Назначение
Вычислители количества энергоносителей ВКТ-8 (далее - вычислители) предназначены для измерений выходных сигналов первичных измерительных преобразователей и вычислений по результатам измерений параметров энергоносителей, их количества и количества отданной или поглощенной теплоты (тепловой энергии).
Вычислители могут быть применены в составе теплосчетчиков, измерительных комплексов и информационно-измерительных систем для контроля и учета, в том числе при учетнорасчетных операциях, производства и потребления энергоносителей (горячей и холодной воды, насыщенного и перегретого пара, природного газа, электроэнергии) на предприятиях различного назначения.
Описание
Принцип работы вычислителей основан на измерении выходных сигналов первичных измерительных преобразователей, представленных аналоговыми сигналами постоянного тока, сопротивления, частоты и количества импульсов или кодовым сигналом в стандарте интерфейса RS-485, и преобразовании результатов измерений в значения соответствующих им физических величин.
Вычислители обеспечивают работу с первичными измерительными преобразователями (датчиками) параметров энергоносителей, имеющими выходной кодовый сигнал в стандарте интерфейса RS-485 или аналоговый сигнал, представленный:
- сигналом постоянного тока в диапазонах изменения (0-5), (0-20) и (4-20) мА;
- импульсным сигналом, формируемым дискретным изменением амплитуды выходного напряжения с частотой не более 10000 Гц или дискретным изменением сопротивления выходной цепи с частотой не более 1250 Гц;
- сигналом сопротивления термометров (термопреобразователей) и их комплектов с номинальным сопротивлением 50,100 и 500 Ом;
Вычислители обеспечивают:
- измерение и индикацию текущего времени, и ведение календаря;
- измерительные преобразования входных сигналов и индикацию текущих значений измеряемых величин (температуры, разности температур, избыточного и (или) абсолютного давления, перепада давления, расхода, мощности);
- формирование, индикацию и хранение часовых и суточных значений измеряемых величин, итоговых значений времени наработки, количества энергоносителей и количества теплоты (тепловой энергии);
- самодиагностику и диагностику работы датчиков с регистрацией времени действия диагностируемых ситуаций и ведением архива событий;
- ввод и сохранение настроечной информации, характеризующей энергоноситель, применяемые датчики и объект измерений;
- передачу измерительной и настроечной информации на внешние устройства посредством интерфейса RS-232, USB, RS-485 или Ethernet (тип интерфейса по заказу).
В состав вычислителей входят системный модуль и измерительные преобразователи «ПРИЗ», зарегистрированные в Госреестре средств измерений под № 37837-08.
Связь между преобразователями и модулем осуществляется посредством интерфейса RS-485.
Число измерительных преобразователей любой модификации в составе вычислителя не более четырех.
Количество каналов измерений аналоговых сигналов для преобразователей различных
модификаций приведено ниже.
| Модификация преобразователя | | Соличество каналов измерений |
| тока/сопротивления (канал типа НА) | тока (канал типа LA) | частоты (канал типа HF) | частоты (канал типа LF) |
| ПРИЗ-1-1 | 8/4 2) | 8 | 4 | 4 |
| ПРИЗ-1-2 | 16/8 2) |
| ПРИЗ-2-1 | -/4 | 8 | 8 | - |
| ПРИЗ-2-2 | -/8 |
) По данным каналам одновременно выполняются измерения частоты и количества импульсов.
2) Каналы используются либо для измерений тока, либо для измерений сопротивления.
Вычислители имеют следующие конструктивные исполнения:
- корпусное «Х-Y» (системный модуль размещен в корпусе преобразователя модификации «Х-Y») или «0-0» (системный модуль имеет внешний корпус-оболочку);
- щитовое «0-0» (модуль не имеет внешнего корпуса-оболочки).
В зависимости от эксплуатационной законченности вычислители корпусного исполнения относятся к изделиям третьего порядка, вычислители щитового исполнения - к изделиям второго порядка по ГОСТ 12997-84.
Степень защиты вычислителей корпусного исполнения от проникновения пыли и влаги - IP54, вычислителей щитового исполнения - IP20 по ГОСТ 14254-96.
Питание вычислителей корпусного исполнения осуществляется от сети переменного частотой 50 Гц тока напряжением 220 В, вычислителей щитового исполнения - от источника постоянного тока с номинальным напряжением 5 В.
Алгоритмы определения количества энергоносителей и количества теплоты (тепловой энергии) соответствуют требованиями ГОСТ 8.586.5-2005, ГОСТ 30319.2-96, ПР 50.2.019-2006, ФР. 1.29.2003.00885, МИ 2412-97, МИ2451-98, МИ 2553-99.
Вычислители обеспечивают защиту метрологических характеристик и параметров настройки от несанкционированного вмешательства.
Технические характеристики
Диапазоны измерений величин соответствуют диапазонам, указанным в таблице 1.
Таблица 1
| Измеряемая величина | Диапазон измерений |
| Расход объемный (массовый), м3/ч (т/ч); давление, МПа (кПа, кгс/см2); разность давлений, кПа; электрическая мощность, кВт; тепловая мощность, ГДж/ч (Гкал/ч) | 0...999999 |
| Температура, °C: воды перегретого пара насыщенного пара (степень сухости от 0,1 до 1,0) природного газа другой измеряемой среды | 0...200 100... 600 100...300 -50...70 -50...600 |
| Разность температур, °C | 0...150 |
| Объем, м3; масса, т; количество электроэнергии, кВт-ч; количество теплоты (тепловой энергии), ГДж (Гкал); время, ч | 0...999999999 |
Пределы допускаемых значений относительной погрешности при измерении времени ± 0,01%.
Пределы допускаемых значений погрешности при измерении и вычислении величин указаны в таблицах 2-4.
Таблица 2 - Пределы допускаемых значений погрешностей при измерении величин,
пропорциональных входным сигналам
| Измеряемая величина | Пределы погрешности | Входной сигнал | Примечание |
| 1. Температура, °C | ± 0,1 °C | Сопротивление, Ом | При Ro = 100 или 500 Ом |
| ± 0,2 °C | При Ro= 50 Ом |
| 2. Разность температур, °C | ± 0,04 °C | Разность сопротивлений, Ом | При Ro = 100 или 500 Ом |
| 3. Расход, м3/ч; температура, °C; давление, МПа (кПа, кгс/см2); разность давлений, кПа | ± 0,05k % | Ток (0 - 20) мА | При применении каналов измерений типа НА к=1, каналов типа LA к=5 |
| ± 0,07k % | Ток (4-20) мА |
| ± 0,2k % | Ток (0 - 5) мА |
| 4. Расход, м3/ч; электрическая мощность, кВт | ± 0,02 % | Частота, Гц | При применении каналов измерений типа HF |
| t(0,02+l,ri0'7G/B) % | При применении каналов измерений типа LF |
| 5. Объем, м3; количество электроэнергии, кВтч | ± 1 ед. мл. р. | Количество импульсов, имп. | |
| 6. Количество тепловой энергии, ГДж (Гкал) | £ [0,l+100|At|/(t-tx)] % | Количество импульсов, имп.; сопротивление, Ом; ток, мА | 0 < tx< t - константа температуры холодной воды, °C |
| 7. Количество теплоты, ГДж (Гкал) | ± (0,5 + 3/At) % | Количество импульсов, | 3 °C<At<150 °C |
| ± (0,2 + 4/At) % | ими.; разность сопротивлений, Ом; ток, мА | 0 °C < At < 3 °C |
| 8. Тепловая мощность ГДж/ч (Гкал/ч) | ± (0,l+100|At|/t) % | Частота, Гц; сопротивление, Ом, ток, мА | При применении каналов измерений типа HF |
| ± (0,1+1,T10';G/B + + 100|At|/t) % | При применении каналов измерений типа LF |
Погрешность при измерении величин по п.п. 1, 2, 5 - абсолютная, по п. 3 - приведенная при нормирующем значении, равном сумме модулей пределов диапазона измерений, по п.п. 4, 6-8 -относительная.
Ro - номинальное сопротивление термометра, Ом; G - расход, м3/ч; В - вес импульса, м3; t и At -температура и разность температур, °C; At - абсолютная погрешность при измерении температуры, °C. ______________________________________________________________________
Примечание - Погрешность при измерении обусловлена погрешностью измерительных каналов преобразователя «ПРИЗ» и погрешностью при вычислении величины, обусловленной алгоритмом программного обеспечения системного модуля вычислителя.
Таблица 3 - Пределы допускаемых значений абсолютной погрешности при вычислении
величин, функционально связанных с входными сигналами
| Вычисляемая величина | Пределы абсолютной погрешности | Входной сигнал |
| 1. Температура, °C | ±0,001 °C | Сопротивление |
| 2. Разность температур, °C | ± 0,002 °C | Разность сопротивлений |
| 3. Расход, м3/ч; температура, °C; давление, МПа (кПа, кгс/см2); разность давлений, кПа | ± 1 ед. мл. р. | Постоянный ток |
| 4. Расход, м3/ч; электрическая мощность, кВт | Частота |
| 5. Объем, м3; количество электроэнергии, кВтч | Количество импульсов |
Таблица 4 - Пределы допускаемых значений относительной погрешности при вычислении
величин, функционально связанных с измеряемыми величинами
| Вычисляемая величина | Пределы относительной погрешности | Измеряемая величина |
| 1. Массовый расход теплоносителя, т/ч | ± 0,05 % ° | Объемный расход, температура, давление |
| 2. Масса теплоносителя, т | Объем, температура, давление |
| 3. Массовый и объемный расход теплоносителя, т/ч и м3/ч | ± 0,05 % | Разность давлений, температура, давление |
| 4. Тепловая мощность ГДж/ч (Гкал/ч) | ±0,1 % | Объемный расход, температура, давление |
| ± 0,05 %2) | Массовый расход, температура, давление |
| 5. Количество тепловой энергии, ГДж (Гкал) | ±0,1 % | Объем, температура, давление |
| 6. Количество теплоты, ГДж (Гкал) | ±(0,1 + 0,2/At) % | Объем, разность температур, давление |
| 7. Расход газа в стандартных условиях, м3/ч | ± 0,05 %3) | Расход в рабочих условиях, температура, давление |
| 8. Объем газа в стандартных з условиях, м | Объем в рабочих условиях, температура, давление |
| 9. Расход газа в стандартных и рабочих условиях, м3/ч | ± 0,05 % | Разность давлений, температура, давление |
| 10. Расход газа в рабочих условиях, м3/ч | ± 0,05 % | Частота, температура, давление |
| 11. Объем, м3; масса, т; количество тепловой энергии, ГДж (Гкал) | ±0,1 %4) | Объемный расход, массовый расход, тепловая мощность |
^Погрешность при вычислении плотности теплоносителя.
2) Погрешность при вычислении энтальпии теплоносителя.
3) Погрешность при вычислении коэффициента приведения рабочего объема (расхода) газа к стандартным условиям.
4) Погрешность при дискретном интегрировании функции расхода или тепловой мощности по времени.
Сопротивление изоляции между входными и выходными цепями, между указанными цепями и цепью питания вычислителей и их составных частей составляет, не менее:
- 100 МОм при температуре (20 ± 5) °C и относительной влажности не более 65 %;
- 5 МОм при температуре окружающего воздуха 35 °C и относительной влажности 95 %.
Электрическая изоляция между входными и выходными цепями, между указанными цепями и цепью питания вычислителей и их составных частей, при температуре окружающего воздуха (20 ± 5) °C и относительной влажности воздуха не более 80 %, выдерживает в течение 1 мин действие испытательного напряжения частотой 50 Гц с эффективным значением 2 кВ.
Вычислители и их составные части обеспечивают свои технические характеристики при изменении напряжения питания в диапазоне:
- от 4,25 до 5,5 В при питании от источников постоянного тока;
- от 187 до 242 В при питании от сети переменного тока.
Вычислители и их составные части обеспечивают свои технические характеристики в рабочих условиях эксплуатации при воздействии на них следующих внешних воздействующих факторов:
- температуры окружающего воздуха в диапазоне от минус 10 до 55 °C;
- относительной влажности воздуха до 95 % при температуре 35 °C;
- атмосферного давления в диапазоне от 84 до 106,7 кПа;
- переменного частотой 50 Гц магнитного поля с напряженностью до 400 А/м;
- вибрации частотой (10-55) Гц с амплитудой смещения до 0,35 мм.
Масса и габаритные размеры вычислителей и их составных частей указаны в таблице 5.
Таблица 5
| Вычислитель или его составная часть | Масса, кг | Габаритные размеры, мм |
| Вычислитель корпусного исполнения «Х-У» | 1,5 | Длина 250, ширина 200, высота 75 |
| Вычислитель корпусного исполнения «0-0» (системный модуль) | 1,3 | Длина 250, ширина 200, высота75 |
| Вычислитель щитового исполнения «0-0» (системный модуль) | 0,2 | Длина 97, ширина 97, высота 27 |
| Преобразователь измерительный «ПРИЗ»: - исполнение К - исполнение Д | 1,2 0,18 | Длина 250, ширина 200, высота 75 Длина 192, ширина 90, высота 60 |
Средняя наработка на отказ не менее 80000 ч.
Средний срок службы не менее 15 лет.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на вычислители методом наклейки, на титульный лист эксплуатационной документации - типографским способом.
Комплектность
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Примечание |
| Вычислитель количества энергоносителей | ВКТ-8 | 1 | Исполнение по заказу |
| Вычислитель количества энергоносителей ВКТ-8. Паспорт | РБЯК.400880.061 ПС | 1 | |
| Вычислители количества энергоносителей ВКТ-8. Руководство по эксплуатации | РБЯК.400880.061 РЭ | 1 | |
| Вычислители количества энергоносителей ВКТ-8. Методика поверки | РБЯК.400880.061 МП | 1 | |
| Преобразователь измерительный | «ПРИЗ» | - | Количество, исполнение, модификация по заказу |
| Преобразователь измерительный «ПРИЗ». Паспорт | РБЯК.408843.058 ПС | - | Количество по числу преобразователей |
| Преобразователи измерительные «ПРИЗ». Руководство по эксплуатации | РБЯК.408843.058 РЭ | - |
| Преобразователи измерительные «ПРИЗ». Методика поверки | РБЯК.408843.058 МП | 1 | |
| Эксплуатационное программное обеспечение | «Ассистент» | 1 | |
| Поверочное программное обеспечение | «Ассистент-Поверка» | - | Поставляется по заказу |
Поверка
Поверку вычислителей количества энергоносителей ВКТ-8 осуществляют в соответствии с документом по поверке в составе эксплуатационной документации «Вычислители количества энергоносителей ВКТ-8. Методика поверки. РБЯК.400880.061 МП», утвержденным ГЦИ СИ «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» 10.07.2008 г.
Основные средства измерений и оборудование, применяемые при поверке:
- компьютер (ОС не ниже Windows 98, два последовательных порта) и программное обеспечение «Ассистент-Поверка»;
- преобразователь интерфейса «RS485/RS232»;
- адаптер интерфейса «RS232»;
- принтер, совместимый с компьютером.
Межповерочный интервал - 4 года.
Нормативные документы
ТУ 4217-061-15147476-2008. «Вычислители количества энергоносителей ВКТ-8. Технические условия».
Заключение
Тип вычислителей количества энергоносителей ВКТ-8 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.
