Методика поверки «ГСИ. Расходомеры-счетчики жидкости ультразвуковые КАРАТ» (МП 25-221-2010)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ УРАЛЬСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИИ (ФГУП «УНИИМ»)

Государственная система обеспечения единства измерений

Методика поверки

МП 25-221-2010

Екатеринбург 2010 ’

Разработана: Федеральным государственным унитарным предприятием Уральский научно - исследовательский институт метрологии (ФГУП «УНИИМ») ООО Научно - производственное предприятие «Уралтехнология»

Исполнители: Кутергина Н.М., ведущий инженер ФГУП «УНИИМ»;

Зенков В.В., инженер по качеству ООО НПП «Уралтехнология».

Утверждена: ФГУП «УНИИМ» «   » Об______2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 Область применения

• 2 Нормативные ссылки

• 3 Операции поверки

• 4 Средства поверки

• 5 Требования безопасности и требования к квалификации поверителей

• 6 Условия поверки

• 7 Подготовка к поверке

• 8 Проведение поверки

ПРИЛОЖЕНИЕ А Зависимость скорости распространения УЗС в воде от температуры при атмосферном давлении

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Схемы подключения эталонов и приспособлений при поверке расходомера

ПРИЛОЖЕНИЕ В Схема измерения угла наклона и смещения оси акустического канала

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Внешний вид программы «КАРАТ-РС-Поверка»

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Форма протокола поверки

ПРИЛОЖЕНИЕ Е Форма протокола поверки имитационным методом

• 1.1 Настоящий документ распространяется на расходомеры-счетчики жидкости ультразвуковые КАРАТ (далее - расходомеры), изготавливаемые по ТУ 4213-007-32277111-2009 и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

Интервал между поверками - 4 года.

В настоящей методике использованы ссылки на НД, приведенные в таблице 1.

Таблица 1

3.1. Поверка расходомеров с диаметром условного прохода от Ду 20 до Ду 100 проводится проливным методом, а поверку расходомеров с Ду 50 и более допускается проводить имитационным методом.

• 3.2 При проведении поверки проливным методом, выполняют операции, приведенные в таблице 2.

Таблица 2

• 3.3 При проведении поверки имитационным методом выполняют операции, приведенные в таблице 3.

Таблица 3

• 3.4 При получении отрицательных результатов при выполнении любой из операций по 3.2-3.3 расходомер признаётся непригодным к эксплуатации.

• 4.1 Перечень эталонных средств измерений и вспомогательных средств, применяемых при поверке, приведен в таблице 4.

Таблица 4

• 4.2 Допускается применение средств поверки с аналогичными или лучшими метрологическими характеристиками.

• 4.3 При проведении поверки имитационным методом используется вспомогательное устройство - имитатор расхода УПР по МСТИ.423159.001.

• 5.1 При работе с расходомером опасными производственными факторами является теплоноситель, находящийся под давлением до 1,6 МПа.

• 5.2 При проведении поверки необходимо соблюдать «Правила эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей», «Правила техники безопасности при эксплуатации теплопотребляющих установок и тепловых сетей потребителей», требования, установленные ГОСТ 12.2.007.0 и специальные требования безопасности, изложенные в эксплуатационной документации на расходомер.

• 5.3 К поверке расходомера допускаются лица, изучившие руководство по эксплуатации на расходомер и эксплуатационную документацию на средства поверки, имеющие группу по электробезопасности не ниже 2 и аттестованные в качестве поверителей средств измерений в соответствии с ПР 50.2.012.

• 6.1 При проведении поверки расходомеров необходимо соблюдать следующие условия:

• - температура окружающего воздуха: от 20±5 °C;

• - относительная влажность воздуха: от 30 до 80 %;

• - атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа.

• 7.1 Поверка расходомера проводится при наличии формуляра и руководства по эксплуатации.

• 7.2 Перед началом поверки необходимо:

• - проверить наличие действующих документов о поверке и аттестации на все средства измерения;

• - проверить герметичность соединения расходомера с поверочной расходомерной установкой. Для этого при открытом запорном устройстве перед расходомером подать рабочее давление поверочной жидкости. Соединение считается герметичным, если в течение 5 минут при рабочем давлении не обнаружено падения капель или течи воды.

• - для удаления воздуха из трубопроводов расходомерной установки пропустить жидкость через расходомер при максимальном поверочном расходе.

• 7.3 Перед поверкой расходомер выдерживают в нормальных условиях по 6.1 не менее 2 часов.

• 8.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре необходимо проверить:

• - наличие комплектности в соответствии с ЭД;

• - отсутствие видимых механических повреждений в виде сколов, царапин и вмятин, а также следов коррозии материалов, из которых изготовлены составные части расходомера;

• - маркировочные обозначения должны быть четкими, легко читаемыми и соответствовать их функциональному назначению;

• - наличие и целостность пломб изготовителя, других клейм и пломб, предусмотренных ЭД на расходомер.

• 8.2 Опробование

  • 8.2.1 Для батарейного исполнения расходомера с помощью вольтметра произвести измерение напряжения на выводах батарейки. Если напряжение ниже 3,3 В элемент питания подлежит замене.

  • 8.2.2 Подключить источник питания.

  • 8.2.3 Проводят диагностику состояния. Проверить состояние, индицируемое светодиодами, согласно руководству по эксплуатации на расходомер. Варианты состояния приведены в таблице 5.

  • 8.2.4 При отсутствии воды в проточной части расходомера должен гореть красный светодиод. При наличии воды должен мигать зеленый светодиод.

  • 8.2.5 Результаты проверки считают положительными, если индицируемое состояние соответствует приведённому в таблице 5.

Таблица 5

• 8.3 Определение относительной погрешности при измерении времени

  • 8.3.1 Относительная погрешность при измерении времени определяется только для расходомеров исполнения с индикацией или цифровым выходом.

  • 8.3.2 Относительная погрешность при измерении времени определяется следующим способом. Способ основан на измерении периода следования импульсов контрольной частоты Т_изм тактового генератора расходомера.

  • 8.3.3 Подключить вход частотомера к контактам «OUT 1» (Приложение Б). Измерить период следования импульсов контрольной частоты тактового генератора расходомера с точностью до 6 знаков.

  • 8.3.4 Рассчитать абсолютную погрешность при измерении времени по формуле

8 ₁₀₀

^г т

¹ зад

где Т_зад - период следования импульсов заданной частоты, (T_Md=0,0625 с);

Тизм ~ измеренное значение периода следования импульсов контрольной частоты встроенных часов расходомера, с.

• 8.3.5 Результаты считают положительными, если относительная погрешность при измерении времени находится в интервале ± 0,1 %.

• 8.4 Определение относительной погрешности при измерении объема и расхода проливным методом

  • 8.4.1 Определение относительной погрешности при измерении объема и расхода для число-импульсного выхода, цифрового выхода и индикации.

    • 8.4.1.1 Установить расходомер в контур расходомерной установки.

    • 8.4.1.2 Убедиться в отсутствии импульсов на импульсном выходе расходомера при нулевом значении расхода жидкости через проточную часть. Подключить расходомер к ПЭВМ. На ПЭВМ должна быть запущена программа «КАРАТ-РС-Поверка» МСТИЛ 937-01. На трех значениях расхода Qu , Qu , Qmax (таблица 6), произвести не менее чем по 3 измерения.

Таблица 6

• 8.4.1.3 Для каждого измерения определить по расходомерной установке значение объема жидкости, прошедшей через проточную часть расходомера, и соответствующее ему количество импульсов на импульсном выходе расходомера. Оно должно быть не менее 500.

• 8.4.1.4 Время прохождения объема жидкости измерить с помощью секундомера СОСпр-2б-2-ОЮ.

Для каждого измерения определить значение относительной погрешности при измерении объема по формуле

_s ^_UMn-N,-У,

'            У.³

^r I

где К_имп - вес выходного импульса, м³/имп;

количество импульсов на число-импульсном выходе расходомера при i-м

измерении, имп.;

У³- объем жидкости, прошедшей через проточную часть расходомера при i-м измерении, измеренный с помощью расходомерной установки м³;

5, - относительная погрешность при измерении объема по число-импульсному выходу, %.

• 8.4.1.5 Для расходомеров оборудованных цифровым выходом или индикацией, для каждого измерения определить значение относительной погрешности при измерении расхода и объема по цифровому выходу или индикации по формулам:

17-3600

где V?- объем жидкости, измеренный поверочной расходомерной установкой, м³;

Q_t - расход, измеренный по цифровому выходу или индикации, м³/ч;

Р" - объем, измеренный по цифровому выходу или индикации, м³;

(изм - время, в течение которого проводилось измерение расхода, с;

8 - относительная погрешность при измерении расхода по цифровому выходу или индикации, %;

8_t - относительная погрешность при измерении объема по цифровому выходу или индикации, %.

• 8.4.1.6 Результаты считают положительными, если значения относительной погрешности при измерении объёма и расхода 8,, 8_1р, определённые по формулам (3 - 4), находятся в интервалах ±1 % для расходов от Qu до Q_max, ±2 % для расходов от Q_t2 до Qu.

• 8.4.2 Определение относительной погрешности при измерении расхода (для токового выхода)

  • 8.4.2.1 Установить расходомер в контур расходомерной установки.

  • 8.4.2.2 Подключить к выходу расходомера меру электрического сопротивления Р331.

  • 8.4.2.3 Подключить к мере вольтметр В7-34А.

  • 8.4.2.4 На трех значениях расхода Q_t2, Qu , Qmax произвести не менее, чем по 3 измерения. Измерить значение объема Р/жидкости, прошедшей через проточную часть расходомера, с помощью поверочной расходомерной установки, время прохождения объема жидкости t_U3M с помощью секундомера СОСпр-2б-2 и значение падения напряжения 7/_ю„ на мере электрического сопротивления вольтметром В7-34А, соответствующее установленному объемному расходу жидкости.

  • 8.4.2.5 Для каждого измерения определить значение тока по формуле

    

(5)

где I, - выходной ток расходомера, мА;

U_U3M- падение напряжения на катушке, мВ;

7?_э - сопротивление меры электрического сопротивления, Ом.

• 8.4.2.6 Определить значение относительной погрешности при измерении расхода по формуле

  Г ток

  

  ,_(/_₄₎_t3600

  --100,

  Qnax

  1И-3600

  (6)

U1M

где £)_тах ^_ верхний предел значения расхода, м³/ч;

V*-объем жидкости, измеренный расходомерной установкой, м³;

tuM - время, в течение которого проводилось измерение расхода, с;

8"_р'^к - значение относительной погрешности при измерении расхода по токовому выходу, %.

• 8.4.2.7 Результаты считают положительными, если значения относительной погрешности при измерении расхода, находятся в интервалах ±1 % для расходов от Q_ti до Q_max, ±2 % для расходов от Q_t2 до Qu.

• 8.5 Определение относительной погрешности при измерении объёма и расхода имитационным методом

  • 8.5.1 Определение относительной погрешности при измерении времени распространения ультразвукового сигнала (УЗС)

    • 8.5.1.1 Подключить имитатор проточной части к соответствующим контактам расходомера в соответствие с рисунками БЗ, Б4 Приложения Б. Проточная часть расходомера при этом не должна быть заполнена водой.

• 8.5.2.2 Измерить расстояние между пьезоэлектрическими преобразователями (ПЭП) с помощью штангенциркуля ШЦ-П не менее 3-х раз и рассчитать среднюю длину Ь_пэп

(’)

где L\, L2, L3 - расстояние между ПЭП при i-м измерении, мм.

• 8.5.2.3 Заполнить водой внутреннюю полость имитатора проточной части, и с помощью термометра ТЛ4 измерить температуру воды.

• 8.5.2.4 Из таблицы (Приложение А) выбрать скорость распространения ультразвукового сигнала (УЗС) соответствующее для конкретной температуры. Рассчитать время прохождения УЗС в воде по формуле

  

(8)

где С - скорость распространения ультразвука в воде, м/с.

• 8.5.2.5 Подключить расходомер к ПЭВМ с помощью платы сопряжения. Рассчитать среднее время распространения УЗС по формуле

  

(9)

где Т\ и Г2- время распространения ультразвукового сигнала по направлению потока и против направления потока, с.

• 8.5.2.6 Определить относительную погрешность при измерении времени прохождения УЗС по формуле

  

(Ю)

Результаты считают положительными, если значение относительной погрешности при измерении времени прохождения УЗС находится в интервале ±0,1 %.

8.5.3. Определение относительной погрешности при измерении объёма

• 8.5.3.1 Запустить программу «КАРАТ-РС-Поверка». Главное окно программы представлено в Приложении Г.

• 8.5.3.2 Заполнить водой проточную часть расходомера.

• 8.5.3.3 В окне программы установить флажок «Р.Уст.» и убрать флажок «Коэфф» и «Среднее».

• 8.5.3.4 Считать содержимое flash-памяти расходомера нажав на кнопку

• 8.5.3.5 Запомнить значение разности времён прохождения сигнала по потоку и против потока ^T_min и \Т_тах

• 8.5.3.6 Записать в соответствующие окна кТ,_шп и &Т_тах значение 10 нс.

• 8.5.3.7 Запомнить значение VI, V2, KI, К2

где V - коэффициент скорости потока через прибор;

К - коэффициент наклона;

Индекс 1 - параметры характеристики прибора на расходе, близком к максимальному;

Индекс 2 - параметры характеристики прибора на расходе, близком к минимальному.

• 8.5.3.8 Записать в VI, V2, KI, К2 значение 1.

8.5.3.9. Нажать кнопку

• 8.5.3.10 Определить время распространения сигнала по холостым хордам

Тхх= вес имп.З -(Ti+T2),                           (И)

где вес имп.З - коэффициент для устранения влияния холостой хорды.

• 8.5.3.11 Определить расчетное значение объёма по формуле

  IT к }	f к Y		Y К ]		Г к
  \т,-т	г-г		Т -Т -5		Т -Т +5
  2     хх У	\  1   * XX J		уср     XX		\       *х    7J

где К - поправочный коэффициент из программы «КАРАТ-РС-Поверка».

• 8.5.3.12 Определить относительную погрешность при измерении объёма для расходомеров с число-импульсным выходом, цифровым выходом и индикацией

V -V 8_V=---^-100,                        (13)

Урасч

V-V

_s  .—^.₁₀₀

V

расч

где К,-объём измеренный расходомером и отображённый «КАРАТ-РС-Поверка» V/ - объем, измеренный по цифровому выходу или индикации, м³;

Результаты считают положительными, если относительная погрешность при измерении объёма находится в интервале ±1,5 %

8.5.4 Определение относительной погрешности расходомера при измерении расхода

• 8.5.4.1 Определить расчетное значение расхода

  
  

  •3600

  >

  	( D
  л-
  	1^2000 J

  (15)

где Ду - внутренний диаметр проточной части расходомера, мм

Измерение внутреннего диаметра проточной части проводится нутромером в двух перпендикулярных направлениях. Затем вычисляется средний диаметр по формуле

. (16) где d2-2 и <7/./ - значения диаметров проточной части в двух взаимно перпендикулярных осях, мм.

• 8.5.4.2 Подключить частотомер 43-63 (рис. Б1, Приложение Б) и считать количество импульсов на импульсном выходе расходомера > 500) и измерить с помощью секундомера СОСпр-2б-2 время за которое производилось измерение t_c

• 8.5.4.3 Определить значение расхода, приведённое к часу по формуле N -3600

  (17)

¹с

где Numu - количество импульсов на импульсном выходе расходомера, имп;

t_c - время, за которое проводилось измерение, с

• 8.5.4.4 Определить относительную погрешность при измерении расхода

Qpac4

• 8.5.4.5 Определение относительной погрешности при измерении расхода для расходомеров с цифровым выходом и индикацией по формуле

  (19)

Q

^расч

где - Qi- расход, измеренный по цифровому выходу или индикации, м³/ч;

• 8.5.4.6 Определение относительной погрешности при измерении расхода для расходомеров с токовым выходом по формуле

₌_16--₁₀₀

^,р            Q

расч

где 0_1]1ах - максимальное значение расхода, м³/ч;

Результаты считаются положительными, если относительная погрешность при измерении расхода находится в интервале ±1,5%

• 8.5.4.7 Восстановить исходные значения расходомера

• 8.5.5 Определение угла наклона оси акустического канала

Угол наклона оси акустического канала определяется только для расходомеров исполнения - БТ.

Угол наклона оси акустического канала к оси трубы а, град, измерить с помощью штанги, угломера и приспособлений.

Угол измерить с погрешностью не более 10’ не менее 3 раз, предварительно установив штангу в отверстия держателя ПЭП (согласно рисунку Г. 1 приложения Г). Вычислить среднеарифметическое значение а. При этом должно выполняться условие |а; - а| < 10’. Результат вычисления а занести в протокол поверки.

• 8.5.6 Определение смещения оси акустического канала

Смещение оси акустического канала проводится только для расходомеров исполнения - БТ.

Смещение оси акустического канала относительно центральной оси трубопровода / (рисунок Д. 1 приложения Д), определить с помощью измерительных штанг равной длины и штангенциркуля. Одну штангу пропустить через отверстия держателя ПЭП, обеспечивая скользящую посадку, а другую разместить на наружной поверхности трубы так, чтобы точка касания являлась центром штанги. Затем, закрепить концы штанг стяжками на равном расстоянии А. Измерить расстояние А штангенциркулем. Переместить внешнюю штангу на другую сторону трубопровода и, используя вышеуказанную методику измерить размер В. Смещение / с погрешностью не более 0,1 % Ду вычислить по формуле ₌|(л-я,)-(_Д-яД ,                   ₍₁₅₎

где Н₁ и Н₂ - толщина стенки трубопровода в точках соприкосновения со штангой, (определяется по следующей методике).

Толщину стенки Н корпуса проточной части измерить ультразвуковым толщиномером в 2-х точках, определяемых пересечением оси II - II с поверхностью корпуса в плоскости III - III.

В каждой точке выполнить не менее 3 измерений. Проверить выполнение условий: D³

0,49 ’ < / < 0,51 D_eHymp , где %' = % +        Вычислить среднеарифметическое значение

толщины Н. Результат вычисления / занести в протокол поверки.

• 9.1 Результаты поверки заносят в протокол по форме Приложений Д и Е, который хранится в организации, проводившей поверку.

• 9.2 При положительных результатах первичной и периодической поверки делается отметка в формуляре за подписью поверителя. Подпись поверителя заверяется повери-тельным клеймом.

• 9.3 При отрицательных результатах поверки расходомер в обращение не допускается, признаётся непригодным к эксплуатации и выдаётся извещение о непригодности в соответствии с ПР 50.2.006 с указанием причин, а запись в формуляре на расходомер о предыдущей поверке аннулируются.

  Ведущий инженер ФГУП «УНИИМ»

  

  Н.М. Кутергина

Инженер по качеству

ООО НПП «Уралтехнология»

ПРИЛОЖЕНИЕ А Зависимость скорости распространения УЗС в воде от температуры при атмосферном давлении (ГСССД 117-88)

Таблица В.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Схемы подключения эталонов и приспособлений при поверке расходомера

Рисунок Б.1- Схема подключения частотомера

Расходомер

Рисунок Б.2 - Схема подключения вольтметра В7-34 и меры электрического сопротивления Р331

• 1. Имитатор проточной части

• 2. Паз для проведения измерений

• 3. Мембрана

• 4. Датчик пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП)

• 5. Прижимной винт

• 6. Уплотнительная прокладка

• 7. Опоры

• 8. Контакт пьезоэлектрического преобразователя

• 9. Тарельчатая пружина

Рисунок Б.З - Эскиз имитатора проточной части

|     | ПЭП1 |     |ПЭП2

• 1  3  5 7

О О О О

• 2 4 6 8

О О О О

Номера контактов расходомера

Рисунок Б.4 - Схема подключения имитатора проточной части к расходомеру

Рисунок B.l - Схема измерения угла наклона оси акустического канала

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Внешний вид программы «КАРАТ-РС-Поверка»

Рисунок Г1 - Вид главного окна программы «КАРАТ-РС-Поверка»

ПРИЛОЖЕНИЕ Д Форма протокола поверки

ПРОТОКОЛ ПОВЕРКИ №______

Расходомер-счетчик жидкости ультразвуковой

КАРАТ-______________

Заводской номер:____________________________________________________________________

Принадлежит:______________________________________________________

Дата изготовления:__________________________________________________________________

Средства поверки:___________________________________________________________________

Условия поверки: Т=_____________Ратм.=_____________отн. влажность <р=______________

• 1. Результаты внешнего осмотра:______________________________________________________

• 2. Результаты опробования:___________________________________________________________

• 3. Определение относительной погрешности при измерении времени (для индикации и цифрового выхода)

Таблица Д1.

3. Определение относительной погрешности при измерении объёма для расходомеров с число-импульсным выходом

Таблица Д2.

• 4. Определение относительной погрешности при измерении объёма и расхода для расходомеров с цифровым выходом и индикацией

Таблица ДЗ

• 5. Определение относительной погрешности при измерении расхода для расходомеров с токовым выходом

Таблица Д4

Заключение по результатам поверки:

На основании положительных результатов поверки признан пригодным к эксплуатации

На основании отрицательных результатов поверки выдано извещение о непригодности №_________от________200___г.

Дата поверки_________________ Подпись поверителя_______________________

Организация, проводившая поверку__________________________________________________

22