Методика поверки «ГСИ. Уровнемеры 5900» (РТ-МП-4251-449-2017)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И ИСПЫТАНИЙ В Г. МОСКВЕ»

(ФБУ «РОСТЕСТ - МОСКВА»)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель генерального директора

остест-Москва»

_____ Е.В. Морин

«02» июня 2017 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

УРОВНЕМЕРЫ 5900

Методика поверки

РТ-МП-4251-449-2017 г. Москва

2017 г.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

• 2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 4  ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ И ТРЕБОВАНИЯ

БЕЗОПАСНОСТИ

• 5 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

• 6 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 7 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

• 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

  • 1.1 Настоящая методика поверки распространяется на уровнемеры 5900 (далее -уровнемеры), изготавливаемые фирмой «Rosemount TankRadar АВ», Швеция, и устанавливает объем и методы их первичной и периодической поверок.

  • 1.2 Интервал между поверками 5 лет.

• 2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

При проведении поверки должны выполняться операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции поверки

3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

Перечень основных средств, применяемых при поверке, приведен в таблице 2.

Таблица 2- Основные средства поверки

Все средства измерений, применяемые при поверке, должны иметь действующие свидетельства о поверке.

• 4 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ И ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности, приведенные в руководстве по эксплуатации на уровнемер, а также требования по безопасной эксплуатации применяемых средств поверки, приведенные в эксплуатационном документе на эти средства.

• 5 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

  • 5.1 При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

• - температура окружающей среды:

• - с применением эталонной установки (ленты измерительной) - (20 ± 5) °C,

• - на месте эксплуатации уровнемера - (20 ± 15) °C;

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

• - атмосферное давление - от 84 до 106 кПа.

Измеряемая среда при поверке с применением эталонной установки непосредственного изменения уровня - питьевая вода по ГОСТ Р 51232-98 или деионизированная вода.

При поверке уровнемеров с применением эталонной установки непосредственного изменения уровня и поверке на месте эксплуатации должны соблюдаться следующие условия:

• - считывание показаний уровнемера проводят после выдержки в течение времени, достаточном для исключения влияния возмущений поверхности жидкости на результат измерений;

• - изменение уровня на эталонной установке должно быть плавным, без перехода за проверяемую отметку.

• 5.2  Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• - при поверке с применением эталонной установки:

• • устанавливают средства измерений, позволяющие в процессе проведения поверки проводить контроль изменения условий внешней среды;

• • средства измерений и уровнемер подготавливают к работе в соответствии с руководством по эксплуатации на них;

• • уровнемер устанавливают и крепят на установке;

• • средства измерений и уровнемер выдерживают в условиях 5.1 не менее 2 ч.

• - при поверке на месте эксплуатации с применение рулетки измерительной:

• • проверяют исправность рулетки;

• • протирают шкалу рулетки насухо;

• • наносят слой индикаторной пасты (при необходимости) на участок шкалы рулетки измерительной, в пределах которого будет находиться контрольная отметка.

Схемы включения уровнемера при проведении поверки приведены в приложении Б.

• 6 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 6.1 Внешний осмотр

При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие уровнемера следующим требованиям:

комплектность соответствует эксплуатационной документации;

внешний вид соответствует технической документации, механические повреждения, влияющие на эксплуатационные качества уровнемера, отсутствуют;

отсутствуют дефекты, препятствующие чтению надписей, маркировки с таблички на корпусе уровнемера.

• 6.2 Опробование

Убеждаются, что показания уровнемера изменяются при изменении уровня на эталонной установке или контролируют показания уровнемера при исходном уровне жидкости в резервуаре при поверке на месте эксплуатации.

• 6.3 Проверка идентификационных данных программного обеспечения (далее - ПО).

В качестве идентификатора ПО принимается идентификационный номер ПО. Методика проверки идентификационного номера ПО уровнемера заключается в установлении версии ПО прибора, которую можно определить при помощи инструментов настройки - коммуникаторов моделей 475 или Тгех, программного обеспечения AMS Device Manager или Rosemount Tank Master.

• 6.3.1 Из основного меню коммуникаторов моделей 475, программного обеспечения AMS Device Manager выбрать последовательность пунктов меню:

Выбрать устройство (5900) —» Overview   Device Information —» Revision   Software

Version.

Считать номер версии (идентификационный номер) ПО.

• 6.3.2 Из основного меню коммуникатора Тгех выбрать последовательность пунктов меню:

Field Communicator —-Выбрать устройство (5900)

На вкладке Overview выбрать функцию More—- Device Information Revision Software Version

Считать номер версии (идентификационный номер) ПО.

• 6.3.3 С помощью программного обеспечения Rosemount Tank Master на месте эксплуатации:

• - проинсталлировать модули 2410 и 5900 в базе данных WinSetup согласно инструкции по эксплуатации;

• - во вкладке Devices (Устройства) - правый клик по соответствующему уровнемеру 5900;

• - во всплывшем окне открыть раздел «View Input Registers» (просмотр выходных регистров);

- считать номер версии (идентификационный номер) ПО в Modbus регистре номер 1120 тип регистра - WORD, для чтения регистра нажать кнопку “Read” (Чтение).

Уровнемер считают прошедшим проверку с положительным результатом, если идентификатор ПО соответствует значению, указанным в таблице 2. Если данные требования не выполняются, то выписывается извещение о непригодности, дальнейшие пункты методики не выполняются.

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО

6.4 Определение метрологических характеристик

При метрологических характеристик уровнемера значения уровня (расстояния) считываются с устройства, поддерживающего протокол FOUNDATION fieldbus, с дисплейного модуля (при его наличии) или с помощью ПО Rosemount TankMaster или AMS DM (Приложение Б).

Поверку уровнемеров с антеннами для установки в направляющих трубах и с антенной для измерения уровня сжиженного газа выполнять на месте эксплуатации.

• 6.4.1 Определение погрешности измерений уровня (расстояния) при поверке уровнемера с применением эталонной установки или ленты измерительной.

Поверку проводят по всему диапазону измерений уровнемера, соответствующего его исполнению и условиям эксплуатации.

Допускается поверка уровнемера в диапазоне, указанном в заявлении владельца уровнемера.

Включают эталонную установку и фиксируют контрольную точку измерений на установке. При использовании ленты измерительной имитируют уровень с помощью экрана.

Включают уровнемер и устанавливают на нем контрольную точку измерений.

С помощью коммуникаторов моделей 475 или TREX, программного обеспечения Rosemount Tank Master или AMS DM контролируют корректно указанный тип антенны.

Поправку на несоответствие показаний уровнемера и установки (ленты измерительной) в контрольной точке До, мм, рассчитывают по формуле:

До       ~ Lq 5

где Х_о - измеренное значение по уровнемеру в контрольной точке, мм;

Z_o - заданное значение уровня по установке (ленте измерительной) в контрольной точке, мм.

Погрешность определяют на пяти точках, равномерно распределённых по всему диапазону измерений. Число наблюдений в каждой из контрольных точек при измерении уровня равно 1, допускается увеличить число наблюдений в контрольных точках до трех, принимая при этом среднеарифметическое значение результатов наблюдений за достоверное значение в данной точке.

Устанавливают уровень в каждой контрольной точке и снимают показания с уровнемера и эталонной установки (ленты измерительной).

Определяют в каждой контрольной точке значение абсолютной погрешности Д,-, мм, по формуле:

Д,= ГХ-До)-Д,                                (2)

где А, -значение уровня, измеренное уровнемером в z-ой контрольной точке диапазона измерений, мм;

Д - заданное значение уровня по установке в z-ой контрольной точке диапазона измерений, мм;

До - поправка на несоответствие показаний уровнемера и установки в контрольной точке, мм.

Уровнемер считают прошедшим поверку, если значения погрешности не превышает значений, указанных в таблице 4.

Таблица - 4 Пределы допускаемой основной погрешности измерений уровня (расстояния)

• 6.4.2 Определение погрешности измерений уровня (расстояния) при поверке уровнемера на месте его эксплуатации с применением рулетки измерительной.

Погрешность уровнемера, определенную на месте эксплуатации с применением рулетки измерительной, принимают за основную погрешность измерений уровнемера.

С помощью коммуникаторов моделей 475 или TREX, программного обеспечения Rosemount Tank Master или AMS DM контролируют корректно указанный тип антенны

Для уровнемеров с конической, рупорной или параболической антеннами проводят поверку при исходном уровне жидкости в резервуаре. Если имеется возможность заполнения/опорожнения резервуара до определенных уровней, значения которых однозначно определены конструкцией резервуара или технологическим процессом, то поверка может проводиться по данным уровням. Заполнение/опорожнение резервуара в процессе измерений не допускается.

Уровень жидкости в резервуаре в контрольной точке определяют путем вычитания измеренного значения высоты газового пространства из паспортного значения базовой высоты резервуара согласно градуировочной таблице.

При поверке:

• - включают уровнемер и фиксируют на нем контрольную точку измерений,

• - проводят измерения высоты газового пространства.

• 6.4.2.1 Измерения высоты газового пространства с применением рулетки проводят в следующей последовательности:

• - рулетки измерительную опускают через измерительный люк резервуара ниже уровня жидкости;

• - первый отсчет (верхний отсчет) L* при г-м измерении проводят по шкале рулетки с погрешностью до 1 мм. При этом с целью облегчения измерений и расчетов высоты газового пространства рекомендуется совмещать отметку целых значений метра на шкале рулетки с верхним краем измерительного люка;

• - рулетку поднимают строго вверх без смещения в стороны до появления над верхним краем измерительного люка смоченной части рулетки и проводят отсчет по шкале рулетки на месте смоченной части шкалы Ц (нижний отсчет) с погрешностью до 1 мм.

Высоту газового пространства при г-м измерении Д вычисляют по формуле:

(3)

Высоту газового пространства определяют не менее двух раз. Расхождение между результатами двух измерений должно быть не более ±1 мм. Если это условие выполняется, то за результат измерений высоты газового пространства принимают среднеарифметическое значение двух измерений. Если расхождение между результатами двух измерений превышает ±1 мм, то измерения повторяют еще дважды и за результат измерений высоты газового пространства принимают среднеарифметическое значение трех наиболее близких значений результатов измерений L^T , мм:

где Д - верхний отсчет по рулетки в контрольной точке при г-м измерении, мм, Д - нижний отсчет по рулетке в контрольной точке при г-м измерении, мм, т - число измерений высоты газового пространства, т=2 или т=3.

Высоту газового пространства, определенную с помощью рулетки, корректируют с учетом коэффициента линейного расширения рулетки по формуле

где L^r_cp - высота газового пространства, определенная по формуле 4;

а_р - температурный коэффициент линейного расширения материала рулетки измерительной, 1/°С;

Т_г - температура воздуха при измерении высоты газового пространства, °C

• 6.4.2.2 Уровень жидкости в резервуаре L , мм, вычисляют по формуле:

  

(6)

где - высота газового пространства, определенная по формуле 4, мм;

Ь₅ - базовая высота резервуара, мм, согласно градуировочной таблице на резервуар:

(7)

L_n - базовая высота резервуара, значение которой принимают по протоколу поверки резервуара, мм;

а - температурный коэффициент линейного расширения материала стенки резервуара, 1/°С;

Т - температура воздуха при поверке резервуара, значение которой принимают по протоколу поверки резервуара, °C;

Т_г - температура воздуха при измерении высоты газового пространства, °C

• 6.4.2.3 В зависимости от измеренного уровня продукта, определяют значение абсолютной погрешности измерений уровня (расстояния) А, мм, по формуле

A=X-Z,

где L - значение уровня, определенное с помощью рулетки, мм,

X - значение уровня, измеренное уровнемером, мм;

Уровнемер считают прошедшим поверку, если значения погрешности не превышает значений, указанных в таблице 4.

6.5 Поверка уровнемера в резервуарах с сжиженным газом, находящимся под атмосферным давлением (см. приложение А)

• 6.5.2 Выполнить ручной замер уровня (расстояния) от референсной точки уровнемера до калибровочного кольца и «эталонных» штырей. Уровень (расстояние) от референсной точки уровнемера до «эталонных» штырей и калибровочного кольца определяют не менее двух раз. Расхождение между результатами двух измерений должно быть не более ±1 мм. Если это условие выполняется, то за результат измерений уровня (расстояния) до калибровочного кольца и «эталонных» штырей принимают среднеарифметическое значение двух измерений. Если расхождение между результатами двух измерений превышает ±1 мм, то измерения повторяют еще дважды и за результат измерений принимают среднеарифметическое значение трех наиболее близких значений результатов измерений по формуле

1 ^т / \

>                                  ст

т ,=1

где Ц - верхний отсчет по рулетки в контрольной точке при z-м измерении, мм,

Z," - нижний отсчет по рулетке в контрольной точке при z-м измерении, мм,

т - число измерений, т=2 или т=3.

Уровень (расстояние) от референсной точки уровнемера до «эталонных» штырей и калибровочного кольца, определенную с помощью рулетки, корректируют с учетом коэффициента линейного расширения рулетки по формуле

А= Г,-[1-«,(20-Г_г)],                          (10)

а_р - температурный коэффициент линейного расширения материала рулетки измерительной, 1/°С;

Т_г - температура воздуха при измерении высоты газового пространства, °C

• 6.5.3 Убедится в корректном отображении позиции калибровочного кольца и эталонных штырей согласно отражаемому эху сигнала в подразделе «Просмотр спектра сигнала» (Tankscan). Указать метод коррекции «по воздуху».

• 6.5.4 Абсолютную погрешность измерений уровня (расстояния) определить по формуле 8.

• 6.5.5 Уровнемер считают прошедшим поверку, если значения погрешности не превышает значений, указанных в таблице 3.

• 6.5.6 Изменить тип коррекции эхосигнала на соответствующий для типа, которым планируется заполнить резервуар.

  • 6.6 Поверка уровнемера в резервуарах с сжиженным газом, не подлежащим разгерметизации (см. приложение А)

    • 6.6.1 Убедиться, что шаровый кран открыт.

    • 6.6.2 Согласно протоколам ручных замеров, используя программное обеспечение Rosemount Tank Master, согласно руководству по эксплуатации сопоставить протокольные данные о позиции калибровочного кольца и «эталонных» штырей относительно референсной точки уровнемера, с данными, отображаемыми уровнемером в подразделе «Просмотр спектра сигнала».

    • 6.6.3 Абсолютную погрешность измерений уровня (расстояния) Д_сжг, мм определить по формуле

Дсжг ^_ Д"сжг ^— Т_сжг ,                                        (11)

где Ь_сжг - протокольные данные о позиции калибровочного кольца и «эталонных» штырей относительно референсной точки уровнемера, мм,

Х_сжг - данные, отображаемые уровнемером в подразделе «Просмотр спектра сигнала», мм;

• 6.6.4 Уровнемер считают прошедшим поверку, если значения погрешности не превышает значений, указанных в таблице 4.

• 7 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

  • 7.1 Результаты поверки оформляют протоколом произвольной формы.

  • 7.2 При положительных результатах поверки знак поверки наносится на свидетельство о поверке или в паспорт уровнемера и на пломбу, которая устанавливается на измерительный преобразователь (электронный блок).

  • 7.3 При отрицательных результатах поверки, выдают извещение о непригодности с указанием причин.

Разработали:

Начальник лаборатории № 449 ФБУ «Ростест - Москва»

Ведущий инженер по метрологии лаборатории № 449 ФБУ «Ростест - Moci

Сулин

Приложение А

Рисунок А. 1 - Схема установки уровнемера при поверке в резервуарах с сжиженным газом, находящимся под атмосферным давлением и в резервуарах с сжиженным газом, не подлежащим разгерметизации

Приложение Б

У - поверяемый уровнемер;

Fieldbus power hub - Распределительная коробка для сегмента шины Foundation Fieldbus;

G - источник питания постоянного тока;

Н - коммуникатор 475 или Тгех,, поддерживающее коммуникационный протокол Foundation Fieldbus.

Рисунок Б. 1 - Схема включения уровнемера при считывании информации по цифровому Foundation Fieldbus каналу при помощи коммуникатора 475 или Тгех.

Рисунок Б.2 - Схема включения уровнемера при считывании информации по цифровому каналу Foundation Fieldbus при помощи устройства связи (преобразователь интерфейса Fieldbus - USB) с персональным компьютером.

У - поверяемый уровнемер;

Fieldbus power hub - Распределительная коробка для сегмента шины Foundation Fieldbus;

G - источник питания постоянного тока;

FF-модем - Преобразователь интерфейса Fieldbus - USB для связи уровнемера с компьютером; PC - персональный компьютер с установленным программным комплексом AMS Device Manager

12