МИ 2983-2006
Рекомендация. Государственная система обеспечения единства измерений. Расходомеры-счетчики жидкости ультразвуковые UFM 500. Методика поверки

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ РАСХОДОМЕТРИИ

(ФГУП ВНИИР)

ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ
РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора

ФГУП ВНИИР

Немиров

10.03.2006 г.

 

РЕКОМЕНДАЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений.

РАСХОДОМЕРЫ-СЧЕТЧИКИ ЖИДКОСТИ
УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ UFM 500.

Методика поверки

 

МИ 2983-2006

 

 

Казань

2006

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

1 РАЗРАБОТАНА Федеральным государственным унитарным предприятием Всероссийским научно-исследовательским институтом расходометрии (ФГУП ВНИИР)

ИСПОЛНИТЕЛИ: Сафин А.Г., канд. техн. наук; Хомяков Т.Д., канд. техн. наук

РАЗРАБОТАНА ООО «Кроне-автоматика»

ИСПОЛНИТЕЛИ: Гутин Е.А.; Чеснаков В.В.

2 УТВЕРЖДЕНА ФГУП ВНИИР 10 марта 2006 г.

3 ЗАРЕГИСТРИРОВАНА ФГУП ВНИИМС 26 апреля 2006 г.

4 ВВЕДЕНА ВПЕРВЫЕ

 

РЕКОМЕНДАЦИЯ

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящая рекомендация распространяется на расходомеры-счетчики жидкости ультразвуковые модели UFM 500 (далее - расходомеры) и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

Расходомер состоит из следующих составных частей:

- первичного преобразователя расхода модели UFS-500 (далее - ППР);

- сигнального конвертера модели UFC-030 (далее - СК).

Данная рекомендация распространяется на расходомеры с ППР с внутренним диаметром более 200 мм и разработана с учетом положений нормативного документа фирмы «KROHNE Altometer» «Ультразвуковой счетчик ALTOSONIC UFM 500. Методика проведения поверочных испытаний без использования эталонного объема».

Межповерочный интервал: не более одного года.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящей рекомендации использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 50118-92 Термометры с вложенной шкалой длинные для точных измерений

ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества

ГОСТ 10-88 Нутромеры микрометрические. Технические условия

ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия

ПР 50.2.006-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения поверки средств измерений

Примечание - При пользовании настоящей рекомендацией целесообразно проверить действие ссылочных нормативных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящей рекомендацией руководствуются замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяют в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

При проведении поверки выполняют операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1

4 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

4.1 При проведении поверки применяют следующие средства:

- вольтметр универсальный Щ31 по 3.349.033 ТУ кл. точности 0,01;

- частотомер ЧЗ-64/1 по ДЛИ2.721.006 ТУ;

- осциллограф С1-114 по 2.044018 ТУ;

- термометр лабораторный по ГОСТ Р 50118 с ценой деления 0,1 °С и диапазоном измерений 8 ... 38 °С;

- барометр-анероид БАММ по ТУ 25004-1618;

- психрометр МВ-34 по ТУ 25-1607054;

- диагностическую систему SoundCheck с программным обеспечением SoundCheck program;

- штангенрейсмус ШР-Ш-0,1 по ГОСТ 166;

- нутромер макрометрический НМ 1250 по ГОСТ 10 с диапазоном измерений 50 ... 3000 мм;

- штангенглубиномер ШГО-40,0 по ГОСТ 166.

4.2 Допускается применение других аналогичных по назначению средств поверки с метрологическими характеристиками, не уступающими указанным в 4.1.

5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И К КВАЛИФИКАЦИИ ОПЕРАТОРОВ

5.1 При проведении поверки соблюдают требования безопасности, определяемые:

- Правилами эксплуатации электроустановок потребителей, VI издание, 2003 г.;

- Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, IV издание, 1994 г.;

- правилами безопасности при эксплуатации средств поверки, приведенных в их эксплуатационной документации.

5.2 К проведению поверки и обработки ее результатов допускают лиц с техническим образованием не ниже среднего, аттестованных в качестве поверителя; имеющих опыт проведения поверки средств измерений и допуск к работе с электроизмерительными приборами; изучивших настоящую рекомендацию и эксплуатационную документацию на средства поверки и расходомер; прошедших обучение и проверку знаний и допущенных к обслуживанию расходомеров и прошедших инструктаж по технике безопасности.

6 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

При проведении поверки соблюдают следующие условия:

6.1 Окружающая среда имеет следующие параметры:

- температура окружающего воздуха 15 °С ... 25 °С;

- относительная влажность не более 80 %;

- давление 86 ... 106,7 кПа;

6.2 Рабочей жидкостью является вода по ГОСТ Р 51232 с температурой 15°С ... 25 °С.

6.3 Изменение температуры рабочей жидкости в процессе поверки: не более 2 °С.

6.4 Параметры напряжения питания, вибрации, внешних магнитных полей находятся в пределах, нормированных в эксплуатационной документации на расходомер и средства поверки.

7 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

При подготовке к поверке выполняют следующие работы:

а) проверяют наличие средств поверки согласно разделу 4 и действующих свидетельств о поверке или оттисков поверительных клейм;

б) проверяют комплектность, маркировку и правильность монтажа средств поверки и расходомера в соответствии с инструкциями по их эксплуатации;

в) проверяют соблюдение условий согласно разделам 5 и 6;

г) подготавливают к работе расходомер и средства поверки согласно их эксплуатационной документации;

д) подключают расходомер к источнику питания в соответствии с указаниями на фирменной табличке (напряжение, частота) и инструкцией по его эксплуатации;

е) вводят в СК расходомера базисные параметры, проводят выбор единиц измеряемых величин, устанавливают функцию устройства выдачи показаний в соответствии с инструкцией по эксплуатации и протоколом настройки СК;

ж) выдерживают перед поверкой расходомер в нерабочем состоянии не менее 30 мин, а затем во включенном состоянии не менее 30 мин.

8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

8.1 Внешний осмотр

При внешнем осмотре устанавливают соответствие расходомера следующим требованиям:

- комплектность и маркировка соответствуют технической документации;

- на расходомере отсутствуют внешние механические повреждения, влияющие на его работоспособность.

8.2 Опробование

При опробовании определяют работоспособность расходомера следующим образом:

- заполняют ППР расходомера водой;

- устанавливают режим показа расхода и объема дисплея СК расходомера в соответствии с инструкцией по эксплуатации (гл. 4.3, меню 1.2.1, 1.2.2);

- контролируют показания дисплея СК расходомера (при этом значение расхода равно нулю, показания сумматора (объем) неизменны).

8.3 Определение метрологических характеристик Определение метрологических характеристик осуществляют в соответствии с указаниями инструкции по эксплуатации расходомера.

8.3.1 Определение геометрических параметров ППР

Измерения геометрических параметров ППР проводят на предприятии-изготовителе в процессе изготовления с применением средств поверки, указанных в разделе 4.

Перед измерениями очищают внутреннюю поверхность ППР.

Измерения линейных параметров проводят с погрешностью не более 0,5 мм.

Отклонение смещения осей каналов от нормального значения

(X = 0,5R): не более 0,01R.

8.3.1.1 Измерения внутреннего диаметра корпуса ППР.

Внутренний диаметр ППР Д_вн измеряют нутромером НМ в сечении 1 - 1 (рисунок 1), перпендикулярного оси ППР, в двух плоскостях не менее трех раз.

Рисунок 1

Вычисляют среднее арифметическое значение результатов измерений и принимают его значением внутреннего диаметра.

8.3.1.2 Измерения расстояния между акустическими излучателями

Расстояние между осями акустических излучателей (далее - АИ) каждого акустического канала (далее - АК) по образующей, параллельной оси ППР, проводят последующей методике.

ППР торцом устанавливают на разметочную плиту (рисунок 1). С помощью штангенрейсмуса от верхней и нижней кромок штуцеров АИ проводят отметку на образующую ППР. Расстояние между отметками а и b измеряют не менее трех раз и вычисляют их среднее арифметическое значение А₁. Измерения повторяют для второго АК и вычисляют А₂.

Значения расстояний между осями В₁₍₂₎ вычисляют по формуле

В₁₍₂₎ = A₁₍₂₎ - (d + 2l_ст),                                                    (1)

где d - диаметр АИ;

l_ст - толщина стенок штуцера.

Значения d, l_ст берут из чертежей на АИ для штуцера для данного типоразмера ППР (рисунок 2).

1 - стенка трубы ППР; 2 - корпус штуцера; 3 - акустический излучатель

Рисунок 2

8.3.1.3 Измерения расстояния между АИ каждого АК ППР

Измерения осуществляет СК UFC 030 в автоматическом режиме.

Для этого ППР, заглушенный с одного конца прокладкой, заполняют водой, выдерживают при комнатной температуре не менее 30 мин для удаления воздуха и измеряют ее температуру с погрешностью не более 0,1 °С.

По таблице 2 по измеренным значениям температуры воды t определяют значение скорости ультразвука в воде ν и вводят в меню Fnct 5.04.07 СК.

В меню Fnct 5.04.08 и Fnct 5.04.09 регистрируют измеренные значения расстояний L₁ и L₂. Измерения повторяют не менее трех раз и вычисляют их среднее арифметическое значение.

Таблица 2

8.3.1.4 Определение длины активной части АК

 Значения длин активной части осей АК L_a1(2) вычисляют по формуле

L_a1(2) = L₁₍₂₎ + 2l_k1(2),                                                        (2)

где l_k1(2) - глубины карманов для АИ первого и второго АК.

Значения l_k1(2) берут из чертежей на АИ для штуцеров для данного типоразмера ППР (рисунок 2).

8.3.1.5 Определение расстояния между АИ в плоскости, перпендикулярной оси ППР

Расстояние между АИ С в плоскости, перпендикулярной оси ППР (длина хорды), вычисляют по формуле

                                                       (3)

где B_1(2)К = B₁₍₂₎ - 2l_д1(2).

Значения l_д1(2) берут из чертежей на АИ для штуцеров для данного типоразмера ППР (рисунок 2).

Проверяют выполнение условия 0,85Д_вн £ С £ 0,88Д_вн.

8.3.1.6 Определение смещения оси АК относительно оси ППР

Смещение оси АК X относительно оси ППР вычисляют по формуле

                                                   (4)

Проверяют выполнение условия 0,49R £ X £ 0,51R, где R - радиус ППР.

8.3.1.7 Определение угла наклона оси АК относительно оси трубы ППР

Угол наклона оси АК a относительно оси трубы ППР вычисляют по формуле

                                                       (5)

8.3.1.8 Вычисление постоянной ППР

Для каждого канала ППР и для расходомера вычисляют коэффициент ППР К_и, м³, по формулам:

                                                (6)

                                                         (7)

где Д_вн - внутренний диаметр ППР, м;

R - радиус ППР, мм;

Х - смещение оси канала от оси трубопровода, мм;

a - угол наклона оси канала относительно оси трубы ППР.

Вычисляют значения К_р, м³ для нормированных значений параметров (a = 45°; Х = 0,5R, мм) по формуле

К_р = 0,68Д³_вн.                                                            (8)

Значения постоянной ППР G_K вычисляют по формуле

                                                              (9)

Значение G_k вводят в память СК UFS 030 для корректировки результатов измерений.

8.3.2 Проверка выходных сигналов СК

К соответствующим выходным клеммам СК подключают вольтметр Щ31 и частотомер ЧЗ-64/1.

Последовательно выбирают и устанавливают значения выходного тока 0; 4; 12; 20; 22 мА и регистрируют показания вольтметра.

Показания вольтметра: не более следующих выходных значений: 0 ± 0,02; 4 ± 0,008; 12 ± 0,024; 20 ± 0,04; 22 ± 0,048 мА.

Последовательно выбирают значения выходной частоты 1; 10; 100; 1000; 2000 Гц и регистрируют показания частотомера.

Показания частотомера: не более следующих выходных значений: 1 ± 0,002; 10 ± 0,02; 100 ± 0,2; 1000 ± 2; 2000 ± 4 Гц.

Проверку работы дисплея и микропроцессора проводят в режиме тестирования при подаче напряжения питания, при этом дисплей сигнального конвертора UFC 030 последовательно выдает следующие сообщения:

«UFC 030»

(номер программного обеспечения)

«STARTUP».

8.3.3 Измерения параметров приемного сигнала

Внутреннюю полость ППР заполняют водой и выдерживают при комнатной температуре не менее 30 мин для удаления пузырьков воздуха.

Измерения параметров сигнала и их оценку проводят по методике предприятия-изготовителя с использованием диагностической системы SoundCheck.

Перед поверкой очищают излучающие поверхности АИ и проводят измерения на рабочей жидкости в условиях эксплуатации.

8.3.4 Проверка режима «нулевого расхода»

Измерения проводят в условиях, указанных в 8.3.3.

Вводят режим измерений «нулевого расхода». На дисплее СК индицируется измеренное значение расхода, не превышающее 1,4 · 10^-3Д_у, м³/ч, где Д_у - внутренний диаметр ППР, мм, или равное установленному значению «нулевого расхода».

Допускается отклонение от установленного значения не более чем на 0,2 %.

При периодической поверке допускается проводить измерения на рабочей жидкости, если имеется возможность остановки потока.

8.3.5 Измерения скорости распространения ультразвукового сигнала (далее - УС)

Измерения проводят в условиях, указанных в 8.3.3, на рабочей жидкости в условиях эксплуатации по следующей методике.

Вводят СК в меню режима измерений скорости УС и регистрируют измеренные значения. Полученные значения скорости УС V₁ сравнивают с известными значениями скорости УС в рабочей жидкости V₂, которые определяют по методике, изложенной в приложении А.

Относительное отклонение скоростей: не более 0,2 %.

8.3.6 При положительных результатах поверки по 8.3.1 - 8.3.5 расходомер допускают к применению для измерений объема и объемного расхода жидкостей (при соблюдении числа Re потока в диапазоне от 1 · 10⁴ до 1 · 10⁷) с пределами допускаемой относительной погрешности: ± 2,0 %.

9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

9.1 Результаты поверки оформляют протоколом, который является неотъемлемой частью свидетельства.

9.2 При положительных результатах поверки оформляют свидетельство о поверке в соответствии ПР 50.2.006.

9.3 На лицевой стороне свидетельства о поверке записывают, что расходомер на основании поверки признан годным и допущен к применению с пределами допускаемой относительной погрешности: ± 2,0 %.

9.4 При отрицательных результатах поверки расходомер к эксплуатации не допускают, свидетельство о поверке аннулируют и выдают извещение о непригодности в соответствии с ПР 50.2.006.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО СИГНАЛА В ЖИДКОСТИ

При отсутствии таблиц зависимости скорости УС от температуры жидкости скорость УС определяют с помощью приспособления, изображенного на рисунке А.1. Непосредственно перед измерениями скорости УС корпус приспособления (стальную скобу) погружают в исследуемую жидкость из трубопровода, а толщиномер настраивают для измерений скорости УС. Затем ультразвуковым толщиномером проводят непосредственные измерения скорости УС.

Для измерений скорости УС в жидкости допускается применение прибора УС-12 ИМ (ЩО 2.048.045 ТО), толщиномеров других типов и т.д.

Рисунок А.1

 

СОДЕРЖАНИЕ