В основу принципа действия расходомеров положен метод измерений скорости и уровня. Для расчёта расхода используются данные о распределении скоростей в потоке по слоям (до 16 слоёв), уровень заполнения канала жидкостью и геометрические характеристики сечения канала.

Скорость потока жидкости измеряется ультразвуковым кросс-корреляционным методом.

Для измерений используется клиновидный или трубный датчик. Датчики могут быть выполнены в едином корпусе с датчиком уровня, и в своем составе содержать датчик скорости, датчик температуры, гидростатический датчик уровня (в трубном отсутствует) и ультразвуковой датчик уровня.

Клиновидный датчик, как правило, располагается на дне трубы или лотка, но может быть установлен в перевёрнутом положении на плавающем основании (на плотике). Трубный датчик устанавливается в напорных и безнапорных трубопроводах, а также временно переходящих в напорный режим работы. Место установки трубного датчика определяется в зависимости от наполнения трубы.

Датчик скорости излучает импульсы ультразвуковых волн, под углом 45о к оси трубопровода (с углом раскрытия луча 5°), которые отражаются от взвешенных частиц, находящихся в жидкости. Отраженный эхо-сигнал от каждой из частиц для каждого ультразвукового импульса записывается в цифровой образ для обработки. Отражения от следующего импульса записываются в другой цифровой образ. Имея данные о том, под каким углом к направлению жидкости были направлены ультразвуковые импульсы, и времени поступления эхо отражений от взвешенных частиц для каждого цифрового образа вычисляется распределение частиц по измерительным уровням (до 16 уровней) потока жидкости. Сравнивая получаемые цифровые образы и зная интервал между ними, вычисляется скорость потока в каждом измерительном уровне, по значениям строится профиль потока, который может отражаться на дисплее расходомера. Этот процесс повторяется с частотой 1000 Гц. Значения встроенного в комбинированный датчик скорости датчика температуры, используются для коррекции расчётной скорости ультразвука в жидкости. Показания датчика температуры отражаются в главном меню расходомера.

Уровень потока жидкости в трубопроводе может определяться:

• - встроенным гидростатическим датчиком давления (пьезометрический датчик) с компенсатором атмосферного давления. Максимальная длина соединительного кабеля гидростатического датчика до 30 метров и без компенсатора для кабеля длиной до 200 метров. Конструктивно этот датчик размещается в одном корпусе с датчиком скорости;

• - встроенным ультразвуковым датчиком уровня;

• - внешним ультразвуковым датчиком уровня (надводный ультразвуковой датчик, NivuCompact, NivuMaster);

• - внешним гидростатическим датчиком уровня (NivuBar, AquaBar, UniBar, HydroBar).

В вычислителе расходомера измерительная информация преобразуется в значения измеряемых величин:

-средней скорости потока жидкости;

-уровня жидкости (потока жидкости) в трубопроводе;

-расхода жидкости;

-суммарного объема жидкости.

Измерительная информация отображается на жидкокристаллическом дисплее вычислителя (графический дисплей 128х64 или 128х128 пикселей), может быть записана во внешнюю карту памяти (тип CF) и передаваться на компьютер по Ethernet, Internet и т.п. (по заказу).

Модель OCM Pro стационарная, возможность питания от переменного (100-240 В) или постоянного (24 В) тока, имеет исполнения с различным количеством релейных и аналоговых входов и выходов для подключения внешних устройств. Стационарная версия имеет два вида исполнения: для частично и полностью заполненных коллекторов (тип OCM Pro CF) и только для полностью заполненных коллекторов диаметром от 100 до 800 мм (тип OCM Pro Light (или NFP)).

Портативные модели PCM 4 и PCM Pro (взрывозащищенная версия) имеют встроенный перезаряжаемый источник питания (свинцовая батарея 12 Ач, 24-28,5 Ач) и зарядное устройство производства компании «NIVUS».

С помощью сервисной программы «NivuSoft» под управлением операционной системой Windows XP/Vista/Windows 7 можно быстро и наглядно представить данные в виде таблиц и графиков. Также программа предлагает такие дополнительные средства управления данными, как экспорт данных, усредняющие функции, вывод максимального и минимального значений, выбор места проведения измерений и т. д.

При установке датчика скорости и уровня в трубопроводе необходимо соблюдать требования к длинам прямых участков (определяется в зависимости от гидравлических условий и количества датчиков) и минимальному уровню жидкости, изложенные в технической документации фирмы - изготовителя.

Внешний вид стационарного расходомера OCM Pro (блоки управления, трубный и клиновидный датчики) показаны на рисунке 1 (Примечание: датчики могут иметь и другое исполнение).

Рисунок 1

Внешний вид портативных расходомеров PCM 4 и PCM Pro (Ex) (блоки управления, датчики аналогичные стационарному прибору и показаны на рисунке 1) показаны на рисунке 2.

Рисунок 2

Внешний вид внешних ультразвуковых (NivuCompact, NivuMaster) и гидростатических (NivuBar, AquaBar, UniBar, HydroBar) датчиков уровня показан на рисунке 3.

Рисунок 3

На рисунке 4 указано место пломбирования стационарного блока управления (бумажная пломба на блоке управления).

Рисунок 4

На рисунке 5 указано место пломбирования портативного блока управления (болты на панели блока управления).

Рисунок 5

Расходомеры имеют встроенное программное обеспечение (ПО). Структура и взаимосвязи частей ПО показана на рисунке 6.

Рисунок 6

Основные функции частей программного обеспечения:

• 1) Блок расчета расхода предназначен для расчетов его значений по результатам измерений сигнала, получаемого с датчиков;

• 2) Блок расчета объема предназначен для расчетов его значений по результатам измерений расхода;

• 3) Блок процессора предназначен для расчетов и хранения измерительной и диагностической информации;

• 4) Блок обмена предназначен для вывода через последовательный порт измерительной, диагностической и настроечной информации на внешние устройства приема;

• 5) Блок индикации предназначен для визуального отображения на табло расходомера измерительной, диагностической и настроечной информации;

• 6) Блок реального времени предназначен для измерения времени работы расходомера и времени действия диагностируемых ситуаций;

• 7) Блок диагностики предназначен для контроля значений измеренных параметров на соответствие заданным значениям и формирования диагностических сообщений.

• 8) Блок питания датчиков предназначен для подачи напряжения на датчики.

• 9) Блок питания предназначен для формирования питающих напряжений расходомера.

Идентификационные данные встроенного ПО приведены в таблице 1. Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений по МИ 32862010 - С

Таблица 1

Расходомер (электронный блок и датчики)      1 шт.

Паспорт                                   1 шт.

Эксплуатационная документация              1 шт.

Методика поверки МП 2550-0060-20          1 шт.

Транспортная упаковка                       1 шт.

Диск программы «NivuSoft»                  1 шт.

*

зарядное устройство                          1 шт.

*

карта памяти                                1 шт.

*

монтажный комплект                 1 компл.

_*

Примечание: по заказу

Таблица 2