Проливная установка

3.8.1 Что такое проливная установка и как она работает?

Проливная установка - это устройство (эталон), предназначенное для поверки и регулировки счетчиков жидкости. По принципу действия установки могут быть объемные и объемно-массовые, по назначению - производственные и сервисные. Как любое средство измерения, проливная установка должна иметь сертификат Госстандарта РФ, должна быть внесена в госреестр средств измерений РФ (как серийное или единичное изделие), иметь действующее свидетельство о поверке.
Рассмотрим устройство объемно-массовой установки на примере сервисной проливной установки, разработанной и производимой ОКБ "Гидродинамика". Сервисная установка, исходя из своего назначения, должна обеспечивать поверку и настройку большого количества типов приборов различных типов, различных типоразмеров, имеющих различные выходные сигналы, и максимально обеспечивать потребности регионального сервисного (внедренческого) предприятия. Установка состоит из следующих частей:

- система подготовки и хранения воды и устройства подачи воды - резервуар СБ, ресивер Р с датчиком давления, циркуляционный насос Н;
- трубная обвязка - измерительный участок с образцовыми расходомерами ОР, комплект установочных приспособлений ИС для крепления поверяемых расходомеров, зажимное устройство ЗУ;
- система взвешивания - устройство переключения потока УПП для мгновенного переключения направления потока воды в накопительные резервуары НР (установленные на весовые устройства ВУ) или пролетные трубы ПТ;
- система управления - контроллер, силовой шкаф, система сбора и обработки информации.
Из резервуара СБ вода забирается насосом Н через вентиль V1 и подается в ресивер Р. В ресивере происходит отделение взвешенного в воде воздуха, а также отфильтровываются пульсации потока воды. По выходу из ресивера поток воды проходит через поверяемые приборы С1, С2, ..., Сп. Поверяемые приборы закрепляются на рабочем столе зажимным устройством ЗУ. Далее поток воды через образцовые расходомеры ОР1 или ОР2 или ОР3 поступает либо в резервуар СБ (при поверке методом сличения с ОР), либо через устройство переключения потока УПП в один из накопительных резервуаров НР1 и НР2 (при поверке массовым методом). В последнем случае вода после взвешивания накопительных резервуаров с водой на весовых устройствах ВУ1 или ВУ2 через клапаны V8 или V9 сливается в резервуар СБ. Регулирование расхода осуществляется управлением частотой вращения насоса Н при помощи преобразователя частоты.

Система сбора данных позволяет подключить до 8 поверяемых расходомеров с выходными сигналами типа: - ток 0-20 мА; - напряжение 0-10 В; - "общий коллектор"; - "геркон" или полупроводниковый ключ; - "оптосъем" ("звездочка"). Такой широкий набор входных сигналов позволяет отнести установку к классу сервисных, позволяющих обеспечить поверкой максимальное количество типов приборов.

Система управления обеспечивает подачу управляющих сигналов на преобразователь частоты вращения насоса Н, на приводы кранов V3, V4, V5 выбора образцового расходомера ОР, на соленоидные клапаны V8 иV9 слива воды из накопительных резервуаров НР1 и НР2, на электро- (пневмо-) привод устройства переключения потока УПП, на приводы V10 и V11 управления выбором весового устройства.

Процедура поверки методом сличения с показаниями образцовых расходомеров ОР заключается в выполнении следующих операций:

1 Датчик (первичный преобразователь) поверяемого расходомера С1 устанавливают на испытательный стенд ИС. Для исключения подтекания воды уплотняют гидравлический тракт при помощи зажимного устройства ЗУ. Выходные цепи вторичного преобразователя поверяемого расходомера С1 подключают к входным цепям контроллера проливной установки (аналоговые, частотные, импульсные).

2 С клавиатуры персонального компьютера ПК формируют задание на поверку прибора (или выбирают из заранее сформированной базы данных по ранее поверенным приборам):

- количество поверочных расходов;

- величины поверочных расходов (в куб.м/час);

- количество повторов (проливок) на каждом поверочном расходе;

- минимальный объем жидкости (в литрах) на каждом поверочном расходе;

- допустимая погрешность стабилизации расхода;

- масштабный коэффициент выходного сигнала поверяемого прибора (литров/импульс).

3. После завершения формирования задания на поверку с клавиатуры ПК производится старт поверки. При помощи частотного привода установка производит автоматическую настройку на первый поверочный расход, после стабилизации расхода в пределах заданной погрешности запускается счет импульсов с поверяемого и эталонного прибора. После завершения проливки результаты счета записываются в память ПК. Производится автоматическая настройка на следующий поверочный расход и т.д. В процессе поверки автоматически производится выбор необходимого (по поверочному расходу) образцового расходомера ОР и переключение кранов с электроприводами V3, V4, V5. По завершении цикла поверки на экране ПК формируется таблица с результатами проливок и рассчитанными величинами погрешностей поверяемых приборов. Одновременно возможно проведение поверки до 8 расходомеров одного типоразмера с одинаковыми типами выходных сигналов.
Процедура поверки весовым методом заключается в сравнении показаний поверяемых расходомеров С с показаниями весовых устройств ВУ. Сигналы "старт" и "финиш" счета импульсов с поверяемых расходомеров формируются фотодатчиком и "флажком", сблокированным с соплом устройства переключения потока. До сигнала "старт" поток жидкости через устройство переключения потока УПП и пролетную трубу ПТ сливается в резервуар СБ. По сигналу "старт" происходит "взвешивание пустой тары" на весовом устройстве ВУ, затем мгновенный переброс потока жидкости в накопительный резервуар НР. По сигналу "финиш" происходит обратный переброс потока жидкости на слив в пролетную трубу ПТ и резервуар СБ. После успокоения колебаний накопительного резервуара НР с жидкостью происходит его взвешивание на весовом устройстве ВУ, затем срабатывает соленоидный клапан V8 (V9) для слива воды в резервуар СБ, определяется чистый вес жидкости без учета "тары". После завершения поверки на экран ПК выводятся показания поверяемых расходомеров С, объем по весам (пересчитанный из веса), а также погрешности поверяемых расходомеров.

Класс точности установки определяется классом точности весового устройства ВУ. В рассматриваемом случае класс точности весов, подтвержденный испытаниями для целей утверждения типа, составил 0,05. Это дает следующие возможности:

- поверять весовым методом расходомеры класса точности 0,15 (по общепринятой системе погрешность эталона должна быть не менее чем в три раза меньше, чем у поверяемого средства измерения);

- при поверке встроенных в установку эталонных расходомеров приписать им класс точности 0,15;

- поверять методом сличения расходомеры класса точности 0,5 (так как 0,15*3=0,45) и более грубые, т.е. практически все рабочие средства измерений.

Такие сервисные установки объемно-весового типа с максимально воспроизводимыми расходами 50, 100, 150, 200 куб.м/ч в течение ряда лет используются на предприятиях г.г.Киров, Архангельск, Ижевск, Сочи, Красноярск, Бугульма, Октябрьский, Урай, Нефтекамск, Москва, Новокуйбышевск, Северодвинск и обеспечивают поверку большинства приборов, применяемых в этих регионах.

Производственная установка должна обеспечивать поверку и настройку ограниченного количества типов приборов (чаще всего один тип расходомера как самостоятельного прибора и того же расходомера из состава теплосчетчика), и максимально обеспечивать потребности серийного производства. Фото объемно-массовой установки (рис. 3) с воспроизводимыми расходами 0,001-150 куб.м/ч класса точности 0,08, разработанной и изготовленной ОКБ "Гидродинамика" для московской фирмы "ТБН-Энергосервис", приведено ниже. Блок-схема принципиально практически не отличается от блок-схемы сервисной установки.

Отличие производственной установки и режимов ее работы в следующем:

- для обеспечения серийного производства на рабочий стол одновременно можно установить до 40 датчиков расхода (до 20 двухпоточных теплосчетчиков);

- все поверяемые приборы подключаются к контроллеру установки по RS-485;

- работа по настройке и поверке сводится к следующим процедурам:

- из базы данных установки вводится рабочая программа для проливаемых приборов (количество поверочных расходов, их величины, минимальные объемы проливки);

- по заданной программе проводится проливка приборов, поступивших из производства;

- по результатам проливки рассчитываются коэффициенты передаточной функции;

- происходит переключение арматуры на обратное направление потока (приборы реверсивные) и повторяется проливка обратным потоком жидкости, затем рассчитываются коэффициенты передаточной функции при обратном потоке жидкости ;

- коэффициенты передаточных функций каждого прибора заносятся по RS-485 в "голову" (электронный вычислитель) каждого прибора;

- проводится повторная проливка настроенных приборов. Приборы, прошедшие проливку, предъявляются госповерителю для поверки, непрошедшие возвращаются на доработку.
Уровень автоматизации, достигнутый в описанных проливных установках, позволяет значительно повысить производительность труда при поверке приборов, добиться минимизации вносимых при поверке субъективных погрешностей.

Рисунок 3.8 – Проливная, объемно - массовая установка с воспроизводимыми расходами 0,001 - 150 куб.м/ч классом точности 0,08.

Заключение

Трудоемкость процесса регистрации и обработки результатов измерений составляет приблизительно 30-40 процентов от всего объема метрологических работ. И потому для этих целей следует использовать процессорную технику, которая обеспечивает, во-первых, обработку и хранение информации об испытаниях, во-вторых, выдачу результатов поверки в виде готового протокола.
Развитие метрологической аппаратуры определяет и повышение качества средств измерений. То есть, ее высокий уровень является основой развития электроизмерительной техники, условием прогресса науки и техники. Pазработано целое семейство современного оборудования, предназначенного для метрологического обеспечения регулировки и поверки широкой номенклатуры средств измерений переменного тока, а также аппаратура для анализа режимов работы электрических цепей, проверки и анализа точности учета электрической энергии. Все семейство средств метрологического обеспечения можно представить пятью укрупненными группами: эталонные ваттметры-счетчики электроэнергии; эталонные измерительные преобразователи основных электроэнергетических величин; прецизионные программируемые источники; измерительные установки и комплекты аппаратуры для обеспечения регулировки и поверки средств измерений мощности и энергии; измерительно-вычислительные устройства для анализа режимов работы в электрических сетях. Данная практическая лабораторная работа является практическим иллюстративным материалом и руководством для студентов при подготовке к практике в региональном Федеральном Агентстве по техническому регулированию (Ростехрегулирование – Оренбургский ЦСМ).