Принцип действия счетчиков основан на методе измерения разности между временем прохождения ультразвуковых импульсов по потоку и против потока газа. Измеренная разность времени, пропорциональная скорости потока, преобразуется в значение объемного расхода.

Конструктивно стандартная модификация счетчика состоит из:

• -   корпуса счетчика, с установленными в нем ультразвуковыми приемопередатчиками. В зависимости от модели, в счетчике может быть установлено до восьми пар ультразвуковых приемопередатчиков, которые передают сигнал без его отражения от внутренней стенки корпуса счетчика. Пары приемопередатчиков располагаются в одной плоскости параллельно друг другу или в двух пересекающихся плоскостях.

• -   блока обработки информации (SPU), который закреплен с наружной стороны корпуса. В состав блока обработки информации входит процессорная плата, отвечающая за возбуждение и обработку сигналов, поступающих от приёмопередатчиков, интерфейсный блок, отвечающий за входные/выходные сигналы и жидкокристаллический дисплей с клавиатурой. Дисплей оснащен оптическим последовательным интерфейсом.

Корпус блока обработки информации разделен на отсеки, что позволяет вынести процессорную плату в отдельный от интерфейсного блока отсек. Интерфейсный блок может быть размещен во взрывонепроницаемом отсеке (взрывозащита вида Exd) или клеммном отсеке c искробезопасным исполнением (взрывозащита вида Exia). Дополнительно, при размещении интерфейсного блока во взрывонепроницаемом отсеке, терминалы, для удобства подключения, могут быть выведены в клеммный отсек (взрывозащита вида Exdе).

Счетчик сконструирован для двунаправленного измерения потока и имеет настраиваемый параметр «Отсечка нулевого потока», который по умолчанию составляет 0,25Qmin. Он может быть смонтирован как на горизонтальных, так и на вертикальных трубопроводах.

Модификации счетчика:

FLOWSIC600-XT - стандартный счетчик с 4-мя парами ультразвуковых приемопередатчиков и одним блоком обработки информации.

Рисунок 1 - Внешний вид счетчика FLOWSIC600-XT 4-лучевой

Модификация FLOWSIC600-XT Quatro - в один стандартный корпус встроено два идентичных, независимых счетчика, каждый из которых оснащен четырьмя парами приемопередатчиков и блоком обработки информации. Данная система позволяет осуществлять полное дублирование результатов измерений одним прибором.

Рисунок 2 - Внешний вид счетчика FLOWSIC600-XT Quatro

Модификация FLOWSIC600-XT 2plex - в один стандартный корпус встроено два независимых счетчика, один из которых оснащен четырьмя парами приемопередатчиков и блоком обработки информации - измерительный счетчик, другой - одной парой приемопередатчиков и блоком обработки информации - контрольный счетчик. Данная система позволяет осуществлять контроль состояния измеряемой среды для дополнительного контроля показаний измерительного счетчика (Контроль Метрологических Характеристик (далее -КМХ)).

Рисунок 3 - Внешний вид счетчика FLOWSIC600-XT 2plex

Модификация FLOWSIC600-XT Forte - счетчик с восьмью парами ультразвуковых преобразователей, расположенных в двух плоскостях, и одним электронным блоком. Данная система позволяет снизить требования к длине входного участка измерительного трубопровода.

Рисунок 4 - Внешний вид счетчика FLOWSIC600-XT Forte

В счетчике реализована технология «PowerIn Technology^TM» - в блоке обработки информации расположена резервная батарея, которая позволяет продолжать измерение при отсутствии внешнего питания. Время работы от резервной батареи составляет от 6 до 90 дней в зависимости от конфигурации счетчика. Метрологически значимые параметры и значения объемов хранятся в нестираемой памяти.

Счетчик присоединяется к трубопроводу с помощью фланцев, выполненных по стандартам ANSI, DIN, ГОСТ или специального исполнения (в зависимости от заказа). Требования к входным/выходным участкам измерительного трубопровода в зависимости от модификации счетчика представлены в Таблице 1.

Таблица 1 - Требования к входным/выходным участкам измерительного трубопровода в зависимости от модификации счетчика.

Дополнительно счетчик может быть оборудован встроенным датчиком давления и температуры, расположенным в корпусе прибора и используемый для автоматической коррекции изменения геометрии корпуса прибора и чисел Рейнольдса. При отсутствии данного датчика значения давления и температуры могут вноситься в прибор условно-постоянными величинами или через подключенные внешние датчики давления и температуры.

Блок обработки информации может быть оснащен встроенным вычислителем расхода. Модификация счетчика со встроенным вычислителем расхода дополнительно обеспечивает вычисление объемного расхода и объема газа при стандартных условиях, массового расхода. Вычисление теплофизических свойств газовых смесей различного состава, осуществляется по специальным методикам, утвержденным и аттестованным в установленном порядке. Стандартно реализованы следующие методики вычисления теплофизических свойств газов:

• - для природного газа, согласно ГОСТ 30319.2-2015 «Газ природный. Методы расчета физических свойств. Вычисление физических свойств на основе данных о плотности при стандартных условиях и содержании азота и диоксида углерода»;

• - для сухих и влажных многокомпонентных газовых смесей переменных составов, характерных для нефтяного газа, в газовой фазе и во флюидной области согласно методике ГСССД МР 113-03 «Определение плотности, фактора сжимаемости, показателя адиабаты и коэффициента динамической вязкости влажного нефтяного газа в диапазоне температур 263...500 К при давлениях до 15 МПа».

Счетчик также обеспечивает:

• - формирование и хранение энергонезависимых архивов событий, измеренных и вычисленных значений (состав и глубина архивов гибко настраиваемые);

• - сигнализацию отказов и превышения установленных пределов измерений подключенных внешних датчиков;

• - передачу информации по имеющимся интерфейсам связи, в том числе с выводом на принтер;

• -  периодическое введение и регистрацию значений условно-постоянных величин;

• -  защиту от несанкционированного доступа к параметризации и архивам.

Все изменения конфигурируемых параметров или архивов автоматически протоколируются.

Дополнительно со счетчиком поставляется конфигурационное программное обеспечение FLOWgate, предназначенное для конфигурирования, параметризации и диагностики счетчика. Оно содержит процедурные модули, предназначенные для проведения проверки технического состояния счетчика и его поверки.

Набор программ FLOWgate защищен многоуровневой системой защиты, которая предоставляет доступ только уполномоченным пользователям и одновременно определяет, какие из данных может вводить или изменять пользователь. При изменении конфигурации счетчика, настройки системы защиты, в том числе уровней доступа пользователей, задают вход по паролю через пользовательские интерфейсы.

Конфигурационное программное обеспечение обладает функцией i-diagnostic™, с помощью которой можно автоматически оценивать состояние системы и выдавать рекомендации по предотвращению негативных ситуаций и их последствий.

В счетчике предусмотрена автоматическая самодиагностика и проверка нулевых и контрольных значений измеряемых величин. Предусмотрена возможность осуществлять замену пары приемопередатчиков и блоков электроники без дополнительной поверки.

В счетчике реализована возможность компенсации сбоя луча на основании постоянно обновляемых значений параметров по каждому из лучей и отношений между ними. Компенсация сбоя луча возможна при выходе из строя одного луча 4-х лучевой системы или двух лучей 8-ми лучевой системы (если они расположены в разных измерительных плоскостях). При этом активируется предупреждение пользователя. При выходе из строя 2-х или более лучей, расположенных в одной плоскости счетчик переходит в состояние ошибки.

Каждая «измерительная плоскость» (состоящая из 4-х измерительных лучей) дополнительно производит измерение по диагностическому центральному лучу (cross beam indication) Рисунок 5). Дополнительно полученные данные измерений используются для автоматического КМХ и для работы интеллектуального помощника.

Рисунок 5 - Диагностические центральные лучи (crossbeam) FLOWSIC600-XT Forte

Таблица 6 - .

Таблица 3

счетчиков

Пределы допускаемой относительной погрешности счетчика при вычислении массового расхода, объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, ³⁾ %_____________________

Пределы допускаемой относительной погрешности измерения времени, %

Продолжение таблицы 3_________________________________________________________

Пр имечания:

• 1- Не может превышать расчётное давление счетчика, соответствующее классу фланцевого соединения

• 2- Диапазоны допустимого рабочего давления эксплуатации счетчика с сохранением

заявленных метрологических характеристик в зависимости от Рйх(давление газа при проливном методе поверки). ________________________________________________

Рекомендуется выбирать давление pfix наиболее приближенное к среднему рабочему давлению эксплуатации.

• 3- Указанная погрешность вычислений не содержит погрешности определения температуры, давления и цифро-аналоговых преобразований. Погрешность вычисления массового расхода объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, определяются в соответствии с действующими нормативными документами на системы измерений на базе ультразвуковых преобразователей расхода

• 4- Для счетчиков диаметром DN450 и более допускается проводить поверку на поверочной установке с верхним пределом воспроизведения расхода Qmax установки. Для диапазона от Qmax установки до Qmax значение пределов допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях подтверждается имитационным методом. При этом присваиваются следующие значения пределов допускаемой относительной погрешности измерений объемного расхода и объема газа при рабочих условиях

±0,5% в диапазоне от от Qmin до Qt;

±0,3% в диапазоне от Qt до Qmax установки;

±0,5% в диапазоне от Qmax установки до Qmax;

Таблица 4 - Технические характеристики счетчиков

Продолжение таблицы 4

Продолжение таблицы 4

Таблица 5 - Диапазоны измерений расхода газа (от Qmin до Qmax), пограничное значение расхода (Qt), значение максимальной^!^) и пограничной скорости газа (Vt) в зависимости от типоразмера счетчика.