Принцип действия расходомеров жидкости ультразвуковых двухканальных УРЖ2КМ основан на измерении времени распространения импульсов ультразвукового колебания через двигающуюся жидкость. Разность между временем распространения ультразвуковых импульсов в прямом и обратном направлениях относительно движения жидкости пропорциональна скорости ее потока и, следовательно, ее расходу.

Возбуждение ультразвуковых колебаний осуществляется пьезоэлектрическими преобразователями (далее - ПЭП), располагаемыми на участке трубопровода, в котором производится измерение расхода жидкости. В зависимости от установки ПЭП относительно сечения потока скорость последнего измеряется по двум или одному каналу ультразвуковых колебаний.

Участок трубопровода с ПЭП, установленными на его диаметрально противоположных сторонах, образует первичный ультразвуковой преобразователь расхода (далее - УПР). В одноканальном УПР устанавливаются два ПЭП, которые размещаются на оси, проходящей через диаметр поперечного сечения УПР. Двухканальный УПР содержит две пары ПЭП, которые размещены на осях, параллельных друг другу и проходящих через равные хорды поперечного сечения. Хорды располагаются на расстоянии 0,25 внутреннего диаметра от центральной оси трубопровода. Оси установки ПЭП располагаются под углом к оси УПР. ПЭП в паре работают попеременно в режиме приемник/излучатель и обеспечивают излучение в жидкость и прием из нее ультразвуковых импульсов под углом к оси трубопровода. Устройство, содержащее электронные узлы формирования импульсов поступающих на ПЭП/с ПЭП, вычисления расхода, объема на основе измеряемого времени распространения ультразвуковых импульсов, образует вторичный преобразователь - электронный блок (далее - ЭБ).

УПР, изготовленный на предприятии - изготовителе, представляет собой отрезок трубы из легированной стали, к торцам которой приварены два фланца по ГОСТ 12815-80. В средней зоне трубы приварены держатели, служащие для установки ПЭП. ПЭП устанавливаются с медными прокладками и фиксируются в держателях гайками. УПР подключается к ЭБ кабелем c волновым сопротивлением 50 Ом и длиной до 200 м. Длина соединительного кабеля может быть увеличена при выполнении требований к принимаемому сигналу.

ПЭП в паре работают попеременно в режиме приемник/излучатель и обеспечивают излучение в жидкость и прием из нее ультразвуковых импульсов под углом к оси трубопровода. Устройство, содержащее электронные узлы формирования импульсов поступающих на ПЭП/с ПЭП, вычисления расхода, объема на основе измеряемого времени распространения ультразвуковых импульсов, образует вторичный преобразователь - электронный блок (далее - ЭБ).

ЭБ обеспечивает:

■ измерение времени распространения ультразвуковых импульсов по одному или двум каналам измерения;

• ■ накопление объема в счетчиках с режимами счета по модулю, с учетом знака или только в одном направлении;

• ■ индикацию результатов измерений, а также вывод в виде токовых и импульсных сигналов;

• ■ архивирование в энергонезависимой памяти результатов измерения, ведение календаря и часов независимо от перерывов питания;

• ■ вывод измерительной, архивной информации через последовательный интерфейс RS485 или RS-232;

• ■ время наработки измерительных каналов.

Каналы измерения независимы друг от друга, работают параллельно и гальванически развязаны между собой и выходными сигналами.

Расходомеры жидкости ультразвуковые двухканальные УРЖ2КМ могут использоваться автономно, а также в качестве первичных преобразователей расхода или объема в составе теплосчетчиков, распределенных измерительных систем и АСУТП.

Программное обеспечение (ПО) установки по аппаратному обеспечению является встроенным. Преобразование измеряемых величин и обработка измерительных данных выполняется с использованием внутренних аппаратных и программных средств. ПО хранится в энергонезависимой памяти. Программная среда постоянна, отсутствуют средства и пользовательская оболочка для программирования или изменения ПО.

Программное обеспечение средства измерения разделено на:

• - метрологически значимую часть;

• - метрологически незначимую часть.

Разделение программного обеспечения выполнено внутри кода ПО на уровне языка программирования. К метрологически значимой части ПО относятся:

• - программные модули, принимающие участие в обработке (расчетах) результатов измерений или влияющие на них;

• - программные модули, осуществляющие отображение измерительной информации, её хранение, защиту ПО и данных;

• - параметры ПО, участвующие в вычислениях и влияющие на результат измерений;

• - компоненты защищенного интерфейса для обмена данными между средством измерения и внешними устройствами.

Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1:

Таблица 1

Влияние на метрологически значимое ПО средства измерения через интерфейс связи (импульсный выход) отсутствует. Программное обеспечение средства измерения не оказывает влияния на метрологические характеристики.

Защита программного обеспечения средства измерения от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010. Примененные специальные средства защиты в достаточной мере исключают возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой части ПО и измеренных (вычисленных) данных.

Общий вид расходомера жидкости ультразвукового двухканального УРЖ2КМ приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Общий вид расходомера жидкости ультразвукового двухканального УРЖ2КМ

Конструктивно ЭБ представляет собой герметичный пластиковый приборный корпус для настенного монтажа.

Для защиты от несанкционированного доступа один из крепежных винтов верхней крышки корпуса ЭБ пломбируется мастичной пломбой. Пример пломбировки показан на рисунке 2.

Рисунок 2 - Пример пломбировки расходомера

Расходомеры жидкости ультразвуковые двухканальные УРЖ2КМ измеряют средний объемный расход жидкости в зависимости от диаметра условного прохода (далее - DN) трубопровода в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2

где: DN - условный диаметр УПР или трубопровода, мм;

• 2 Диаметры труб первого и второго каналов могут быть крайне разными.

• 3 УПР с условными проходами от DN15 по DN25 имеют измерительные участки U-образной формы. DN от 32 по DN 50 имеют полнопроходные измерительные участки, либо U-образной формы (обозначения в скобках - для измерительных участков U-образной формы, без скобок - для полнопроходных измерительных участков). УПР с условными проходами от DN65 и выше имеют только полнопроходные измерительные участки.

Пределы допускаемой относительной погрешности ЭБ при измерении расхода, объема, времени распространения ультразвука и величины тока приведены в таблице 3.

Таблица 3

Пределы допускаемой относительной погрешности расходомеров ультразвуковых жидкости двухканальных УРЖ2КМ при врезке пьезоэлектрических преобразователей по диаметру, приведены в таблице 4.

Таблица 4

Пределы допускаемой относительной погрешности расходомеров жидкости ультразвуковых двухканальных УРЖ2КМ при врезке пьезоэлектрических преобразователей по одной хорде для трубопроводов с условным проходом от DN80 до DN3000, приведены в таблице 5. Таблица 5

Пределы допускаемой относительной погрешности расходомеров жидкости ультразвуковых двухканальных УРЖ2КМ при врезке пьезоэлектрических преобразователей по двум хордам для трубопроводов с условным проходом от DN80 до DN3000, приведены в таблице 6.

Таблица 6

Виды выходных сигналов ЭБ, пределы их изменений, нагрузка, коммутируемые сигналы приведены в таблице 7.

Таблица 7

Основные технические характеристики и рабочие условия эксплуатации ЭБ приведены в таблице 8.

Таблица 8

Рабочие условия эксплуатации УПР расходомеров приведены в таблице 9. Таблица 9

Масса УПР

- беструбного исполнения 0,7 кг

- в зависимости от DN: от 7 до 131 кг.