Методика поверки «ГСИ. Ротаметры DK (46, 47, 48, 701, 702, 800), VA (40, 45), GA 24» (МП 48159-11)

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ФЕДЕРАЛЬНОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ

(ФГУП «ВНИИМС»)

Государственная система обеспечения единства измерений

«Ротаметры DK (46, 47, 48, 701, 702, 800), VA (40, 45), GA 24 фирмы «KROHNE Messtechnik GmbH», Германия. »

Методика поверки

Москва 2011

Введение

• 1. Операции поверки

• 2. Средства поверки

• 3. Требования безопасности

• 4. Условия поверки

• 5. Подготовка к поверке

• 6. Проведение поверки

• 7. Оформление результатов поверки

• 8. Приложение 1

Настоящая инструкция распространяется на ротаметры фирмы “KROHNE Messtechnik GmbH”, Германия, моделей DK (46, 47, 48, 701, 702, 800), VA (40, 45), GA 24, и их различных модификаций, и устанавливает методику их первичной и периодической поверки.

Ротаметры могут быть оснащены одним или двумя сигнализаторами предельных значений.

Шкалы ротаметров градуированы в единицах расхода, измеряемой рабочей среды с учетом всех влияющих параметров (плотности, вязкости, а для газов также давления и температуры). Градуировка (калибровка) ротаметров на заводе-изготовителе производится на средах-заменителях (за исключением стеклянных ротаметров класса точности 0.4, для которых требуется реальная измеряемая среда).

Средами - заменителями являются:

• - для измерения расхода жидкости - вода,

• - для измерения расхода газа - воздух или вода (в случаях, когда возможен перерасчет шкалы).

Перерасчет шкалы ротаметра на среду-заменитель производится по формулам, приведенным в Приложении 1 или при помощи программы KroVaCal. Также при покупке прибора можно заказать на заводе-изготовителе калибровочный сертификат с расчетом на среду-заменитель или сменную шкалу на среду-заменитель для конкретного прибора (для некоторых типов ротаметров).

Если данные по паре «конус-поплавок» отсутствуют, то необходимо обратиться с запросом в ближайшее представительство фирмы «KROHNE» для получения необходимой информации.

Погрешность поплавковых ротаметров определяется параметрами G и q., заданными производителем.

Класс точности G: Постоянная величина, выраженная в % от измеренного значения, применяется вместе с линейным пределом q ,.

Линейный предел qj Значение предела расхода в % от полной шкалы. Выше этого предела допустимая относительная погрешность является постоянной. Ниже предельного значения q допустимая погрешность увеличивается относительно понижающего расхода обратно пропорционально.

Пределы допустимой относительной погрешности ротаметров (F) в диапазоне расходов от 0,5 Q_Han6 ДО Qiiano (в линейном пределе больше 50%) вычисляются по формуле:

Относительная погрешность F_% = G для q_O/o > q_G        (1)

и представлены в виде Таблицы 1.

Таблица 1

Пределы допустимой относительной погрешности ротаметров в диапазоне расходов от 0,1 (Знаиб до 0,5 Q_H8h6 (^в линейном пределе менее 50%) вычисляются по формуле:

Q"

Относитель пая погрешност ь F_o/ = G* для q_0/ < q_G п)

Пределы относительной погрешности ротаметров в диапазоне расхода от 0,1 Q_Hano до Q_Ha„6 в зависимости от класса точности, указанных в Таблице 1 и вычисленных для диапазона расходов от 0,1 Q_Han6 до 0,5 Q_Han6. представлены в Таблице 2.

Таблица 2

Интервал между поверками:

• - для ротаметров GA 24, VA 40, DK. 48  2 года,

• - для ротаметров VA 45, DK (46, 47, 701, 702, 800) - 4 года.

• 1.1 При проведении первичной и периодической поверок должны быть выполнены следующие операции:

• - внешний осмотр (п.6.1);

• - опробование (п.6.2);

• - определение метрологических характеристик (п.6.3).

• 2.1 При проведении поверки применяют следующие средства поверки и вспомогательное оборудование:

• - установки поверочные расходомерные с пределами относительной погрешности не более 1:3 предела допускаемой погрешности поверяемого ротаметра для заданного диапазона измерений расхода;

• - манометр образцовый класса точности 0,15, диапазон 0-1,6 кгс/см ;

• - манометр образцовый класса точности 0,15, диапазон - в соответствии с давлением в системе поверочной установки;

• - термометр лабораторный ТЛ-4 диапазон 0-55 °C, цена деления 0,1 °C;

• - измеритель температуры и относительной влажности воздуха ИВТМ-7: диапазон измерения влажности от 0 до 98 % с пределами абсолютной погрешности ±0,2 %, диапазон измерения температуры от 0 до 100 °C с пределами абсолютной погрешности ±0.2 °C;

• - барометр М 67 по ТУ 2504-1797-75 с диапазоном измерения давления от 600 до 810 мм рт. ст., пределы абсолютной погрешности ±1 мм рт. ст..

• 2.2 Допускается использование другого оборудования, приборов и устройств, характеристики которых не уступают характеристикам оборудования и приборов, приведенным в п.2.1.

• 2.3 Все средства измерений и контроля должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке или отметки о поверке.

• 3.1 При проведении поверки соблюдают требования безопасности, определяемые: правилами безопасности труда и пожарной безопасности, действующими на

предприятии;

• - правилами безопасности при эксплуатации используемых эталонов, испытательного оборудования и поверяемого ротаметра, приведенными в эксплуатационной документации.

• 3.2  Монтаж электрических соединений проводят в соответствии с ГОСТ 12.3.032 и «Правилами устройства электроустановок» (раздел VII).

• 3.3 К поверке допускаются лица, имеющие квалификационную группу по технике безопасности не ниже II, в соответствии с «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», изучившие эксплуатационную документацию и настоящий документ.

При проведении поверки выполняют следующие условия:

• 4.1 Поверку ротаметров проводят во всех значениях расхода (но не менее чем в пяти точках) поверочной среды (вода, воздух), соответствующих оцифрованным отметкам его шкалы.

Измеренные значения расхода регистрируют по показаниям шкалы и/или по данным аналогового выходного сигнала.

• 4.2 Параметры рабочей (среды, используемой при поверке) среды.

  • 4.2.1 Параметры рабочей среды - вода.

    (20±5) °C

    не менее 0,15 МПа.

• - температура рабочей среды

• - давление рабочей среды

• 4.2.2 Параметры рабочей среды - воздух.

  20 °C

  101,325 кПа.

• - температура рабочей среды

• - давление рабочей среды

• 4.3 Параметры окружающей среды:

  (25±10)

  от 30 до 80

  от 84 до 106,7

• - температура окружающего воздуха , °C

• - относительная влажность окружающего воздуха, %

• - атмосферное давление, кПа

Вибрация, источники внешних магнитных или электрических полей должны отсутствовать.

• 4.4  Изменения температур поверочной среды и окружающего воздуха за время поверки не должны превышать ±1,0 °C.

• 4.5 При поверке ротаметров, если в качестве среды-заменителя используется воздух, температуру и давление поверочной среды измеряют с погрешностью ±0,5 °C и 0,05 кПа.

• 5.1 Перед проведением поверки выполняют следующие подготовительные работы:

• - проверку наличия действующих свидетельств (отметок) о поверке, используемых средств поверки;

• - проверку наличия эксплуатационной документации (ЭД) на поверяемый ротаметр;

• - проверку соблюдения условий разделов 3 и 4 настоящей инструкции.

• 5.2 Подготовка ротаметра к поверке предусматривает следующие операции:

• - проверка отсутствия отложений и грязи на внутренней поверхности измерительного конуса и на поверхности поплавка. При необходимости провести их очистку.

• - монтаж ротаметра в измерительную линию поверочной установки в рабочем положении (вертикальное, горизонтальное, направление потока рабочей среды) согласно указаниям ЭД на ротаметр конкретного типа. Длины прямых участков должны соответствовать данным ЭД.

• - проверка герметичности мест соединения фланцев под давлением рабочей среды: отсутствие утечек и каплей воды, изменения давления воздуха в трубопроводе установки после выдержки не менее 5 минут.

• - определяют исходные данные для протоколов поверки по расходу поверочной среды, используя сертификат калибровки завода-изготовителя или данные эксплуатационного паспорта. При отсутствии этих данных производят их расчет при помощи программы KroVaCal или производят пересчет шкалы, согласно с Приложением 1.

• 6.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре проверяют:

• - отсутствие механических повреждений на ротаметре, препятствующих его применение;

• - соответствие паспортных данных ротаметра требованиям ЭД;

• - соответствие комплектности ротаметра, указанной в документации; Ротаметр, не прошедший внешний осмотр к поверке не допускают.

• 6.2 Опробование

При опробовании проверяют общее функционирование ротаметра: изменяя значение расхода через ротаметр, одновременно наблюдают за изменением показаний шкалы ротаметра.

Результат опробования считают положительным, если при изменении расхода соответствующим образом изменяются показания ротаметра и срабатывают предельные выключатели.

• 6.3 Определение метрологических характеристик

  • 6.3.1 Определение погрешности ротаметра при измерении расхода

Регулируя значение расхода рабочей среды по показаниям шкалы ротаметра, устанавливают расходы, соответствующим оцифрованным отметкам шкалы. Измерение повторяют дважды: при прямом и обратном ходе поплавка.

На каждой точке расхода регистрируют значения:

• - расхода по поверочной установке (Q_y);

• - расхода по показания шкалы ротаметра (Q_p);

• 6.3.2 Результаты измерений обрабатываются следующим образом.

6.3.2.1 Вычисляют относительную погрешность при измерениях расхода по показаниям шкалы каждого измерения при прямом и обратном ходе поплавка:

где Q_p, Q_y - значения расхода поверочной среды по показаниям шкалы ротаметра и установки, соответственно (м³/ч, л/ч);

j - индекс прямого и обратного хода поплавка (J - 0; П_р);

i - индекс точки расхода.

Значения погрешности (8,) не должны превышать нормированные в ЭД значения, (смотри Таблицы 1 и 2).

• 7.1 Результаты поверки оформляют протоколом по произвольной форме.

• 7.2 При положительных результатах поверки оформляют «Свидетельство о поверке» в соответствии с ПР 50.2.006-94.

• 7.3 При отрицательных результатах поверки выполняют процедуры согласно с

  ПР 50.2.006-94.

Разработчик программы испытаний

И. Гудков

Начальник сектора отдела 208 ФГУП «ВНИИМС»

Расчет и построение шкал ротаметров для реальных рабочих сред производится по специальной методике в соответствии с немецкими Правилами VDE / VDI3513. Массовый расход согласно этих правил:

M = a-D_s g-M_s-p-(l-—)

У               Ps

где:

М- массовый расход,

а - коэффициент расхода,

р- плотность измеряемой среды,

Д- диаметр поплавка,

g - ускорение свободного падения,

M_s- масса поплавка,

p_s - плотность материала поплавка

Коэффициент расхода а есть функция 5 и числа Руппеля Д:

а = /(6^)

Число Руппеля определяет влияние вязкости:

Л

Ps

D_k

—— определяет высоту подъема поплавка от нулевой отметки конуса, где: Ds

Dk - диаметр конуса; Ds - диаметр поплавка.

Это функция для каждого типо-размера и формы поплавка ротаметров фирмы "KROHNE" строго индивидуальна. Полученные экспериментально значения 3 сведены в таблицы и могут бы ть отражены графически в виде диаграмм в координатах R_a - а.

1 -ый шаг

Рассчитывается число Руппеля 7?_ui для первой измеряемой среды:

0,319/7 К-(1-—)• V         Ps

• 2-ой шаг

Рассчитываются коэффициенты расхода для первой среды для 10 точек: аю%; «20%; азо%- «юо% по формуле:

0,0887 АЛ

«1 =-г——-

Ч         Ps

• 3- ий шаг

Для заданного типо-размера ротаметра и формы поплавка по диаграмме или таблице определяются значения 5 для тех же точек: 6ю%; 620%; 630%... Sioo%-

• 4- ый шаг

Рассчитывается число Руппеля Ru2 для второй жидкости (например, для воды-поверочной измеряемой среды)

0,319т7₂

)а’ Ps

• 5- ый шаг

По диаграмме или таблице определяют коэффициенты расхода а₂ для второй среды при значениях 5, полученных в 3-ем шаге.

По значениям а₂ рассчитывают значения расхода второй среды (Мю%; М₂о%; Мзо%— Мюо%) по выражению:

0,0887

«2 =----1 ...........

D M_s-(l--^-)p₂

N

В приведенных формулах 0,319 и 0,0887 - коэффициенты, учитывающие значения величины g, вынесенной из под корня, а также размерностей ц и М. Указанные значения справедливы для ц, выраженной в cP и М - в kg/h.

Остальные величины, входящие в формулы расчета, выражены: D_s - mm, Ms - g, p - g/cm³.

Автоматизированный расчет шкал ротаметров па ПК с использованием программы KroVaCal по вышеописанной методике позволяет свести расчеты к простейшим операциям ввода параметров 7-ой и 2-ой среды и данных по конусу и поплавку ротаметра.

9