Методика поверки «ГСОЕИ. Контроллеры-вычислители расхода газа FLOW-X» (ΜΠ 0297-13-2015)

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСХОДОМЕ ГРИИ

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИТАРНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИИ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА»

ВНИИР филиал ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»

С. Тайбинский

апреля 2020 г.

УТВЕРЖДАЮ тора по развитию

Государственная система обеспечения единства измерений Контроллеры-вычислители расхода газа FLOW-X Методика поверки

МП 0297-13-2015

с изменением №3

Начальни

ование отдела)

А.И. Горчев

Тел. отдела 8(843) 272-11-24

г. Казань

2020

УТВЕРЖДЕНА         ВНИИР - филиал ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»

(Измененная редакция, Изм. № 3)

Настоящая инструкция распространяется на контроллеры-вычислители расхода 1аза 1 LOW-X (далее - вычислитель) фирмы «SICK AG» и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

Контроллеры-вычислители расхода газа FLOW-X предназначены для преобразования измерительных сигналов и вычисления количества тепловой энергии объемного расхода, объема, массового расхода различных газов, приведенных к стандартным условиям, по результатам измерений расхода с помощью ультразвуковых расходомеров FLOWSIC и других преобразователей расхода, а также давления, разности давлений, температуры, плотности и т.д.

Интервал между поверками - 4 года.

В настоящей методике использованы ссылки на следующие нормативные документы:

• - ГОСТ 6651-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Гермопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний

• - Порядок проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке», утвержденный Приказом Минпромторга России №1815 от 02 июля 2015 года

Примечание - При применении настоящей инструкции целесообразно проверить действие ссылочных стандартов на территории Российской Федерации по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящей инструкцией следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту' ссылку.

Раздел 1. (Измененная редакция, Изм. № 2)

• 2.1 При проведении поверки выполняют следующие операции, указанные в таблице 1. При выполнении операций поверки, ведут протокол поверки произвольной формы.

Г а б л и ц а 1

11 р и м е ч а и и е : при проведении поверки определяют метрологические характеристики только тех измерительных каналов и алгоритмов, которые задействованы и в конкретной конфигурации контроллера.______________

Таблица 1. (Измененная редакция, Изм. № 3)

• 3.1 11ри проведении поверки применяют следующие средства поверки: секундомер электронный с таймерным выходом СТЦ-2м (регистрационный №65349-16), диапазон измерения и отработки интервалов времени от 0.01 до 9999.99 сек, пределы погрешности измерения интервалов Г времени ±(1510‘⁶Т±0.01);

калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000а (регистрационный №20580-06). диапазон воспроизведения силы постоянного тока от 0 до 25 мА. пределы допускаемой основной абсолютной погрешности воспроизведения силы тока I составляют ±( 10’⁴1 +1) мкА;

• - компаратор постоянного напряжения РЗООЗ (регистрационный №7476-91) диапазон измерений от 0.1 до 10 В, к.т. 0.0005;

• - магазин сопротивлений Р4831 (регистрационный №6332-77). сопротивление до 111111.1 Ом. класс точности 0,02/2-10-6;

• - калибратор многофункциональный MC5-R (регистрационный №22237-08). диапазон воспроизведения последовательности импульсов от 0 до 9999999. абсолютная погрешность воспроизведения последовательности импульсов -без потери импульсов, диапазон воспроизведения сигналов синусоидальной и прямоугольной формы от 0,0005 Гц до 10 кГц, пределы допускаемой основной относительная погрешности воспроизведения сигналов синусоидальной и прямоугольной формы ±0,01%;

• - барометр-анероид БАММ-1 (регистрационный №5738-76), диапазон измерений от 80 до 106,7 кПа, цена деления шкалы 100 Па:

• - термометр лабораторный ТЛ-4, диапазон измерений от 0 °C до 50 °C (регистрационный №303-61), цена деления 0.1 °C;

• - гигрометр психрометрический ВИТ-1 (регистрационный №42453-09). диапазон измерений относительной влажности от 30 до 80 %. цена деления термометров 0,5 °C.

• 3.2 Применяемые при поверке средства измерений должны быть поверены и иметь действующие свидетельства о поверке или поверительные клейма.

• 3.3 Допускается применять другие средства измерений, обеспечивающие определение и контроль метрологических характеристик поверяемого вычислителя с требуемой точностью.

• 4.1. 11ри проведении поверки должны соблюдаться следующие требования:

• - корпус вычислителя и применяемых средств измерений должны быть заземлены в соответствии с их руководствами по эксплуатации;

ко всем используемым средствам должен быть обеспечен свободный доступ для заземления, настройки и измерений;

работы по соединению устройств должны выполняться до подключения к сети питания;

к работе должны допускаться лица, имеющие необходимую квалификацию и обученные работе с вычислителем и правилам техники безопасности;

• - указания. предусмотренные «Правилами технической эксплуатации электроустановок» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок», а также инструкциями по эксплуатации оборудования, его компонентов и применяемых средств поверки.

• 5.1. 11ри проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающего воздуха (20±5) °C;

• - относительная влажность воздуха от 30 до 80 %;

• - атмосферное давление от 84 до 106.7 кПа;

• - напряжение питания = 24 (+10/-15%)

Вибрация и внешнее магнитное поле (кроме земного) отсутствую!.

11еред проведением поверки вычислителя выполняют следующие подготовительные работы:

• 6.1 Проверяют комплектность эксплуатационной документации на вычислитель.

• 6.2  Проверяют наличие действующих свидетельств о поверке или повсрительные клейма на используемые средства поверки.

• 6.3  Проверяют работоспособность вычислителя и средств поверки в соответствии с руководством по эксплуатации.

• 6.4 Проводят монтаж средств поверки согласно структурным схемам указанным в руководстве по эксплуатации.

• 6.5 Включают и прогревают вычислитель и средства поверки не менее 30 минут.

• 6.6 Остальную подготовку проводят согласно требованиям документации изготовителя вычислителя и руководствам по эксплуатации средств поверки.

• 7.1 Внешний осмотр.

При внешнем осмотре должны быть установлены:

• - комплектность вычислителя;

• - соответствие маркировки требованиям, предусмотренным эксплуатационной документацией;

• - отсутствие механических повреждений, коррозии, нарушения покрытий, надписей и отсутствие других дефектов.

• 7.2 Опробование.

При опробовании проверяют работоспособность вычислителя в соответствии с руководством по эксплуатации без определения метрологических характеристик при задании входных сигналов.

Проверку проводят путем подачи на входы вычислителя сигналов, имитирующих сигналы от первичных преобразователей. Результаты проверки считаются положительными, если при увеличении/уменьшении значения входного сигнала соответствующим образом изменяются значения измеряемой величины, для импульсных каналов должно наблюдаться равномерное увеличение соответствующих величин.

• 7.2.1 Подтверждение идентификации ПО.

Проверку идентификационных признаков ПО проводят, в соответствии с руководством по эксплуатации следующим образом:

Выполните следующую последовательность действий:

• 1. Включить питание вычислителя;

• 2. Зайти под уровнем доступа технический специалист “tech” (пароль:tech);

• 3. 11ерейти в меню по координатам Главная —>Система —♦ Версия.

Идентификационные признаки должны соответствовать указанным в описании типа. (Измененная редакция, Изм. № 1)

• 7.3 Определение метрологических характеристик вычислителя.

• 7.3.1 Определение приведенной к диапазону измерений, погрешности по каналу ввода аналоговых сигналов тока

• 7.3.1.1 На входе измерительного канала тока при помощи генератора тока ИКСУ-2000а задают значение входного сигнала /соответствующего проверяемой точке диапазона измерений, и считывают значение входного сигнала /_ч; с дисплея вычислителя. Задается не менее пяти значений измеряемого параметра, равномерно распределенных в пределах диапазона измерений, включая крайние точки диапазона.

• 7.3.1.2 Рассчитывают погрешность, приведенную к диапазону измерений L . в процентах, по формуле

_{у/ =} iaw~ хм> ₁₀₀                                     (1)

Примечание: значения I/_ити, L должны быть выражены в одних и тех же единицах измерений.

• 7.3.1.3 Результаты поверки считаются положительными, если рассчитанная погрешность по каналу ввода аналоговых сигналов не превышает +0.04 %.

• 7.3.2 Определение приведенной к диапазону измерений, погрешности по каналу ввода аналоговых сигналов напряжения.

• 7.3.2.1 Па входе измерительного канала напряжения при помощи компаратора постоянного напряжения РЗООЗ задают значение входного сигнала соответствующего проверяемой точке диапазона измерений, и считывают значение входного сигнала       с дисплея вычислителя. Задается не менее пяти значений

измеряемого параметра, равномерно распределенных в пределах диапазона измерений, включая крайние точки диапазона.

• 7.3.2.2 Рассчитывают погрешность, приведенную к диапазону измерений Z.2 . в

процентах, по формуле

Примечание: значения U_M), U_imi, L2 должны быть выражены в одних и тех же е;iи н и цах измерени й.

• 7.3.2.3 Результаты поверки считаются положительными, если рассчитанная по1 решпость по каналу ввода аналоговых сигналов не превышает + 0.008 %.

• 7.3.3 Определение абсолютной погрешности по каналу ввода сигналов термометра сопротивления

• 7.3.3.1  На входе измерительного канала ввода сигналов термометра сопротивления при помощи магазина сопротивлений устанавливают сопротивление, имитирующее задаваемую температуру Т „ соответствующую поверяемой точке диапазона измерений и считывают с дисплея вычислителя или при помощи персонального компьютера измеренную температуру Г_И2М. Поверку каналов измерения температуры проводят в точках Т, Т +0.25(Т -Т ). Т +0.5(7' -Т ). ⁷mm +⁰-⁷⁵(⁷max “'<mn )' ⁷max • ЗнЗЧеНИЯ T_mm И 7^ СООГВеТСТВуЮГ НИЖНСМу И BepXHCMV пределу настроенного диапазона. Значения сопротивлений, устанавливаемых на магазине сопротивлений. рассчитывают по ГОСТ 6651 для платиновых термопреобразователей сопротивления.

• 7.3.3.2 Рассчитывают абсолютную погрешность по каналу ввода сигналов термометра сопротивления, по формуле

+                                        (3)

• 7.3.3.3  Результаты поверки считают положительными, если рассчитанная погрешность не превышает

±0.05°С в диапазоне измеряемых температур от 0 до 50 °C;

±0.5°С в диапазоне температур от -220 до +200 °C.

7.3.4 Определение приведенной погрешности по каналу вывода аналоговых сигналов тока

• 7.3.4.1 На соответствующих контактах канала вывода аналоговых сигналов тока

вычислителем в режиме калибровки генерируют постоянный ток /  , который

контролируется при помощи ИКСУ200-А / _и

• 7.3.4.2 Рассчитывают погрешность, приведенную к диапазону измерений . в

  процентах, по формуле

  =      -»-100                            (4) / /вых            г                                                                               '  ' ^вых

Примечание: значения /,_(ЫГ, /_WJW„, L_Hha должны быть выражены в одних и тех же единицах измерений.

• 7.3.4.3 Результаты поверки считают положительными, если рассчитанная погрешность по каналу вывода аналоговых сигналов не превышает ±0.08 %.

7.3.5 Определение относительной погрешности вычислителя при измерении времени.

Определение относительной погрешности вычислителя при измерении времени проводят при помощи секундомера электронного с таймерным выходом С П (-2м. Продолжительность поверки 2 часа. При запуске секундомера снимают показания времени вычислителя г_{( ;1/}. Через 2 часа по показаниям секундомера снимают показания времени г„,„.

Определяют относительную погрешность измерения времени по формуле

100.

(5)

Примечание: вычисления по формуле (5) проводить в секундах

Результаты поверки считают положительными, если относительная погрешность при измерении времени не превышает ±0.01%.

• 7.3.6 Определение относительной погрешности при вычислении расхода, объема, массы, физических свойств газа.

• 7.3.6.1 Определяют опорное значение расчетного параметра по контрольным примерам указанным в нормативной документации регламентирующей алгоритм получения расчетного параметра, либо при помощи опорного программного обеспечения атгестованного в установленном порядке. Перечень нормативной документации, регламентирующий алгоритмы расчета представлен в таблице 3

Таблица 3 - Перечень нормативной документации, регламентирующий определение расчетных параметров

Примечание:   *   - при взаимодействии с объемными и массовыми

преобразователями расхода, в характеристиках которых нормируется измеряемое значение объемного/массового расхода (турбинные, кориолисовые и др.) вычислитель преобразует измеренные преобразователями расхода значения в соответствии с формулами PTZ-пересчета либо р-пересчета. Контроль правильности выполняемых вычислений сводится к контролю правильности вычисления физических свойств конкретной используемой среды.______

Таблица 3. (Измененная редакция, Изм. № 2)

• 7.3.6.2 результаты поверки считают положительными, если относительное отклонение рассчитанных вычислителем параметров отличается от контрольных примеров не более чем на 0.01%.

• 7.3.7 Определение абсолютной погрешности при измерении импульсных сигналов

• 7.3.7.1 С помощью генератора сигналов подают на вход измерительного канала последовательность импульсов не менее 10000, предусмотрев синхронизацию начала счета и запуска генератора сигналов, частота которого контролируется частотомером, количество импульсов - счетчиком импульсов. Амплитуда импульсов и номинальный юк должны соответствовать рабочему диапазону вычислителя, частота следование импульсов не более 10 к! ц. Фиксируют количество импульсов измерительного канала и генератора сигналов.

• 7.3.7.2 Результаты поверки считают положительными, число импульсов по показаниям вычислителя отличается от количества поданным импульсов по показаниям счетчика импульсов не более чем на±1 импульс.

• 7.3.8 Определение относительной погрешности по каналу ввода частотных сигналов

• 7.3.8.1 При определении относительной погрешности по каналу ввода частотных сигналов для каждого проверяемого значения подают на вход измерительного канала сигнал заданной формы и частоты от генератора сигналов, частота которого контролируется частотомером. Определение погрешности выполняют не менее, чем в пяти точках, равномерно распределенных в пределах диапазона измерений часто 1ы периодических сигналов.

• 7.3.8.2 Рассчитывают относительную погрешность измерительного канала, в процентах, по формуле:

J = ^V,nw ~ ^X’^1U" 100.                                           (6)

ЗСИ>

где v_M._M значение частоты по показаниям вычислителя;

значение частоты по показаниям частотомера.

• 7.3.8.3 Результаты поверки считают положительными, если относительная погрешность по каналу ввода частотных сигналов не превышает ±0.1%.

• 8.1. Результаты поверки заносят в протокол произвольной формы.

• 8.2.  Положительные результаты поверки оформляют свидетельством в соответствии с «Порядком проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке», утвержденным Приказом Минпромторга России №1815 от 02 июля 2015 года.

Знак поверки наносится в свидетельство о поверке или паспорте.

• 8.3. При отрицательных результатах поверки не допускаю! к применению и выполняют процедуры, предусмотренные «Порядком проведения поверки средств измерений, требования к знаку поверки и содержанию свидетельства о поверке», утвержденным Приказом Минпромторга России №1815 от 02 июля 2015 года.

Нуны 8.2 и пункт 8.3 (Измененная редакция, Изм. № 1)

Приложение А

(обязательное)

Контрольные примеры расчета

А.1 Скорость звука по AGA10

Таблица А.1 - Компонентный состав газа.

Га б. I и ц а А . 2 Скорость звука

А.2 Контрольный пример расчета физических свойств по ГОСТ 31369-2008

Исходные данные:

Компонентный состав

Метан ................................................................................ = 0,92470

Эган ................................................................................... = 0,03500

Пропан .............................................................................. = 0,00980

и-Бутан.............................................................................. = 0,00220

2-Метилпропан................................................................. = 0,00340

н-Пентан............................................................................ = 0.00060

Азот ................................................................................... ⁼ 0.01750

Диоксид углерода ........................................................... = 0.00680

Сгорание при 15 °C. измерение при 15 °C и 101,325 кПа.

Расчетные данные

А.З Физические свойства газа по ГСССД MP 113-03 Исходные данные:

Расчетные данные:

где /-температурагаза;

Р абсолютное давление газа:

К коэффициент сжимаемости газа;

р плотность газа.

А4. Коэффициент сжимаемости по методу AGA8 согласно ГОС 1 Р 8.662. Компонентный состав газа №1 Приложения G ГОС I Р 8.662-2009.

Компонентный состав газа №4 Приложения G ГОСТ Р 8.662-2009.

А5. Исходные данные для расчета физических свойств смесей, имитирующих природный газ согласно ГОСТ 30319.2-2015

Расчетные значения физических свойств для смеси № 1

Расчетные значения физических свойств для смеси № 2

А6. Исходные данные для расчета физических свойств смесей, имитирующих природный газ согласно ГОСТ 30319.3-2015

Расчетные значения физических свойств для смеси № 1

Расчетные значения физических свойств для смеси № 2

Расчетные значения физических свойств для смеси № 3

Приложение А (Измененная редакция, Изм. № 2)