Расходомер-счетчик ультразвуковой "Взлет РС" (УРСВ-010М)
Общие сведения
Расходомер-счетчик предназначен для измерения среднего объемного расхода и объема различных жидкостей (горячей, холодной и сточных вод, нефти и нефтепродуктов, в том числе мазутов и масел, агрессивных жидкостей, жидких пищевых продуктов и т. д.) в напорных металлических и пластмассовых трубопроводах с помощью врезных или накладных преобразователей электроакустических (ПЭА) в различных условиях эксплуатации, в том числе во взрывоопасных зонах.
Структура условного обозначения
УРСВ-010М-ХХХ:
УРСВ-010М - тип прибора;
ХХХ - исполнение по возможной комплектации:
001 - с накладными ПЭА, устанавливаемыми
на эксплуатационный трубопровод (без его вскрытия);
002 - с врезными ПЭА, устанавливаемыми
на эксплуатационный трубопровод (с его вскрытием);
011 - с первичным преобразователем расхода
(ПП), устанавливаемым на эксплуатационный трубопровод
и выполненным с накладным ПЭА;
012 - с ПП, устанавливаемым на эксплуатационный
трубопровод и выполненным с врезными ПЭА, размещенными
по диаметру или хорде;
003 - с ПП, устанавливаемым на эксплуатационный
трубопровод и выполненным с врезными ПЭА, размещенными
вдоль оси потока U-образного измерительного участка;
013 - то же, что 003, но с коррозионно-стойким
измерительным участком (ИУ).
Условия эксплуатации
Температура окружающего воздуха от 5 до 50°С для вторичного измерительного преобразователя (ВП) и источника электропитания (ИЭП), от минус 60 до 200°С для ПЭА.
Относительная влажность окружающего воздуха не более 80% при температуре 35°С и более низких температурах без конденсации влаги для ВП и ИЭП.
Относительная влажность окружающего воздуха 100% при температуре 40°С и ниже с конденсацией влаги для ПЭА.
Группы устойчивости к климатическим факторам В4 (ВП, ИЭП) и Д2 (ПЭА) по ГОСТ 12997-93.
Группа устойчивости к атмосферному давлению Р2 по ГОСТ 12997-93.
Группы устойчивости к механическим воздействиям N2 (ВП, ИЭП) и V3 (ПЭА) по ГОСТ 12997-93.
Группа взрывобезопасного электрооборудования накладных и врезных ПЭА II по ГОСТ 22782.3-77 со специальным видом защиты по ГОСТ 12.2.020-76.
Степень защиты от попадания пыли и влаги IР54 (ВП, ИЭП) и IР67 (ПЭА) по ГОСТ 14254-96.
Расходомер-счетчик зарегистрирован в Государственном реестре средств измерения под № 16179-97.
Технические характеристики
Напряжение питания, В, от: однофазной сети переменного тока - 36+7; 220+44 источника постоянного тока - 50+9 Частота однофазной сети переменного тока, Гц - 50+1; 400+8 Потребляемая мощность, В·А, не более - 15 Диаметр условного прохода трубопровода Ду, мм: накладные ПЭА - 50-4200 врезные ПЭА - 10-4200 Измеряемый средний объемный расход жидкости, м3/ч: минимальный Q mп - 0,0002 Ду(2) переходный Q п - 0,001 Ду(2) максимальный Q mаx - 0,03 Ду(2) Максимальное давление в трубопроводе, МПа - 2,5 Температура измеряемой жидкости, °С - -10...+180 Длина сигнального кабеля между ВП и ПЭА, м, не более - 100 Длина прямолинейного участка трубопровода для установки, не менее: перед первым по потоку ПЭА - (3-40)Ду за вторым по потоку ПЭА - (1-5)Ду Скорость передачи информации по RS-связи, кБод - 75-38 400 Время хранения архивной информации при отключении внешнего питания, лет, не менее - 1 Масса, кг, не более: ВП - 5 накладного ПЭА - 0,5 врезного ПЭА - 1 источника электропитания - 1,2 Габаритные размеры, мм, не более: ВП - 257x384x125 накладного ПЭА - 88x31x43 врезного ПЭА - Ж 55x123 источника электропитания - 160x80x120 Среднее время наработки на отказ, ч - 75 000 Средний срок службы, лет - 12
Для комплектаций -003, -013 измеряемый средний объемный расход (м3/ч) в зависимости от Ду (мм) определяется в соответствии с формулами:
минимальный Q mп=К·0,0002·Ду(2);
переходный Qп=К·0,001·Ду(2);
максимальный Qmаx=К·0,03·Ду(2).
Коэффициент К определяется по формуле:
K = 10·Ду/L,
где L - расстояние между ПЭА вдоль оси ПП, мм.
Относительные погрешности при выводе измеренных значений на индикатор, при регистрации в архиве при выдаче данных по RS-связи, импульсным и токовому (в диапазоне 4-20 мА) выходам не превышают значений, приведенных в таблице.
Таблица
| Наименование параметра | Значение относительной погрешности измерения, %, для комплектаций | |
| -001; -002 | -011; -012; -003; -013 | |
| Средний объемный расход, объем в диапазоне расходов: | ±4 ±1,5 | ±2 ±1 |
| Время наработки, останова | ±0,1 | |
Расходомер обеспечивает выдачу измеренных значений объема в виде импульсов с нормированной массой от 0,0001 до 100,0 м3/имп.
Расходомер может обеспечивать выдачу измеренных значений расхода в виде сигнала постоянного тока с пределами:
от 0 до 5 мА на сопротивлении нагрузки не более 1,5 кОм;
от 0 до 20 мА на сопротивлении нагрузки не более 250 кОм;
от 4 до 20 мА на сопротивлении нагрузки не более 250 кОм.
Емкость архивов расходомера:
часового - за последние 728 ч;
суточного - за последние 64 сут;
месячного - за последние 64 мес;
управляемого - 960 записей;
архива нештатных ситуаций - 128 записей;
архива отказов - 64 записи.
Длительность интервала архивирования управляемого архива может устанавливаться по желанию потребителя в диапазоне от 5 с до 500 мин.
Расходомер выполняет измерение и (или) индикацию значений следующих параметров:
среднего объемного расхода при любом направлении потока жидкости;
объемов жидкости нарастающим итогом для каждого направления потока (знак "+" - соответствует "прямому", а знак "-" - "обратному" направлению потока);
объемов жидкости нарастающим итогом, как суммы результатов измерения в обоих направлениях с учетом знака направления потока;
скорости потока жидкости при любом направлении потока жидкости;
текущей даты и времени;
времени работы расходомера при наличии нештатных ситуаций и времени останова расходомера при наличии отказов.
Расходомер обеспечивает работу в режиме дозирования объема. При накоплении установленного значения объема срабатывает релейный выход.
Расходомер обеспечивает хранение в архиве в энергонезависимой памяти и вывод на устройство индикации:
измеренных значений объемов в стандартных архивах: часовом, суточном, месячном, а также в управляемом - архиве с устанавливаемым интервалом архивирования;
архива отказов и архива нештатных ситуаций с указанием типа события, даты и времени его начала, а также продолжительности.
Функциональная схема расходомера приведена на рис. 1.
Функциональная схема расходомера:
1 - клавиатура;
2 - устройство управления;
3 - измеритель;
4 - ВП;
5 - ЖКИ;
6 - вторичные источники питания;
7 - ИЭП;
ТВ - токовый выход;
ИВ - импульсный выход;
РВ - релейный выход
Измеритель на базе микропроцессора выполняет следующие функции:
управляет процессом переменного зондирования потока жидкости в трубопроводе;
измеряет разность времен распространения ультразвуковых колебаний по потоку и против потока жидкости в трубопроводе;
определяет значения измеряемых параметров потока жидкости в трубопроводе;
обеспечивает вывод информации на дисплей жидкокристаллического индикатора (ЖКИ);
формирует выходной сигнал, пропорциональный расходу жидкости в трубопроводе;
обеспечивает коммуникационную связь с персональным компьютером (ПК) по интерфейсу RS232 и RS485;
управляет работой импульсных и релейных выходов;
проводит периодическую самодиагностику;
осуществляет подсчет времени наработки при наличии нештатных ситуаций и времени останова расходомера при наличии отказов.
Устройство управления служит для приема сигналов клавиатуры и выдачи управляющих сигналов в измеритель.
С помощью клавиатуры производятся: выбор режима работы; ввод установочных данных; выбор меню и окна индикации на дисплее ЖКИ.
Дисплей расходомера представляет собой жидкокристаллическую подсвечиваемую панель на 32 знакоместа (2 строки по 16 знакомест). Каждое знакоместо выполнено в виде матрицы, позволяющей индицировать цифры, буквы и различные знаки.
В качестве источника питания используется источник электропитания переменного напряжения, который понижает однофазное напряжение первичной сети 220 В 50 Гц до напряжения 36 В 50 Гц. В источниках питания вторичных питание ВП преобразовывается в необходимые напряжения постоянного тока.
Возможно питание расходомера без ИЭП однофазным напряжением 36 В 50/400 Гц или напряжением постоянного тока 50 В.
Схема электрических соединений расходомера приведена на рис. 2.
Схема электрических соединений расходомера:
1 - ВП;
2 - источник питания;
АИВ - активный импульсный выход;
ТВ - токовый выход;
РВ - релейный выход;
ПИВ - пассивный импульсный выход;
ХР1 - разъем связи по интерфейсу RS232;
ХР2 - разъем для подключения кабеля питания ВП;
Х4 - клеммная колодка для подключения ПЭА;
Х7 - клеммная колодка для подключения внешних связей;
XS1 - контрольный разъем
Интерфейс RS232 предназначен для обеспечения непосредственной или через модем связи с IВМ совместимым ПК.
Интерфейс RS232 обеспечивает непосредственную связь ПК только с одним расходомером при длине линии связи до 15 м. Связь с помощью модема по телефонной линии или радиоканалу может осуществляться на любое расстояние.
Интерфейс RS485, которым теплосчетчик оснащается по заказу, позволяет обеспечивать непосредственную связь в сети из 32 абонентов на расстояние до 1200 м.
В расходомере реализована возможность подключения внешних устройств к пассивному импульсному выходу.
Релейный выход срабатывает при наступлении одного из назначенных видов событий. Если все назначенные события прекращаются, то контакты выхода размыкаются.
Расходомер имеет два режима функционирования: эксплуатационный режим (режим пользователя) и сервисный режим (режим настройки и поверки прибора).
В эксплуатационном режиме обеспечиваются вывод на ЖКИ текущих и архивных значений измеренных параметров и вывод соответствующей информации на имеющиеся информационные выводы: RS232, RS485, импульсные, токовый, релейный.
В сервисном режиме добавляется возможность с помощью клавиатуры и ЖКИ производить установку или изменение параметров состояния расходомера (при проведении пусконаладочных работ), а также обеспечивается возможность проведения поверки прибора.
Вывод информации на дисплей ВП и ввод параметров состояния расходомера организован с помощью системы функциональных меню и окон индикации.
Система функциональных меню состоит из восьми меню, переключаемых реверсивно с помощью кнопок.
Перечень функциональных меню:
1 - текущие результаты измерений;
2 - журнал работы; 3 - архив объемов;
4 - основные параметры состояния;
5 - очистка архивов; 6 - режим работы;
7 - вспомогательные параметры состояния;
8 - поверочные параметры состояния.
Общий вид ВП расходомера приведен на рис. 3.
Общий вид и габаритные размеры ВП расходомера:
1 - винты фиксации крышки нижнего отсека;
2 - пленочная клавиатура;
3 - дисплей ЖКИ;
4 - винты фиксации крышки верхнего отсека;
5 - верхний отсек ВП;
6 - нижний отсек ВП;
7 - элементы крепления ВП на объекте;
8 - гермовводы сигнальных кабелей ПЭА;
9 - гермоввод кабелей внешних связей;
10 - гермоввод кабеля питания;
11 - зажим защитного заземления
Литой из алюминиевого сплава корпус представляет собой короб с двумя отсеками.
На нижней панели короба расположены зажимы заземления, гермовводы кабеля питания, кабели внешних связей, сигнальных кабелей ПЭА.
На задней стенке короба расположены элементы крепления ВП на объекте эксплуатации.
Внутри короба находится плата прибора, на которой выполнены схемы формирования электрических импульсов возбуждения ПЭА и приема сигналов с ПЭА, микропроцессора с формирователями выходных сигналов внешних связей, схема энергонезависимой памяти, а также вторичные источники питания.
Связь с индикатором и клавиатурой осуществляется плоским многожильным кабелем.
В нижней части отсека установлены коммутационные и регулировочные элементы.
Накладные ПЭА (рис. 4) выполнены в прямоугольном корпусе с нижней гранью, являющейся излучающей поверхностью. На боковой поверхности корпуса нанесена риска, указывающая положение акустического центра ПЭА. ПЭА герметизирован заливкой термостойкого электроизоляционного компаунда.
Накладные ПЭА устанавливают на наружную поверхность трубопровода.
Врезные ПЭА (рис. 5) представляют собой неразборную конструкцию цилиндрической формы с дисковой излучающей поверхностью и соединительным кабелем.
Для установки врезных ПЭА трубопровод вскрывается. На трубопровод ПЭА крепится с помощью приварного монтажного патрубка.
На конце коаксиального радиочастотного кабеля ПЭА установлен разъем для наращивания кабеля связи с ВП. Взрывозащищенное исполнение ПЭА предусматривает выполнение соединения при наращивании без разъема в соединительной коробке взрывозащищенного исполнения.
По принципу работы расходомер относится к времяимпульсным ультразвуковым расходомерам, работа которых основана на измерении разности времени прохождения зондирующих импульсов ультразвуковых колебаний (УЗК) по направлению движения потока жидкости в трубопроводе и против него. Возбуждение зондирующих импульсов производится электроакустическими преобразователями.
По способу организации зондирования потока жидкости ультразвуковыми импульсами расходомер относится к автоциркуляционным расходомерам с попеременной коммутацией.
Особенностью этих расходомеров является попеременное функционирование двух синхроколец. Синхрокольца образованы приемопередающим трактом; охваченным запаздывающей обратной связью через электроакустический тракт (ПЭА1 - стенка трубопровода - жидкость - стенка трубопровода - ПЭА1).
Первичный преобразователь расхода включает в себя отрезок трубы и закрепленные на нем два электроакустических преобразователя - ПЭА1 и ПЭА2, обеспечивающие излучение и прием ультразвуковых сигналов (УЗС) в жидкость под углом к оси трубопровода. При движении жидкости наблюдается снос ультразвуковой волны, который приводит к изменению полного времени распространения УЗС между ПЭА: по потоку жидкости (от ПЭА1 к ПЭА2) время распространения уменьшается, а против потока (от ПЭА2 к ПЭА1) - возрастает.
Вторичный измерительный преобразователь осуществляет попеременное излучение в движущуюся жидкость и прием УЗС, а также измерение разности времен распространения УЗС по и против потока жидкости.
Схемы установки ПЭА на трубопроводе приведены на рис. 6.
Схемы установки ПЭА на трубопроводе:
а - установка ПЭА по Z-схеме:
1 - трубопровод;
2 - направление потока в трубопроводе, соответствующее положительному знаку значения расхода;
б - установка ПЭА по V-схеме;
в - установка ПЭА по W-схеме
Для выбора типоразмера измерительного участка или ПП необходимо знать диапазон расходов жидкости в трубопроводе. Диапазон расхода в трубопроводе должен соответствовать диапазону расхода для данного Ду (см. таблицу). Если диапазон расхода для данного трубопровода укладывается в диапазон нескольких типоразмеров ИУ (ПП), то для обеспечения более устойчивой работы следует выбирать ИУ (ПП) с меньшим значением Ду. Но при этом возрастают гидравлические потери.
Если значение Ду выбранного типоразмера ИУ (ПП) меньше значения Ду трубопровода, то для монтажа в трубопроводе используются переходные конусы (конфузор и диффузор).
ПЭА (ПП) могут устанавливаться на вертикальных, горизонтальных и наклонных трубопроводах и не требуют установки фильтра в трубопровод.
Рекомендуется устанавливать ПЭА (ПП) на горизонтальный трубопровод таким образом, чтобы плоскость, проходящая через оба ПЭА и ось трубопровода, была расположена под углом примерно 45° к вертикали. В комплект поставки входят: вторичный измерительный преобразователь, источник электропитания, электроакустический преобразователь, измерительный участок, сигнальные кабели для ПЭА, комплект монтажных частей, комплект технической документации.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
