Методика поверки «Плотномеры 804» (МП 2302-0051-2010)

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель Г’ЦИ СИ ФГУП «ВНИИМим. Д.Ц. Меи* 1елеева»

‘      II.И. Ханов

■—- —

Il        = д рж         ^й 'Д у у* Ц

«            ' Д^Д ..   2010г.

МП №2302-0051-2010

Руководитель лаборатории

вязкости и плотности

------------ —_______/Н.Г. Домостроева

« 62-» декабря 2010 г.

2010

Настоящая методика поверки распространяется на плотномеры 804, 804 Ех и 804 Вн (далее в тексте - плотномеры 804) (далее по тексту - плотномеры), выпускаемые по ТУ 4215-804-24172160-09.

Плотномеры 804 предназначены для непрерывного преобразования плотности жидкостей и газов в электрический выходной сигнал в составе систем регулирования и управления технологическими процессами, а также в составе систем измерения количества и качества жидкостей и газов.

Правила эксплуатации плотномеров 804 изложены в РЭ 4215-804-24172160-09 (далее по тексту - РЭ).

Настоящая методика поверки устанавливает методику первичной и периодической поверок плотномеров 804.

Настоящая методика поверки основана:

• - для плотномеров 804, предназначенных для измерений плотности жидкости на непосредственном сличении результатов измерений плотности жидкости-компаратора выполненных при одинаковых условиях поверяемым плотномером 804 и эталонным лабораторным плотномером (анализатором плотности жидкости);

• - для плотномеров 804, предназначенных для измерений плотности сжатого газа на сличении показаний плотномера с расчетным значением плотности газообразного азота при условиях измерений.

1 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 1.1 При проведении поверки должны быть выполнены следующие операции:

• - Внешний осмотр - п.6.2;

• -  Опробование - п.6.3;

• -  Определение абсолютной погрешности плотномера - п.п.6.4 и 6.5.

2 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 2.1 При проведении поверки Плотномеров 804 предназначенных для измерений плотности жидкости применяют средства измерений и вспомогательные средства, указанные в таблице!:

Таблица 1

• 2.2 Все средства измерений, применяемые при поверке, должны иметь действующие свидетельства о поверке и (или) оттиски поверительных клейм.

3 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 3.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие требования безопасности:

• - Помещения, в которых проводят работы с нефтепродуктами, должны быть оснащены пожарной сигнализацией и средствами пожаротушения в соответствии с ГОСТ 12.4.009-83 и оснащены приточно-вытяжной вентиляцией;

• - Промывка растворителями рабочей (погружной) части плотномера и емкостей после удаления поверочных жидкостей должна производиться в вытяжном шкафу и при отсутствии нагревательных приборов;

• - При использовании поверочных жидкостей следует учитывать их класс опасности и применять соответствующие приемы безопасной работы и средства защиты.

• - Необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с сосудами под давлением.

4 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

• 4.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• 1) Температура окружающего воздуха в помещении, °C........................23,0+5;

• 2) Относительная влажность без конденсации, %, не более.........................90;

• 3) Атмосферное давление в помещении..........84+106,7 кПа или 630+800 мм рт. ст.;

• 4) Температура поверочных жидкостей, °C......................................20,0+0,1;

• 5) Напряжение питания постоянного тока плотномера, В....................... 12+24;

• 6) Сопротивление нагрузки [кОм], не более, при поверке плотномера по выходному сигналу постоянного тока 4-20мА - по формуле 1, не более:

U-U •

R„ =................._т............."^|,п +0,05

^Атах

где Umin = 12 В; U - напряжение питания, В; I_max = 20 мА.

• 7) Напряжение сети, В.....................................................................220+10;

• 8) Частота сети, Гц

• 9) Выдержка плотномера в помещении перед поверкой, час, не менее ....

• 10) Сотрясения и вибрации термостата и плотномера во время выполнения измерений не допускаются.

5 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие операции:

• 5.1 Плотномер используют в соответствии с Руководством по эксплуатации (далее по тексту - РЭ) и при работе с ним на воздухе убеждаются в его работоспособности.

• 5.2 Плотномер после включения следует выдержать не менее 2 минут.

• 5.3 Погружные части плотномера и термометра, стаканы для поверочных жидкостей, а также емкость и трубки испытательного стенда должны быть тщательно вымыты растворителем, спиртом, дистиллированной водой и просушены.

• 5.4 Столик в термостате должен быть отрегулирован по высоте до упора мерного стакана в крышку.

• 5.6 При поверке плотномеров с цифровым сигналом для подключения к компьютеру к выходу плотномера подключают соответствующий преобразователь:

• - по интерфейсу RS485 - RS485/RS232 или RS485/USB (например: портативный «Адаптер 31811» или «Адаптер 31812»);

• - по интерфейсу USART - USART/RS232 или USART/USB (например: портативный «Адаптер 31813» или «Адаптер 31814»).

Могут использоваться другие устройства для считывания информации и управления плотномерами по другим коммуникационным протоколам, предусмотренным технической документацией на плотномеры. Схемы подключения плотномеров для измерения выходного сигнала при проведении поверки приведены в приложении Б.

• 5.7 При поверке плотномеров с аналоговым сигналом следует привести диапазон сигнала в соответствие с диапазоном калибровки (0-160 или 620-1630 кг/м³) измерения плотности по методике, приведенной в РЭ 4215-804-24172160-2009 Приложение Е, п.2.

6 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 6.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре плотномера 804 устанавливают:

• - соответствие его внешнего вида технической документации и отсутствие видимых дефектов;

• - наличие и состояние клеммных колодок и (или) разъемов для внешних соединений, клемм контроля выходного сигнала и др.;

• - наличие и состояние дополнительных выходных устройств - цифровых индикаторов и (или) других устройств, предусмотренных технической документацией на плотномер;

• - наличие на корпусе плотномера таблички с маркировкой, соответствующей паспорту или документу, его заменяющему;

• - наличие РЭ, паспорта или документа, его заменяющего, если это предусмотрено при поверке плотномера.

• 6.2 Опробование

При опробовании подключить и проверить исправность плотномера в соответствии с РЭ.

• 6.3 Определение погрешности плотномеров 804

  • 6.3.1 Плотномеры 804, откалиброванные для измерения плотности жидкостей.

    • 6.3.1.1 Определение погрешности плотномеров 804, откалиброванных для измерения плотности жидкостей, проводится при нормальных условиях по трем жидкостям компараторам с номинальными значениями плотностей, близких к началу, середине и концу откалиброванного диапазона измерения плотности для поверяемого плотномера. Схема установки для поверки плотномеров показана на рисунке А. 1.

Плотномер и контрольный термометр должны размещаться на крышке термостата. Внутренний диаметр цилиндра с жидкостью-компаратором для установки поверяемого плотномера должна быть не менее 90мм.

• 6.3.1.2 Произвести определение погрешности плотномера в следующем порядке:

• 1) Заполнить чистый стакан первой жидкостью-компаратором и установить на столик термостата

• 2) Установить на горловину термостата крышку.

• 3) Установить на крышку плотномер и подключить в соответствии с документацией изготовителя по соответствующей схеме приложения Б.

• 4) Ввести в стакан термометр и подключить в соответствии с документацией изготовителя.

• 5) Включить термостат и задать температуру 20,00°С.

• 6) После стабилизации показаний термометра (20±0,1)°С зафиксировать показания приборов:

• - вольтметра - для плотномера с аналоговым выходным сигналом 4-20мА;

• - монитора ПС - для плотномера с цифровым выходным сигналом;

• - индикатора плотномера для плотномера с индикатором.

Показания записать в протокол поверки.

• 7) Отобрать из измерительного цилиндра пробу жидкости-компаратора и выполнить измерения плотности пробы на эталонном лабораторном плотномере (анализаторе плотности) при температуре (20±0,1)°С в соответствии с требованиями Руководства по эксплуатации. Показания эталонного плотномера записать в протокол поверки.

• 8) Отключить питание эл.приборов и термостата, снять плотномер и термометр.

• 9) Тщательно промыть растворителем и просушить чувствительный элемент плотномера, термометр и измерительный цилиндр. Для ускорения просушки допускается продувать оборудование струей сухого воздуха под давлением не более 0,03 МПа. Промывку и просушку выполнять при включенной вытяжной вентиляции.

• 10) Повторить операции по п.п. 1) + 9) для второй и третей жидкостей-компараторов.

• 6.3.1.3 Обработка результатов измерений.

  • 6.3.1.3.1 Абсолютную погрешность результата измерений плотности i-той жидкости-компаратора плотномером с цифровым выходным сигналом или плотномером, снабженным индикатором вычисляют по формуле:

±Д₍. =p_i-p_xll                                     (2)

где: A_z- абсолютная погрешность, кг/м³;

Pi - результат измерения плотности i-той жидкости-компаратора поверяемым плотномером; p_xti - результат измерения плотности i-той жидкости-компаратора эталонным лабораторным плотномером.

Абсолютная погрешность плотномера для всех трех точек измерений не должна превышать ± 0,5 (1,0) кг/м³.

• 6.3.1.3.2 Нормирующие значение относительной погрешности 8 , % результата измерений плотности i-той жидкости-компаратора плотномером с аналоговым выходным сигналом, откалиброванным для измерений в поддиапазоне плотности от p_mm кг/м³ до р_тах кг/м³, вычисляют по формуле:

  — ^пог

х 100 + 0,05 , % (от величины откалиброванного поддиапазона \ /’max /’min                >

плотности)                                                                          (3)

где: 8 - нормирующие значение относительной погрешности 8 , %;

± Д_пог - нормированная абсолютная погрешность для поверяемого плотномера

(0,5; 1,0) кг/м³;

Pmin' нижняя граница откалиброванного поддиапазона плотности, кг/м³;

Ртах “ верхняя граница откалиброванного поддиапазона плотности, кг/м³.

Расчетное значение аналогового выходного сигнала плотномера I_й, мА,

соответствующее результату измерения плотности i-той жидкости-компаратора эталонным лабораторным плотномером определяют по формуле:

I = I... + ‘"’“/'f • (л« - Л.). мА                                        (4)

Ртах Ртт

где: 1_Д, - расчетное значение аналогового выходного сигнала плотномера 1_а , мА;

I_min - значение аналогового выходного сигнала плотномера, соответствующее р_тт ;

1_1ОТХ - значение аналогового выходного сигнала плотномера, соответствующее р_1ПЮ .

Абсолютную погрешность выходного сигнала плотномера при измерении плотности i-той жидкости-компаратора определяют по формуле:

AI, =±(1,-Л).мА                                                   (5)

где: AI, - абсолютная погрешность выходного сигнала, мА;

I, - измеренное значение выходного сигнала при измерении плотности i-той жидкости-компаратора

Для всех трех точек измерений абсолютная погрешность выходного сигнала не должна превышать значения, определяемого по формуле:

AI ,, =     .......S _мА                                                          (6)

• 6.3.2 Определение погрешности плотномера, настроенного на газы, проводить при нормальных условиях по эталонному газу азоту на стенде Т 804.100, как показано на рисунке А.2 (или аналогичном).

Определение производится при температуре 20±0,1°С (293°К) в термокамере и стабилизации температуры в испытательной емкости tj°C (колебания не более ±0,1 °C в течении 5 минут, контролировать по термометру сопротивления).

• 6.3.2.1 Произвести определение абсолютной погрешности плотномера в следующем порядке:

• 1) Установить плотномер в емкость испытательного стенда и подключить в соответствии с документацией изготовителя по соответствующей схеме приложения Б.

• 2) Подключить термометр сопротивления к вольтметру, настроить вольтметр на измерение температуры в соответствии с руководством по эксплуатации прибора.

• 3) Включить термокамеру с уставкой температуры Г/ =20°С (293°К)

• 4)  Включить вакуумный насос и создать разрежение в емкости - абсолютное давление Ро < 0,5кПа.

• 5) После стабилизации температуры в емкости снять показания приборов и плотномера и записать в протокол проверки.

• 6) Подать в емкость газ под абсолютным давлением Pi = 0,1 [МПа] ±10%.

• 7) После стабилизации температуры tj и давления Pi в емкости снять показания приборов и плотномера и записать в протокол проверки.

• 8) Повторить операции по п.п. 6 и 7 для промежуточных значений давления Р2 +Р4 и Р₅ = 15,1 [МПа] ±10%.

• 9) Рассчитать по таблицам ГСССД значения плотности газа для t, [°К] и Pj [МПа], зафиксированных в протоколе.

• 6.3.2.2 Обработка результатов измерений.

  • 6.3.2.2.1 Абсолютную погрешность результата измерений плотности азота для температуры t, и давления Pj плотномером с цифровым выходным сигналом или плотномером, снабженным индикатором вычисляют по формуле:

+ А, = д - p_su                                     (7)

где: А, - абсолютная погрешность, кг/м³;

p_t - результат измерения плотности азота для температуры tj и давления Pj;

p_st, - результат расчета плотности азота температуры tj и давления Pj по таблицам ГСССД.

Абсолютная погрешность плотномера для всех трех точек измерений не должна превышать ± 0,5 (1,0) кг/м³.

• 6.3.2.2.2 Нормирующие значение относительной погрешности 8 , % результата измерений плотности азота для температуры tj и давления Pj плотномером с аналоговым выходным сигналом, откалиброванным для измерений в поддиапазоне плотности от p_nijn кг/м³ до /7,_пах кг/м³, вычисляют по формуле:

  
  
  
  

  пог

  \ Ртах   Р in in

  х 100 ± 0,05 , % (от величины откалиброванного поддиапазона

  У

плотности)

где: 8 - нормирующие значение относительной погрешности 8 , %;

± Д„„, - нормированная абсолютная погрешность для поверяемого плотномера

(0,5; 1,0) кг/м³;

Pmi_n - нижняя граница откалиброванного поддиапазона плотности, кг/м³;

Ртах" верхняя граница откалиброванного поддиапазона плотности, кг/м³.

Расчетное значение аналогового выходного сигнала плотномера I _/й, мА, соответствующее результату измерения плотности i-той жидкости-компаратора эталонным лабораторным плотномером определяют по формуле:

1. -I*             -А.„),мА

где: 1_й - расчетное значение аналогового выходного сигнала плотномера I _й, мА;

I_min - значение аналогового выходного сигнала плотномера, соответствующее p_min;

I_max - значение аналогового выходного сигнала плотномера, соответствующее р_п1ах.

Абсолютную погрешность выходного сигнала плотномера при измерении плотности i-той жидкости-компаратора определяют по формуле:

(Ю)

где: А1₍ - абсолютная погрешность выходного сигнала, мА;

I, - измеренное значение выходного сигнала при измерении плотности i-той жидкости-компаратора

Для всех трех точек измерений абсолютная погрешность выходного сигнала не должна превышать значения, определяемого по формуле:

AL. _=±.^I..ng.....................Lg......_мА

100

Результаты вычислений занести в протокол поверки.

7.ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 7.1  Результаты поверки оформляют протоколом по форме, приведенной в Приложении.

• 7.2 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке по форме, приведенной в ПР 50.2.006.

• 7.3 При отрицательных результатах поверки Анализатор к эксплуатации не допускают, пломбу и свидетельство о поверке аннулируют и выдают извещение о непригодности с указанием причин по форме, приведенной в ПР 50.2.006.

Плотномер 804

Т ермометр

Крышка

Поверочная жидкость

Термостат

Стакан мерный

1000мл

Рисунок А.1 - Схема стенда для проверки плотномера эталонными (поверочными) жидкостями

к оалону с азотом

В

к

к балону с воздухом -«—И—В1

к вакуумной емкости

Рисунок А.2 - Схема испытательного стенда Т 804.100

Схемы включения плотномеров при поверке

р - входная измеряемая плотность

804 - поверяемый плотномер;

G - источник питания постоянного тока (например, один из указанных в таблице 2, если иное не указано в технической документации);

А - цифровой миллиамперметр или универсальный вольтмиллиамперметр;

R - нагрузочное сопротивление, например, резистор МЛТ или магазин сопротивлений, указанный в таблице 2; значение сопротивления - в соответствии с условиями поверки (п. 4.1).

Рисунок Б. 1 - Схема включения плотномера с аналоговым выходным сигналом постоянного тока 4-20мА при измерении выходного сигнала непосредственно миллиамперметром.

V - цифровой вольтметр, указанный в таблице 2;

Ri - нагрузочное сопротивление — указанный в таблице 2 магазин сопротивлений. При установке значения нагрузочного сопротивления необходимо учитывать эталонное сопротивление т.к. R_3I+Ri=R, где значение R сопротивления нагрузки при поверке указано в п. 4.1.

R_3T - эталонное сопротивление, например, образцовая катушка сопротивления, указанная в таблице 2.

Рисунок Б.2 - Схема включения плотномера с аналоговым выходным сигналом постоянного тока 4-20мА при измерении выходного сигнала

по падению напряжения на эталонном сопротивлении.

RS232

G

12-24В

ПК - компьютер; ПИ - преобразователь интерфейса

Рисунок Б.З - Схемы включения плотномера с цифровым выходным сигналом на базе интерфейса RS485 при считывании информации по цифровому каналу с помощью преобразователя RS485/232RS или RS232/USB для связи с персональным компьютером.

Рисунок Б.4 - Схемы включения плотномера с цифровым выходным сигналом на базе интерфейса USART при считывании информации по цифровому каналу с помощью преобразователя USART/RS485 или USART/USB для связи с персональным компьютером

Методика проверки и настройки аналогового выходного сигнала

• 1 В данном приложении приведена методика проверки (режимы 1 и 2) и изменения (режимы 2.1 и 2.2) текущих параметров настройки диапазона аналогового выходного сигнала плотномера при помощи дисплея и кнопок на лицевой панели в соответствии с «Плотномер 804. Руководство по эксплуатации» Приложение Е .

• 2 Для изменения диапазона измерений - т.е. изменения значений плотности, соответствующих 4мА и 20мА выходного аналогового сигнала произвести операции в следующем порядке:

  • 2.1 собрать схему по рисунку Б.1 или Б.2, плотномер работает в основном режиме (1);

Индикация:    Основное табло - текущая плотность д кг/м³.

Левое малое табло - Верхний предел измерения р_тах, кг/м³.

Правое малое табло - Нижний предел измерения Рпйп, кг/м/ Дополнительные символы: «МАХ», «МШ»

• 2.2 кратким нажатием кнопки «1» перевести плотномер в режим контроля диапазона измерений (2);

Индикация:    Основное табло - символ « dP ».

Левое малое табло - Верхний предел измерения. Правое малое табло - Нижний предел измерения. Дополнительные символы: «МАХ», «MIN»

• 2.3 кратким нажатием кнопки «2» перевести плотномер в режим изменения нижнего предела измерений (2.1):

Индикация:    Основное табло - символ « dP ».

Левое малое табло - Верхний предел измерения.

Правое малое табло - Нижний предел измерения - изменяемое значение. Дополнительные символы: «МАХ», прерывистое отображение «MIN»

• 2.4 установить нижний предел измерения плотности (0 или 620) в порядке:

Изменение параметра:

Увеличение значения параметра на 1

Ускоренное увеличение значения параметра

Уменьшение значения параметра на 1

Ускоренное уменьшение значения параметра

• 2.5 кратким нажатием кнопки «2» перевести плотномер в режим изменения верхнего предела измерений (2.2), при этом измененное значение нижнего предела измерения плотности сохраняется в памяти прибора:

Индикация:    Основное табло - символ « dP ».

Левое малое табло - Верхний предел измерения - изменяемое значение. Правое малое табло - Нижний предел измерения.

Дополнительные символы: «MIN», прерывистое отображение «МАХ»

• 2.6 установить верхний предел измерения плотности (160 или 1630) в порядке, указанном в п.2.4;

• 2.7 кратким нажатием кнопки «2» перевести плотномер в режим контроля диапазона измерений (2), при этом измененное значение верхнего предела измерения плотности сохраняется в памяти прибора:

Индикация:    Основное табло - символ « dP ».

Левое малое табло - Установленный верхний предел измерения. Правое малое табло - Установленный нижний предел измерения. Дополнительные символы: «МАХ», «МНУ»

• 2.8 кратким нажатием кнопки «3» перевести плотномер в основной режим (1)

Индикация:    Основное табло - текущая плотность р, кг/м³.

Левое малое табло - Верхний предел измерения Ртах» кг/м³.

Правое малое табло - Нижний предел измерения p_min, кг/м³. Дополнительные символы: «МАХ», «MIN»

По окончании поверки следует восстановить исходный (п.2.1) диапазон аналогового выходного сигнала плотномера.

Внимание: при изменении диапазона измерений изменяются численные значения пределов допускаемой основной погрешности измерения по аналоговому сигналу у, % (п.п.6.3.1.3.2, 6.3.2.2.2) с сохранением их по цифровым сигналам. Пересчет значений производится по формулам (3) и (8) стр.3,4.

14