RU2686451C1 - Способ калибровки расходомера газа - Google Patents
Способ калибровки расходомера газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686451C1 RU2686451C1 RU2018115988A RU2018115988A RU2686451C1 RU 2686451 C1 RU2686451 C1 RU 2686451C1 RU 2018115988 A RU2018115988 A RU 2018115988A RU 2018115988 A RU2018115988 A RU 2018115988A RU 2686451 C1 RU2686451 C1 RU 2686451C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- measurement
- flow meter
- calibration
- data
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 39
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для использования в системах измерения расхода газообразных сред. По способу калибровки расходомеров газа используется уменьшение погрешности измерения структурным способом в схеме измерения с отрицательной обратной связью с включением в прямой цепи интегрирующего звена. В способ заложена возможность калибровки контуром внутреннего принудительного расхода без использования внешнего измерительного стенда, определение погрешности во время измерения рабочих расходов без демонтажа расходомера с технологического трубопровода, применение энергетически управляемых структурных элементов. При наличии данных измерения расхода в памяти в выбранных точках статической характеристики расходомера подают приводом потока по каналу реверса расход к выбранной точке, фиксируют данные измерения также в памяти, сравнивают полученные данные измерения в точках, определяют погрешности расходомера. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах измерения расхода газообразных сред.
Известен способ калибровки для повышения эффективности управления процессом и достоверности показаний расхода в долгосрочном периоде в электромагнитных расходомерах серии Е с функциями расширенной диагностики (http://www2.emersonprocess.com/ru/brands/rosemount/Flow/Magnetic-Flowmeters/E-Series-Advanced-Diagnostics/Pages/index.aspx). Данные расширенной диагностики дают возможность сократить затраты на техническое обслуживание благодаря наличию функций поиска, к которым можно легко получить доступ при помощи коммуникатора HART или через программный комплекс AMS® Suite: Intelligent Device Manager. Среди этих функций отметим функцию обнаружения высокого уровня "шума" сигнала, что обеспечивает выявление причин его возникновения и устранение изменения значений расхода, т.е. калибровка с последующей коррекцией. С помощью диагностики расходомеров Emerson контролируется состояние отдельных элементов прибора, без применения внешнего оборудования, устраняется необходимость демонтажа сенсора с технологического трубопровода и благодаря этому позволяет сэкономить время и деньги.
Известен способ калибровки турбинных расходомеров газа (Методика контроля технического состояния cigas.ru〉doc/method_control_pressure.pdf) с недостатком повышения порога в процессе эксплуатации. Причинами повышения перепада давления на счетчике газа являются загрязнение подшипников, засорение измерительной камеры и проточной части счетчика, что приводит к подтормаживанию подвижных частей. Для выявления этого недостатка необходимо измерение перепада давления на счетчике газа применением как электронных средств измерения (СИ) перепада давления, так и механических дифференциальных манометров. Проведенные испытания (калибровка на стенде) показали, что с помощью контроля изменения перепада давления техническое состояние счетчика с большой долей вероятности можно оценить, только на расходах газа более 0,1 Qmax ("Зона неопределенности по расходу», Приложение 5).
Недостатками известных способов калибровки расходомеров являются приемы использования пассивных (без питания) чувствительных элементов в схеме и использование внешних устройств калибровки.
Известные способы в устройствах электромеханического типа, а также некоторые приемы использования электронных вычислительных устройств для калибровки и коррекции расхода приведены в литературе (Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества веществ \ Спр. кн. 1. - СПб. Политехника. 2002), недостатком которых является отсутствие способа самостоятельной калибровки, т.е. невозможность поверки без использование внешних устройств. Калибровка подразумевает выполнение ряда сравнительных действий для определения точности реальных показателей метрологических параметров и подтверждения пригодности средств измерений (СИ), не контролируемых государственными метрологическими органами. Пригодность СИ определяется калибровочной лабораторией с соблюдением действующих нормативов, методологий и схем. Проведение калибровки не требует обращения в органы государственной метрологической службы. Реализацию калибровочных мероприятий можно поручить любой метрологической службе (http://www.serconsrus.ru/services/kalibrovka-sredstv-izmereniy/).
Метод компараторного сличения http://www.serconsrus.ru/press_centr/publikacii/metody-provedeniya-kalibrovki-sredstv-izmereniy/, принят за прототип. В его проведении используется компаратор - устройство, позволяющее сравнить показания калибруемых (поверяемых) и эталонных СИ. Его использование обусловлено невозможностью проведения прямого сравнения показаний СИ, определяющих одну и ту же физическую величину. Роль компаратора может исполнять любое измерительное устройство, одинаково отвечающее на сигналы калибруемых (поверяемых) и эталонных СИ. Главный плюс метода - последовательное во времени сравнение двух величин. Недостаток метода компараторного сличения состоит в том, что последовательно сравниваются две шкалы измерений при использовании внешней аппаратуры на стенде, причем в полном диапазоне с максимальным расходом и затратой мощностных характеристик стенда.
Кроме того, недостатками известного способов калибровки расходомеров является сложность процедуры тарировки, требующей демонтажа исследуемого расходомера с рабочей технологической линии.
Техническим результатом предложенного способа калибровки является использования метода уменьшения погрешности измерения структурным способом с отрицательной обратной связью, с включением в прямой цепи интегрирующего звена, заложенного в способ возможности калибровки контуром внутреннего принудительного расхода, без использования внешнего измерительного стенда, определение погрешности во время измерения рабочих расходов, без демонтажа расходомера с технологического трубопровода, применение энергетически управляемых структурных элементов.
Технический результат достигается тем, что предложенный способ калибровки расходомера газа по изобретению характеризуется тем, что, при наличии данных измерения расхода в памяти в выбранных точках статической характеристики, подают приводом потока по каналу реверса расход к выбранной точке, фиксируют данные измерения также в памяти, сравнивают полученные данные измерения в точках, определяют погрешности расходомера.
На фиг. 1 представлена реализация способа калибровки расходомера в схеме без демонтажа при работе на технологической линии.
На фиг. 2 приведены статические характеристики В и Д расходомера в координатах частота от расхода среды 
с измерением расхода газа в рабочем режиме (В) и измерением в режиме калибровки расхода, с использованием способа в системе с отрицательной обратной связью (Д - пунктир), знаком 
- обозначены выбранные точки поверки характеристики (например, т. А).
Информация о расходе в предложенном способе получена непосредственно в частотной форме при линейной зависимости между объемным расходом 
и частотой ƒ колебания давления чувствительного элемента расходомера, например, струйного генератора.
Готовое изделие - расходомер с паспортными данными имеет статическую характеристику В, записанную в памяти блока управления 7 расходомера, которая скорректирована на стенде потоком реверса в системе измерения с отрицательной обратной связью (ООС). После этого он установлен в технологическую линию.
В процессе эксплуатации по протоколу необходимы поверочные тесты калибровки, поскольку чувствительный элемент расходомера уходит по разным эксплуатационным причинам от первоначальной настроенной точности измерения.
Процедура калибровки статической характеристики (В на фиг. 2) производится калибровкой отдельных выбранных точек, которые складываются самой поверкой в характеристику Д, и состоит в следующем:
- подача расхода 
по каналу реверса отсутствует, обратный клапан закрыт.
- в расходомер подан рабочий поток , проведены измерения изменяющегося расхода по технологической линии в различных точках статической характеристики.
После некоторой эксплуатации расходомера для уверенности измеренных данных технологического цикла требуется калибровка расходомера. Для процедуры калибровки расходомер не демонтируют с технологической линии и не останавливают технологический процесс.
- точки калибровки выбраны ранее в связи с возможностью в этих точках искажения продукта на выходе технологической линии.
- по некоторому периодическому сигналу блока управления (с выключением обратного клапана) привод потока реверса нагнетает по каналу реверса расход до требуемого значения, подлежащего контролю при установившемся режиме измерения потока, например, в т. А.
- в точке А считается, что измерение расхода в установившемся процессе закреплено тем, что система с ООС и реверсом потока закончила измерение в этой точке при 
т.е. приращение расхода основного потока компенсируется уменьшением потока реверса (отрицательным приращением), поддерживая выходную частоту чувствительного элемента расходомера на постоянной частоте ƒ=const.
- данные измеренного расхода в точке калибровки фиксируются в электронной памяти. Погрешность измеренного расхода составляет, например, 0,5%.
- данные расхода в искомой точке калибровки, измеренные чувствительным элементом расходомера и данные измеренного расхода по каналу реверса сравниваются и вычисляется разность расходов (+ или -) в частотной форме.
- следуя принципу структурного уменьшения погрешности в системе измерения с отрицательной обратной связью, делается заключение, что численные значения расхода, полученные в искомой точке с использованием канала реверса, являются данными с меньшей погрешностью, и принимаются как более близкие к истинным значениям. При этом измерение произведено с меньшей погрешностью в технологическом процессе уже в работе с чувствительным элементом расходомера.
- разность расходов в искомой точке вычисляется и заносится в протокол измерения, а также вычисляется относительная погрешность измерения расхода.
- перечисленные пункты алгоритма калибровки измерений проводятся в сроки по согласованию с заказчиком, например, один раз в месяц. При калибровке применение штатного внешнего оборудования не предусмотрено.
Способ калибровки расходомера можно реализовать по схеме измерения (фиг. 1) с электронным блоком 7 управления, чувствительным элементом 3 в виде струйного генератора колебаний давления с частотным сигналом. Подача реверса потока 
по отдельному каналу 5 реверса обеспечивается приводом 6 расхода, например, крыльчаткой с электроприводом. Обратный клапан (ОК) на время работы потока реверса открыт. Обозначены сумматор 2 и разделитель 4 потоков 
и измеряемого 1 и потока реверса 5.
В режиме подачи потока реверса крыльчатка 6 является расходомером в звене обратной связи с погрешностью 0,5%. Измерение выполняется по компенсационной схеме.
Выполнение полной компенсации измеряемой величины совершается при установившемся режиме измерения. Измерение расхода в конечной точке (макс. расход) возможно измерением в точке рабочего расхода меньшего значения максимального, поскольку чувствительный элемент измеряет суммарную величину расхода 
.
При расчете погрешности измерения можно учитывать рекомендации, изложенные в литературе (Браславский Д.А., Петров В.В. Точность измерительных устройств \ Машиностроение. М. 1976. с. 23-52). Для обеспечения компенсационного метода измерения теоретически необходимо обеспечить в прямой цепи схемы измерения чувствительность S1=∞. Общая чувствительность системы измерения в пределе будет S=S1/(1-S1S2)=1/S2, где S2 - чувствительность звена обратной связи 6. Коэффициенты влияния цепей в этом случае будут ψ1=1/(1+S1S2)=0 и ψ2=-S1S2/(1+S1S2)=-1.
Приведенная относительная погрешность расходомера по схеме рис. 1 со звеном 6, расположенным в обратной связи схемы измерения будет ζ=ψ1ζ+ψ2ζ2, где ζ1 и ζ2 - приведенные относительные погрешности звеньев прямой и обратной цепей.
Практическая реализация звена с бесконечно большой чувствительностью S1=∞ предполагает наличие астатического (интегрирующего) звена в прямой цепи, в котором при установившемся режиме величина выходного сигнала равна бесконечности и чувствительность астатического звена равна бесконечности (при соответствующем выборе входной и выходной координат).
В нашем случае координатами являются: входной сигнал - расход, выраженный частотой 
а выходной сигнал - число литров, пройденных через струйный генератор и выраженных приращением частоты 
на индикаторе расхода блока управления 7.
Расход потока реверса выполняется с погрешностью ζ2=0,5%.
Относительная погрешность всего расходомера, замкнутого ООС в точке калибровки будет (при ψ1=0) ζ=ψ1ζ1+ψ2ζ2=0-1(±0,5%)=-0,5%.
Таким образом, следуя принципу структурного уменьшения погрешности в системе измерения с отрицательной обратной связью, делается заключение, что численные значения расхода, полученные в искомой точке и других точках калибровки по линии статической характеристики Д, являются данными с меньшей погрешностью, и принимаются как близкие к истинным с расчетной погрешностью.
Предложенный способ калибровки позволяет проводить самостоятельную периодическую калибровку расходомера без демонтажа с технологической линии и использования внешней аппаратуры стенда для штатной калибровки, определять погрешность измерения.
Claims (1)
- Способ калибровки расходомера газа, характеризующийся тем, что, при наличии данных измерения расхода в памяти в выбранных точках статической характеристики, подают приводом потока по каналу реверса расход к выбранной точке, фиксируют данные измерения также в памяти, сравнивают полученные данные измерения в точках, определяют погрешности расходомера.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018115988A RU2686451C1 (ru) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Способ калибровки расходомера газа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018115988A RU2686451C1 (ru) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Способ калибровки расходомера газа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2686451C1 true RU2686451C1 (ru) | 2019-04-25 |
Family
ID=66314872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018115988A RU2686451C1 (ru) | 2018-04-27 | 2018-04-27 | Способ калибровки расходомера газа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2686451C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770512C1 (ru) * | 2021-05-31 | 2022-04-18 | Акционерное общество "Омское машиностроительное конструкторское бюро" | Способ определения расходных характеристик (РХ) струйных датчиков расхода (СДР) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4508127A (en) * | 1983-03-30 | 1985-04-02 | The Garrett Corporation | Fuel mass flow measurement and control system |
| RU2030714C1 (ru) * | 1990-08-22 | 1995-03-10 | Лобов Борис Иванович | Способ поверки расходомеров |
| US6279386B1 (en) * | 1997-11-28 | 2001-08-28 | Tokheim Services France | Meter for measuring the volume of a flowing fluid |
| US9706946B2 (en) * | 2012-05-22 | 2017-07-18 | Sparo Inc. | Spirometer system and methods of data analysis |
-
2018
- 2018-04-27 RU RU2018115988A patent/RU2686451C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4508127A (en) * | 1983-03-30 | 1985-04-02 | The Garrett Corporation | Fuel mass flow measurement and control system |
| RU2030714C1 (ru) * | 1990-08-22 | 1995-03-10 | Лобов Борис Иванович | Способ поверки расходомеров |
| US6279386B1 (en) * | 1997-11-28 | 2001-08-28 | Tokheim Services France | Meter for measuring the volume of a flowing fluid |
| US9706946B2 (en) * | 2012-05-22 | 2017-07-18 | Sparo Inc. | Spirometer system and methods of data analysis |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2770512C1 (ru) * | 2021-05-31 | 2022-04-18 | Акционерное общество "Омское машиностроительное конструкторское бюро" | Способ определения расходных характеристик (РХ) струйных датчиков расхода (СДР) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6130825B2 (ja) | 上流体積質量流量検証システムおよび方法 | |
| EP3032230B1 (en) | Flow meter and a method of calibration | |
| US20220155117A1 (en) | System and method for quantitative verification of flow measurements | |
| AU2018437115B2 (en) | Detecting a change in a vibratory meter based on two baseline meter verifications | |
| RU2705705C1 (ru) | Вихревой расходомер с уменьшенным технологическим вмешательством | |
| KR101228427B1 (ko) | 계측 유량의 정밀 보정이 가능한 디지털 계량기 및 이의 자동보정 시스템 | |
| DE69309939D1 (de) | Durchflussmesser | |
| RU2686451C1 (ru) | Способ калибровки расходомера газа | |
| US11029181B2 (en) | Vortex flowmeter with flow instability detection | |
| Shimada et al. | Further investigation into a water flow rig related to calibration | |
| US9488509B2 (en) | Method or determining an absolute flow rate of a volume or mass flow | |
| RU182096U1 (ru) | Устройство поверки расходомера газа | |
| RU182094U1 (ru) | Расходомер газа с устройством поверки | |
| EP3879236A1 (en) | Method for estimating a flow rate using a vortex flow meter | |
| McKee | Pulsation effects on orifice metering considering primary and secondary elements | |
| US20210072068A1 (en) | Multi-range flowmeter | |
| RU2641505C1 (ru) | Информационно-измерительная система для измерения расхода и количества газа | |
| GB2345974A (en) | Testing fluid meters | |
| JP2024521360A (ja) | 基準ゼロ流量値の測定バイアスの検出 | |
| UA25669U (en) | Device for fast testing of natural gas | |
| JP2024526423A (ja) | 振動計のゼロ検証基準の決定 | |
| JP2024521359A (ja) | 振動計のゼロ検証のためのゼロ検証基準の選択 | |
| US20210102832A1 (en) | Method for detecting a measuring error during a measurement of a media property of a medium by means of a field device in measurement and automation technology, and an ulstrasonic flow rate measuring device or ultrasonic fill level measuring device for carrying out said method | |
| WO2023107093A1 (en) | Using parameters of sensor signals provided by a sensor assembly to verify the sensor assembly | |
| UA71492A (ru) | Устройство для быстрого контроля измерителей расхода природного газа |