, применяемых в составе теплосчетчика
| Наименование и условное обозначение | Номер по Госреестру СИ | Наименование и условное обозначение | Номер по Госреестру СИ |
| ТСП - Н | 38959-08 | ТСПТ | 36766-09 |
| КТСП-Н | 38878-08 | КТС-Б | 43096-09 |
| ТПТ-1 | 46155-10 | ТС-Б-Р | 43287-09 |
Таблица 2.
Типы измерительных преобразователей расхода, применяемых в составе теплосчетчика
| Тип преобразователя расхода | Номер по Госреестру СИ | Тип преобразователя расхода | Номер по Госреестру СИ |
| РСМ-05 | 48755-11 | УРСВ «ВЗЛЕТ МР» | 28363-04 |
| СВ | 39202-08 | UFM500 | 29975-09 |
| МЕТЕР ВК | 39016-08 | ТЭМ211, ТЭМ212 | 24357-08 |
| МЕТЕР ВТ | 39017-08 | УРЖ2К | 19094-10 |
| Тип преобразователя расхода | Номер по Госреестру СИ | Тип преобразователя расхода | Номер по Госреестру СИ |
| ВЭНС | 14646-05 | ВСХНд | 26164-03 |
| ULTRAFLOW | 20308-04 | ВСТН | 26405-04 |
| ET | 48241-11 | | |
Таблица 3.
_______Типы измерительных преобразователей давления, применяемых в составе теплосчетчика
| Наименование и условное обозначение | Номер по Госреестру СИ | Наименование и условное обозначение | Номер по Госреестру СИ |
| ИД | 26818-09 | КОРУНД ДИ | 14446-09 |
| НД-Р | 40260-08 | МИДА ДИ | 17636-06 |
| БД | 38413-08 | КРТ-9 | 24564-07 |
ТС, входящие в состав теплосчетчиков, имеют номинальную статическую характеристику 100П или Pt100 по ГОСТ 6651-2009 и подключаются к ИВБ по четырехпроводной схеме.
Теплосчетчики имеют стандартные интерфейсы RS 232 и гальванически развязанный RS 485, через которые считываются текущие и статистические данные параметров систем теплоснабжения, а также данные о конфигурации теплосчетчика.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО), необходимое для реализации заявленных функций, записывается в память микроконтроллера на заводе-изготовителе.
Основными задачами программного обеспечения являются:
- организация опроса датчиков аналоговых величин (НИР, ТС, ДИД), первичная обработка сигналов;
- измерение частоты, интервалов времени и количества импульсов, поступающих на частотные и импульсные входы;
- преобразование сигналов в значения физических величин в соответствии с номинальными статическими характеристиками, настроечными параметрами и данными калибровки;
- вычисление массы, объема и энергии за интервал времени и формирование архива;
- формирование выходных аналоговых (I) и цифровых (RS 232) сигналов;
- реализация пользовательского интерфейса в режимах «Рабочий», «Настройки», «Конфигурация», «Поверка», «Калибровка». (Доступ к режимам «Настройки», «Конфигурация», «Поверка», «Калибровка» ограничен);
- анализ измеренных значений, регистрация и индикация ошибок и нештатных ситуаций;
- архивирование результатов измерений в энергонезависимой памяти.
Погрешность вычисления потребленного количества теплоты, обусловленная точностью выполнения математических операций микроконтроллером (с учетом погрешности аппроксимации зависимости энтальпии от температуры и давления) не превышает ±0,15 %.
Погрешность преобразования объемного расхода (объема) в массовый расход (массу), обусловленная точностью выполнения математических операций микроконтроллером (с учетом погрешности аппроксимации зависимости плотности от температуры и давления) не превышает ±0,05 %.
И дентификационные данные программного обеспечения (ПО) ТЭМ-104 приведены в таблице 4.
Таблица 4.
| Наименование НО | Идентификационное на именование НО | Номер версии (идентификационный номер) НО | Цифровой идентификатор НО (контрольная сумма) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора |
| Микропрограмма теплосчетчика ТЭМ-104 | TEM-104 | 2.12 | E1C397B7 | CRC32 |
В теплосчетчиках предусмотрена схема пломбировки от несанкционированного доступа к изменению программного обеспечения. Элементы защиты, места для нанесения оттисков и наклеек показаны на рис. 2.
После программирования на предприятии-изготовителе доступ к перемычкам закрыт защитным экраном, установленным над платой и пломбой.
Уровень защиты ПО СИ от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» согласно МИ 3286-2010.
ПХС1ичЦ1 rcpitoSi
'.niir npp-rp i=n i=-i
lrJ-nnrd Г::<СП fi pp:- r-J I<:i-C-2l:c_u4' TietgzZkd' Г’Грип'
1(1jilliCi 1 крл-и.йй rDppyZl
U vni-'pp. г^плэсирожрсшеи H|i:-. .h lh.ii i:
Il.hhl-ill Jlliiliij j .jj.uhj Пр::самч-:с6з1и:'__________
(zoui.uc a j-qza ar . nazitau
Vjv-^bMhp :г.Ъг'кт!и< 'a: jmi<i
Рисунок 2.
Расположение перемычки перевода прибора в режим «Калибровка», перемычки доступа к программированию микроконтроллера и мест установки пломб предприятия-изготовителя.
Технические характеристики
Таблица 5. Основные метрологические и технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение параметра |
| Теплоноситель | Вода по СНиП 2.04.07-86 |
| Рабочее давление, МПа, не более | 1,6 (по заказу 2,5) |
| Диапазон измерений расходов теплоносителя, м3/ч | определяется Ду ППР и типом ИП * |
| Диапазон измерений температур теплоносителя, °С | от 0 до 150 |
| Диапазон измерений разности температур теплоносителя, °С | от 2 до 150 |
| Диапазон температур теплоносителя, устанавливаемый в памяти вычислителя в виде константы, °С | от 10 до 150 |
| Диапазоны входных аналоговых сигналов, пропорциональных значению избыточного давления, мА | от 4 до 20; от 0 до 5; от 0 до 20 |
| Диапазон изменений выходного токового сигнала, пропорционального значению выбранного параметра, мА | от 4 до 20 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерительного канала количества теплоты для серийного исполнения (класс В по ГОСТ Р 51649-2000), % | ±(3+4 A tн /А t+0,02 Gв/G) |
| Наименование характеристики | Значение параметра |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерительного канала количества теплоты по заказу потребителя (класс С по ГОСТ Р 51649-2000), % | ±(2+4 A tн /А t+0,01 Gв/G) |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении массового и объемного расходов, массы и объема теплоносителя в каналах с ППР (1 и 2 каналы): - для приборов класса В, % - для приборов класса С, % | ±(1,5+0,01 G в/G) ±(0,8+0,004G в/G) |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении массового и объемного расходов, массы и объема теплоносителя в каналах с измерительными преобразователями расхода, имеющими частотный или импульсный выходной сигнал (3 и 4 каналы): - для приборов класса В, % в диапазоне 0,04 Gв < G < Gв *** в диапазоне Gн < G < 0,04 Gв - для приборов класса С,% в диапазоне 0,04 Gв < G < Gв в диапазоне Gн < G < 0,04 Gв | ±2,0 ±(2,0+0,02 Gв/G) ±1,0 ±(1,0+0,01 Gв/G) |
| Весовой коэффициент импульса для преобразователей расхода с импульсным выходом (устанавливается программно), л/имп | от 10’3 до 106 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении температуры, °С: - при комплектации ТС класса А по ГОСТ 6651 - при комплектации ТС класса В по ГОСТ 6651 | ±(0,35+0,003 -t) ±(0,6+0,004-t) |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности канала измерения давления (без датчиков избыточного давления), % | ±0,15 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности датчиков избыточного давления, % | ±1,0 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении давления (при наличии датчиков избыточного давления), % | ±2,0 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности преобразования измеренного параметра в токовый сигнал (без учета погрешности измерения самого параметра), % | ±0,5 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности при измерении времени, % | ±0,01 |
| Температура окружающей среды, °С | от +5 до +50 |
| Электропитание от сети переменного тока: - напряжение, В - частота, Гц Потребляемая мощность, В-А, не более: - ИВБ - ИП | от 187 до 242 от 49 до 51 10 20 |
| Г абаритные размеры ИВБ, мм, не более | 182x180x95 ** |
| Масса ИВБ, кг, не более | 1,5 ** |
| Средняя наработка на отказ, не менее | 20000 часов |
| Средний срок службы, не менее | 10 лет |
Примечания
* см. таблицы 2 и 6;
* * габаритные размеры и масса теплосчетчика зависят от спецификации заказа;
* ** G в - верхний массовый и объемный расход, G н - нижний массовый и объемный расход, G - текущий массовый и объемный расход.
Таблица 6. Диапазоны измерений расходов в каналах с ППР
| Диаметр условного прохода ППР, Ду, мм | Диапазоны измерений расходов |
| Наименьший расход, G н, м3/ч | Наибольший расход, G в, м3/ч |
| 15 | 0,015 | 6,0 |
| 25 | 0,04 (0,016) | 16,0 |
| 32 | 0,075 (0,03) | 30,0 |
| 40 | 0,1 (0,04) | 40,0 |
| 50 | 0,15 (0,06) | 60,0 |
| 80 | 0,4 (0,16) | 160,0 |
| 100 | 0,75 (0,3) | 300,0 |
| 150 | 1,5 (0,6) | 600,0 |
Примечание - в скобках указано значение наименьшего расхода, измерение которого обеспечивается по согласованию при заказе.
Знак утверждения типа
наносится типографским способом на эксплуатационную документацию и на переднюю панель ИВБ методом офсетной печати или лазерной гравировки.
Комплектность
Комплект поставки теплосчетчиков соответствует таблице 7.
Таблица 7.
| Наименование и условное обозначение | Кол-во, шт. | Примечание |
| Измерительно-вычислительный блок (ИВБ) | 1 | |
| Электромагнитный первичный преобразователь расхода (ППР) | до 2-х | В соответствии с заказом |
| Комплект (пары) термопреобразователей сопротивления | до 3-х | В соответствии с заказом |
| Термопреобразователи сопротивления | до 6-ти | В соответствии с заказом |
| Измерительный преобразователь расхода (ИП) | до 2-х | В соответствии с заказом |
| Комплект монтажных частей | 1 | В соответствии с заказом |
| Программное обеспечение | 1 | В соответствии с заказом |
| Кабель для подключения интерфейса | 1 | В соответствии с заказом |
| Вставка плавкая ВП-1-0,5 А 250 В | 2 | |
| Теплосчетчик ТЭМ-104. Руководство по эксплуатации | 1 экз. | |
| Теплосчетчик ТЭМ-104. Паспорт | 1 экз. | |
| Теплосчетчик ТЭМ-104. Инструкция по монтажу | 1 экз. | |
| Теплосчетчик ТЭМ-104. Методика поверки | 1 экз. | По отдельному заказу |
Поверка
осуществляется по документу ЭС 99556332.002.000 МП «ГСИ Теплосчетчики ТЭМ - 104 Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ОАО «НИИТеплоприбор» 21.07.2011 г.
Основные средства поверки указаны в таблице 8.
Таблица 8.
| Наименование | Технические характеристики |
| Установка поверочная для счётчиков жидкости | Допускаемая основная относительная погрешность не более ± 0,25 %, диапазон воспроизведения расходов от 0,015 м3/ч до 600 м3/ч |
| Секундомер электронный СТЦ 2 | Погрешность измерения интервалов времени не превышает Д=±(15-10-7 • Т + 0,01) с, где Т - значение измеряемого интервала времени |
| Наименование | Технические характеристики |
| Частотомер электронно-счетный Ч3-64 | Пределы допускаемой погрешности of = ±1,5 • 10-7 |
| Мегаомметр М4109/3 | Диапазон измерения от 1 до 500 МОм при U=500 В, основная погрешность, не более ±1,0 % |
| Магазин сопротивлений Р3026/2 | Класс точности 0,005/1,5*10-6; Диапазон сопротивлений от 0,01 до 99 999,99 Ом |
| Калибратор - измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000 | Диапазон измеряемых и воспроизводимых токов от 0 до 25 мА, основная погрешность измерения и воспроизведения тока не более ±0,006 мА |
Сведения о методах измерений
изложены в ЭС 99556332.002.000 РЭ «Теплосчетчики ТЭМ-104. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
1. ГОСТ Р 51649-2000 «Теплосчетчики для водяных систем теплоснабжения. Общие технические условия».
2. МИ 2412-97 «Государственная система обеспечения единства измерений. Водяные системы теплоснабжения. Уравнения измерений тепловой энергии и количества теплоносителя».
3. ТУ 4218-002-99556332-11 «Теплосчетчики ТЭМ-104. Технические условия».
Рекомендации к применению
