Методика поверки «СЧЕТЧИКИ РАСХОДОМЕРЫ МАССОВЫЕ TURBO FLOW CFM» (208 029 2021)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы» (ФГУП «ВНИИМС»)

СОГЛАСОВАНО

директора

й метрологии

А.Е. Коломин

2J»        2021 г.

Государственная система обеспечения единства измерений СЧЁТЧИКИ-РАСХОДОМЕРЫ МАССОВЫЕ TURBO FLOW CFM Методика поверки

МП 208-029-2021 г. Москва

2021 г.

СОДЕРЖАНИЕ

• 1 Общие положения

• 2 Перечень операций поверки

• 3 Требования к условиям проведения поверки

• 4 Метрологические и технические требования к средствам поверки

• 5 Требования (условия) по обеспечению безопасности проведения поверки

• 6 Внешний осмотр

• 7 Подготовка к поверке и опробование

• 8 Проверка программного обеспечения

• 9 Определение метрологических характеристик

• 10 Подтверждение соответствия метрологическим требованиям

• 11 Оформление результатов поверки

Приложение А

• 1.1. Настоящая методика распространяется на счётчики-расходомеры массовые Turbo Flow CFM (далее - расходомеры), изготавливаемые ООО НПО «Турбулентность-ДОН», г. Ростов-на-Дону, и устанавливает объём и методы их первичной и периодической поверок.

• 1.2. При проведении поверки должна быть обеспечена прослеживаемость поверяемых СИ к ГПСЭ единиц массы и объёма жидкости в потоке, массового и объёмного расходов жидкости ГЭТ63-2019, ГПЭ единиц объёмного и массового расходов газа ГЭТ118-2017, ГПЭ единицы температуры-кельвина в диапазоне от 0,3 К до 273,16 К ГЭТ35-2021, ГПЭ единицы температуры в диапазоне от 0 до 3200 °C ГЭТ34-2020, ГПЭ единицы плотности ГЭТ18-2014, ГПЭ единицы давления-паскаля ГЭТ23-2010, ГПЭ единицы давления для области абсолютного давления в диапазоне 1х10^-1 7х10⁵ Па ГЭТ101-201, в зависимости от исполнения. Метрологические характеристики расходомеров указаны в таблице 1.

• 1.3. Передача расходомерам единиц массы и объёма жидкости в потоке, массового и объёмного расходов жидкости, температуры, давления, плотности осуществляется методом непосредственных сличений с расходомерными установками, эталонным термометром, калибратором давления, плотномером (ареометром) соответственно.

Таблица 1

Продолжение таблицы 1

Продолжение таблицы 1

При проведении поверки должны выполняться операции, указанные в таблице 2.

Таблица 2

• 3.1. При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия: - температура окружающего воздуха от 15 до 30 °С;

- изменение температуры окружающей среды за время за время одного измерения не более 1 °С.

- изменение температуры используемой при поверке среды за время одного измерения не более 0,5 °С.

- содержание свободного газа в жидкости не допускается.

• 3.2. При поверке расходомера на месте эксплуатации значение температуры измеряемой среды, температуры окружающего воздуха, влажности окружающего воздуха должны соответствовать условиям эксплуатации, указанным в паспорте на расходомер. При этом пределы допускаемой погрешности определяются с учётом допускаемой дополнительной погрешности (по данным паспорта на поверяемый расходомер).

• 4.1. При проведении поверки применяют следующие эталоны, средства измерений и вспомогательное оборудование:

- установка поверочная или ТПУ 1-го или 2-го разряда, или вторичный эталон согласно части 1 и 2 приказа Росстандарта от 07 февраля 2018 г. № 256 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объёма жидкости в потоке, объёма жидкости и вместимости при статических измерениях массового и объёмного расходов жидкости»;

- рабочий эталон единицы плотности согласно приказу Росстандарта от 01 ноября 2019 г. № 2603 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений плотности» с диапазоном измерений, соответствующим контрольным точкам при поверке расходомера;

- рабочий эталон единицы температуры 3- го разряда в соответствии с Государственной поверочной схемой для средств измерений температуры по ГОСТ 8.558-2009 с ПГ ± 0,05 °C;

• - калибратор давления портативный Метран-517, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 39151-08, диапазон измерения давления от минус 100 кПа до 100 МПа, ПГ от ±0,02 до ±0,1 %;

• - частотомер электронно-счетный Ч3-88, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде 41190-09, диапазон измерений частоты от 0,01 Гц до 1,00 МГц, 3f = Ж1+Жа_ч;

• - калибратор тока, диапазон измерений от 4 до 20 мА, ПГ ±0,02 %;

• - термогигрометр ИВА-6А-Д, диапазон измерений относительной влажности от 0 до 98 %, ПГ ±3 %, диапазон измерений температуры от 0 до 60 °C, ПГ ±0,3 °C, диапазон измерений атмосферного давления от 700 до 1100 гПа, ПГ ±2,5 гПа.

• 4.2. Указанные средства поверки допускается заменять другими с метрологическими и техническими характеристиками, обеспечивающими требуемую точность передачи единиц величин поверяемому средству измерений.

• 4.3. Применяемые при поверке СИ и эталоны могут входить в состав СИКН, СИКНП или АСН.

При проведении поверки должны выполняться следующие требования безопасности:

• - к проведению поверки допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности рабочем месте и имеет группу по технике электробезопасности не ниже второй;

• - вся аппаратура, питающаяся от сети переменного тока, должна быть заземлена;

• - все разъёмные соединения линий электропитания и линий связи должны быть исправны;

- соблюдать требования безопасности, указанные в технической документации на имитатор, применяемые средства поверки и вспомогательное оборудование.

Результаты внешнего осмотра считаются положительными, если выполняются следующие требования:

- соответствие комплектности эксплуатационной документации;

- отсутствие механических повреждений, препятствующих проведению поверки;

- наличие заводских номеров и маркировки.

• 7.1. Подготовить СИ и эталоны к проведению измерений в соответствии с руководством по эксплуатации.

• 7.2. Опробование совместить с определением метрологических характеристик.

• 7.3. Установить расходомер на проливную жидкостную установку и выдержать в течение 5 минут расход поверочной среды, равный примерно (0,3 - 0,9)G_max (где G_max -наибольшее значение массового расхода для данного типа расходомера, т/ч, см. РЭ или ПС) для удаления воздуха из контура измерений.

• 7.4. Провести настройку нулевой точки расходомера в соответствии с эксплуатационными документами.

Вывести на дисплей расходомера данные о программного обеспечения (ПО) в соответствии с руководством по эксплуатации. На дисплее расходомера должны отражаться следующие данные:

• -  идентификационное наименование ПО;

• -  номер версии (идентификационный номер) ПО;

• -  цифровой идентификатор (контрольная сумма) ПО.

Результат подтверждения соответствия ПО считается положительным, если полученные идентификационные данные ПО расходомера соответствуют указанным в таблице 2 для соответствующих исполнений.

Таблица 2 - Идентификационные данные программного обеспечения

9. Определение метрологических характеристик

• 9.1.1 Определение относительной погрешности измерений массового расхода (массы) при соотношении погрешностей эталона и СИ 1:3

Определение относительной погрешности измерений массового расхода (массы) проводят при помощи жидкостной поверочной установки. Схема подключения контрольноизмерительной аппаратуры приведена в руководстве по эксплуатации.

Определение относительной погрешности проводят на значениях расхода, соответствующих: (0,1 - 0,15)G_nom, (0,3 - 0,45)G_nom, (0,5 - 0,9)G_nom-

Время проведения каждого измерения должно быть не менее 120 секунд или 10000 импульсов.

Расходомеры с первичными преобразователями, у которых DN >100 мм допускается поверять на расходах 0,1-G_nom, 0,25-G_nom и 0,35^ G_nom.

Значения расходов (0,3 - 0,9)G_nom устанавливают с допуском ±10 %, а расходы (0,1 -0,15)-G_nom с допуском ±5 %.

На каждом расходе проводят не менее двух измерений.

Относительную погрешность измерений массового расхода 6_Gi, % и массы d_Mi, Ус, при i-ом измерении определяют по формулам

• 100 ,

(1)

где   Gi - расход по расходомеру, кг/ч;

G_31: - расход по поверочной установке, кг/ч;

Mi - масса по расходомеру, кг;

М_эт - масса по поверочной установке, кг.

За результат принимают среднее арифметическое из полученных значений в каждой точке.

В случае, если поверочная установка оснащена мерами вместимости, то определение относительной погрешности расходомеров при измерении массы осуществляется сравнением значений массы, измеренной расходомером, и массы, пересчитанной исходя из измеренных значений объёма и плотности на поверочной установке. Массу М, кг, по поверочной установке вычисляют по формуле

M = V • р ,                                                         (3)

где    V - объём жидкости, измеренный установкой, м³;

р - плотность жидкости, измеренная установкой (плотномером), кг/м³.

Значение относительной погрешности измерений массы S_Mi, Ус, при i-ом измерении определяется по формуле (2).

В случае, если при поверке используется аналоговый выход расходомера, то измеренный расход Gi, кг/ч, вычисляется по формуле

_г = A  Anin   _{(r -r} .

^ui j _ j      Wmax   ^umin7 ' ^umin ,

'max   'min

где   Ii - ток, измеренный контроллером установки (калибратором тока) за время проведения

i-го измерения, мА;

Imin - минимальное значение установленного диапазона токового выхода, мА;

Imax - максимальное значение установленного диапазона токового выхода, мА;

Gmax - значение расхода, установленное для максимального значения токового выхода, кг/ч;

Gmin - значение расхода, установленное для минимального значения токового выхода, кг/ч.

В случае, если при поверке используется частотный выход расходомера, то измеренный расход Gi, кг/ч, или масса Mi, кг, вычисляются по формулам

Gt=^- 3600 ,

G =    ^Ni

¹   1000 •К ’

где   F_i - частота на выходе расходомера за время проведения i-ro измерения, Гц;

К - весовой коэффициент, установленный в расходомере, имп/кг;

Ni - количество импульсов, накопленное поверочной установкой за время проведения i-го измерения, имп.

В случае, если расходомер не имеет частотных и аналоговых выходов, прибор может быть подключён к поверочной установке по протоколам HART или Modbus.

Результаты поверки по данному пункту считают положительными, если значение относительной погрешности измерений массового расхода (массы) не превышает пределов, приведённых в паспорте расходомера.

При положительном результате поверки относительной погрешности измерений массового расхода (массы), расходомеры считаются прошедшими поверку относительной погрешности измерений массы (массового расхода).

• 9.1.2 Определение относительной погрешности измерений массового расхода (массы), объёмного расхода (объёма) при соотношении погрешностей эталона и СИ более 1:3, но не менее 1:2 включительно

Определение относительной погрешности измерений массового расхода (массы) проводят при помощи жидкостной поверочной установки. Схема подключения контрольноизмерительной аппаратуры приведена в руководстве по эксплуатации.

Определение относительной погрешности проводят на значениях  расхода,

соответствующих: (0,1 - 0,15)-G_nom, (0,3 - 0,45)Gnom, (0,5 - 0,9) Gnom.

Время проведения каждого измерения должно быть не менее 120 секунд или 10000 импульсов.

Расходомеры с первичными преобразователями, у которых DN >100 мм допускается поверять на расходах 0,1-G_nom, 0,25-G_nom и 0,35^ G_nom.

Значения расходов (0,3 - 0,9)G_nom устанавливают с допуском ±10 %, а расходы (0,1 -0,15)G_nom с допуском ±5 %.

На каждом расходе проводят не менее пяти измерений.

При каждом измерении регистрируют:

• - массу или объём жидкости по показаниям эталона расхода;

• - массу или объём жидкости по показаниям расходомера;

• - температуру и давление измеряемой среды.

Определение относительной погрешности расходомера при определении массы или объёма проводят по формулам (2), (3), (7), подставляя М или V соответственно. Для каждого измерения вычисляют значения:

• - коэффициента коррекции MF: по массе MFM или по объёму MFV по формуле

М(!)эл

^МРм^^л = ~м(!ТЛ~ ’

где   M(V)3j - масса (объём) измеряемой среды по поверочной установке, кг (дм³);

где m - количество точек расхода i.

Вычисляют относительную погрешность, %, по формулам

₅     ^m(v) = ^к • ^S=

⁵        >+0₌

^S-  ^S?

(12)

где   0_э - неисключённая систематическая составляющая погрешности эталона расхода при

воспроизведении массы (объёма) измеряемой среды;

£ - случайная составляющая погрешности расходомера;

t0,95 - коэффициент Стьюдента при доверительной вероятности Р = 0,95 (определяется в соответствии с ГОСТ Р 8.736-2011 «ГСИ. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения»). Значение градуировочного коэффициента расходомера определяется по формуле (7).

Исключение грубых погрешностей проводится в соответствии с разделом 6 «Исключение грубых погрешностей» ГОСТ Р 8.736-2011.

Результаты поверки по данному пункту считают положительными, если значение относительной погрешности измерений массы (объёма) не превышает пределов, приведённых в паспорте расходомера.

• 9.2 Определение относительной погрешности вычислений объёмного расхода (объёма)

Проводится аналогично п. 9.1 настоящей методики, при этом в формулы (1), (2), (4) - (6) вместо массового расхода и массы подставляются объёмный расход и объём.

Допускается проводить одновременно с п.9.1.

Результаты поверки по данному пункту считаются положительными, если значение относительной погрешности измерений объёмного расхода (объёма) не превышает пределов, приведённых в паспорте расходомера.

• 9.3 Определение абсолютной погрешности измерений температуры

• 9.3.1 Определение абсолютной погрешности измерений температуры интегрированного в ПП преобразователя температуры допускается проводить одним из следующих способов:

• 1) сравниваются показания температуры, измеренной расходомером, установленным в измерительном канале поверочной установки с показаниями поверочной установки или эталонного термометра. Проводят не менее трёх измерений.

• 2) измерительный канал расходомера закрывают с одной стороны заглушкой и поворачивают так, чтобы измерительный канал находился в вертикальном положении. Затем заполняют измерительный канал жидкостью и погружают в неё термометр. Проводят не менее трёх измерений.

Абсолютную погрешность измерений температуры At, °C, рассчитывают по формуле

^At = tj, ^— 1эт ^{,                                                                   (13)}

где     ti - температура, измеренная расходомером, °C;

t_9m - температура, измеренная термометром, °C.

Результаты поверки по данному пункту считаются положительными, если значение абсолютной погрешности измерений температуры не превышает пределов, приведённых в паспорте расходомера.

• 9.3.2 Определение абсолютной погрешности измерений температуры при наличии в комплектации внешнего преобразователя (датчика) температуры.

Внешний первичный преобразователь температуры расходомера помещают в колодец термостата так, чтобы рабочая часть преобразователя была полностью погружена. Выбирают режим «Поверка канала Т» в ПО «АРМ «CFM View».

Устанавливают на термостате температуру 0 °C и контролируют выход на режим термостата в соответствии с его эксплуатационной документацией. После установления стабильных значений температуры по индикации готовности термостата зафиксировать

Значение абсолютной погрешности расходомера при измерении температуры определить по формуле (13)

Повторить для минимальной и максимальной температуры измеряемой среды.

Результаты поверки по данному пункту считаются положительными, если значение абсолютной погрешности измерений температуры не превышает пределов, приведённых в паспорте расходомера.

• 9.4 Определение абсолютной погрешности измерений плотности

9.4.1 Определение абсолютной погрешности измерений плотности для расходомеров с пределами абсолютной погрешности измерений плотности Др > ±1,0 кг/м³ допускается проводить следующими способами:

• 1) сравниваются показания плотности, измеренной расходомером, установленным в измерительном канале установки поверочной с табличными значениями плотности для воды в соответствии с ГСССД 2-77 «Таблицы стандартных справочных данных. Вода. Плотность при атмосферном давлении и температурах от 0 до 100 градусов Цельсия», либо с показаниями плотномера, измерительный датчик которого помещён в бак установки поверочной (в максимальной близости от сливной трубы);

• 2) сравнивают значения плотности жидкости, измеренной расходомером со значением плотности этой жидкости, измеренной эталонным плотномером или преобразователем плотности. Проводят не менее трёх измерений;

• 3) измерительный канал расходомера закрывают с одной стороны заглушкой и поворачивают так, чтобы измерительный канал находился в вертикальном положении. Затем заполняют измерительный канал расходомера жидкостью (водой или продуктом). Фиксируют значения температуры и плотности по индикатору расходомера. После этого жидкость выливают во вспомогательную ёмкость и погружают в неё датчик плотномера. Фиксируют показания. Проводят не менее трёх измерений.

Абсолютную погрешность измерений плотности Др, кг/м³, рассчитывают по формуле

^{Др _ р}изм ^рэт ,                                                     ⁽¹⁵⁾

где    рэт - плотность, измеренная плотномером (ареометром), кг/м³;

ризм - плотность, измеренная расходомером, кг/м³.

• 9.4.2 Определение абсолютной погрешности измерений плотности для расходомеров с пределами абсолютной погрешности измерений плотности Др < ±1,0 кг/м³, настроенных на месте эксплуатации, допускается проводить без демонтажа расходомера из измерительной линии следующими способами:

1) по МИ 2816-2012 «ГСИ. Преобразователи плотности поточные. Методика поверки на месте эксплуатации») сравнивая показания плотности, измеренной расходомером, с результатом измерений плотности рабочим эталоном ГПС для СИ плотности.

Абсолютную погрешность измерений плотности Др, кг/м³, рассчитывают по формуле (15).

2) сравнивая показания плотности, измеренной расходомером, с результатом измерений плотности отобранной пробы измеряемой среды ареометром по ГОСТ 18481-81 (рабочим эталоном ГПС для СИ плотности).

Абсолютную погрешность измерений плотности Др, кг/м³, рассчитывают по формуле (15).

• 9.4.3 Результаты поверки по данному пункту считают положительными, если значения абсолютной погрешности измерений плотности не превышает пределов, приведённых в паспорте расходомера.

• 9.5 Определение относительной погрешности при измерении давления (при наличии в комплектации внешнего преобразователя (датчика))

Определение относительной погрешности при измерении давления (для исполнения с внешним преобразователем (датчиком) давления проводят с помощью калибратора давления, обеспечивающего создание абсолютного (избыточного) давления в рабочем диапазоне измерения давления расходомером, и программного обеспечения ПО «АРМ «CFM View» в режиме «Поверка канала Р». Для расходомеров автономного исполнения период обновления значения давления может достигать 5 минут.

Подключить первичный преобразователь давления к калибратору давления. Определить

погрешность измерения давления в пяти контрольных точках:

Р2 = (P1 + P3) / 2;

P3 = (P1 + P5) / 2;

P4 = (P3 + P5) / 2;

^Р5 — ^Pmax, ^{где P}max ^— ВПП.

Для согласования характеристик эталонных средств измерений с расчётными значениями контрольных точек допускается отклонение значений давления, поданного на вход первичного преобразователя давления, от расчётного значения не более чем на ± 0,05•P_max (5 % ВПИ).

В каждой точке выполняют по одному измерению при прямом и обратном ходе и рассчитывают значение погрешности S_Pi, %, по формуле

• 100 ,

(16)

где   Р_изм - показание расходомера, кПа (МПа);

Р_эт - давление, заданное калибратором, кПа (МПа).

В случае применения задатчика избыточного давления значение эталонного давления определить по формуле

^Рэт ^{— Р}эт.изб + ^Рбар ,

где    Рбар - значение атмосферного давления в месте испытаний, кПа (МПа);

Рэт.изб - значение избыточного давления, заданное эталонным средством, кПа (МПа).

Результаты испытаний по данному пункту считаются положительными, если значения относительной погрешности при измерении давления не превышают пределов, указанных в паспорте расходомера.

• 10.1. При подтверждении соответствия расходомера метрологическим требованиям руководствуются процедурами, описанными в разделе 9.

• 10.2. Расходомер допускают к применению в качестве СИ в соответствии с приказами Росстандарта от 07 февраля 2018 г. № 256 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объёма жидкости в потоке, объёма жидкости и вместимости при статических измерениях массового и объёмного расходов жидкости» или от 29 декабря 2018 г. № 2825 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений объёмного и массового расходов газа» в зависимости от исполнения при положительных результатах выполнения всех процедур, описанных в разделах 6, 8 и 9.

11.1. Результаты поверки оформляют протоколом произвольной формы.

• 11.2. Сведения о результатах поверки передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

• 11.3. Положительные результаты поверки удостоверяются отметкой в паспорте и (или) свидетельством о поверке, оформленным в соответствии с действующими нормативными документами. Знак поверки на СИ наносится в соответствии с рисунком А.1 Приложения А.

• 11.4. При отрицательных результатах поверки СИ к эксплуатации не допускают и выдают извещение о непригодности, оформленное в соответствии с действующими нормативными документами.

Схемы пломбировки

Рисунок 1 - Электронный блок

Рисунок 2 - Пломбировка ПП и ЭБ (расположение ЭБ на ПП)

а) вид сбоку

Рисунок 3 - Пломбировка ПП и ЭБ (ЭБ вынесен от ПП)

б) вид сверху

Рисунок 4 - Выносной терминал (ВТ)

Рисунок 5 - Выносной терминал в металлическом корпусе (ВТМ)

Рисунок 5 - Выносной терминал в металлическом корпусе (ВТМ): 1 - пломба свинцовая предприятия-изготовителя; 2 - места для нанесения знака поверки способом давления на специальную мастику; 3 - пломбы предприятия-изготовителя способом давления на специальную мастику; 4 - отверстия для пломбирования поставщиком.