книги / Расходомеры и счетчики газа, узлы учета

П р и м е ч а н и я. 1. Межповерочный интервал — 10 лет. 2. Срок службы счетчика — 24 года.

изменение объема газа в зависимости от температуры. Характери­ стики некоторых моделей ВК приведены в табл. 2.7.

Газомеры МКМ. Газомеры МКМ фирмы Premagas предназначе­ ны для измерения объема природного газа, пропан-бутана и све­ тильного газа в квартирах. Газомеры соответствуют требованиям стандартов STN 25 7859, STN 25 7860, PNU 1430.2, OIML R 6 и R 31 и могут применяться в коммерческом учете. Они малогаба­ ритны, имеют прочные присоединяющие патрубки и отсчетное уст­ ройство. Измерительный диапазон от 0,016 до 4 м3/ч.

Корпус газомера изготовлен из алюминиевого сплава высокой прочности и коррозионной устойчивости. Измерительные мембра­ ны изготовлены из качественных синтетических материалов, их характеризует высокая стабильность размеров, химическая стой­ кость к воздействию измеряемых газов, длительный срок службы и низкая потеря давления в трубопроводе благодаря особенностям конструкции измерительного устройства с простым течением газа.

Измерительный механизм является емкостным с двумя мемб­ ранами и золотниковым распределением. Объем протекающего газа измеряется формоизменяющими мембранами, совершающими воз­ вратное движение. Это движение переносится рычажной передачей на кривошипный механизм и золотниковое распределение. Обороты кривошипного механизма, количество которых прямо про-

61

порционально количеству сдвигов мембран и объему протекаю­ щего газа, переносятся передаточным валиком на отсчетное уст­ ройство, помещенное вне пространства с газом (рис. 2.10).

Роликовое отсчетное устройство 8-значное. Пять знаков на чер­ ном поле показывают кубические метры, три знака на красном поле — кубические дециметры. Трехколесная регулировка переда­ чи обеспечивает тонкую установку кривой погрешности по 0,2 % . Конструкция отсчетного устройства приспособлена к подключе­ нию устройства для снятия данных и оснащена пломбой. Обрат­ ному ходу устройства препятствует штифт, размещенный в криво­ шипном механизме.

Корпус газосчетчика состоит из алюминиевых дна и крышки корпуса, изготовленных разливкой под давлением, которые взаим­ но уплотнены газоустойчивой резиной и соединены заклепками или болтами. Примененные материалы устойчивы к воздействию газов и обеспечивают его длительную надежную эксплуатацию.

Технические характеристики выпускавшихся газомеров МКМ при­ ведены в табл. 2.8. Сейчас выпускается только размер G4—G6.

Кроме описанных выше камерных диафрагменных (мембран­ ных) газосчетчиков для бытового использования в Госреестре РФ зарегистрированы следующие:

«Галлус-2000» (Gl,6; G2,5; G4), выпускаемые фирмой «Шлюмберже», на диапазоны измерения 0,016-2,5; 0,025-4; 0,04-6 м3/ч, с погрешностью ±3 % , МПИ — 10 лет;

BP (G2,5; G4), выпускаемые заводом «Визар» (Украина) на диапазоны измерения 0,025-4 и 0,04-6 м3/ч, с погрешностью до ±3 % , МПИ — 8 лет;

СГК-4, выпускаемые АООТ «СКВ Импульс» (г. Арзамас) и ПО «Точмаш» (г. Владимир) на диапазоны измерения 0,04-6 м3/ч, с погрешностью до ±3 %, МПИ — 8 лет.

СГМН-1 и СГМ (Gl,6, G2,5, G4), выпускаемые Минским меха­ ническим заводом им. Вавилова, на диапазоны от Qmin до 0,1Q ± 3 %, от 0,1 до Q с погрешностью ±2 % ; потеря давления до 200 Па, срок службы не менее 20 лет, МПИ — 8 лет.

Рис. 2.10. Геометрические раз­ меры газомера МКМ

62

Прим е ч а и и е. Наименьшее рабочее избыточное давление должно быть больше, чем допустимая потеря давления.

NP (Gl,6, G2,5, G4), выпускаемые ЗАО «Газдевайс» (Московская обл.), потеря давления до 20 мм вод. ст., с погрешностью 2 и 3 %; срок службы не менее 20 лет, МПИ — 10 лет.

СГД1, СГД2, выпускаемые ОАО «Завод Красное Знамя» (г. Ря­ зань), на диапазоны измерения 0,005-6 и 0,04-10 м3/ч, с погреш­ ностью до ±3 % , МПИ — 8 лет.

Перечисленные технические характеристики газосчетчиков не­ скольких фирм являются типовыми для многих выпускаемых в России, странах СНГ и дальнего зарубежья, из которых значитель­ ное число зарегистрировано в реестре Росстандарта.

Основные отличия их друг от друга состоят в долговечности использования, межповерочном интервале, а некоторые блокиру­ ются при отсутствии оплаты (в них вставляется специальная кре­ дитная карта), например G4L («Газдевайс», г. Ашерино Москов­ ской обл.).

Для облегчения и упрощения монтажа в квартирах следует при­ менять однотрубные газосчетчики.

Барабанные газосчетчики. Основными элементами барабанно­ го газосчетчика (рис. 2.11) являются корпус, барабан с измери-

63

ИВБ

тт

Рис. 3.2. Структурная схема счетчика «Гобой-1*

Счетчик имеет литой корпус из алюминиевого сплава АК-12, в котором находятся (рис. 3.2):

преобразователь расхода (ПР) с установленными в нем двумя пьезоэлектрическими преобразователями (ПЭП-1 и -2); преобразо­ ватель давления (ПД); преобразователь температуры (ПТ); изме­ рительно-вычислительный блок (ИВБ).

ПР для каждого типоразмера счетчика имеет свои геометричес­ кие размеры при едином конструктивном решении, остальные ча­ сти счетчика одинаковы для всего типоразрядного ряда.

ПР представляет собой устройство с нормированными геометри­ ческими характеристиками и состоит из входного и выходного патрубков, профильных дисков и измерительного участка. Для до­ стижения стабильности метрологических характеристик и долго­ вечности работы счетчика все ответственные элементы конструк­ ции выполнены из износоустойчивых, коррозионно-стойких мате­ риалов. Все разъемные соединения уплотнены паронитовыми про­ кладками или резиновыми кольцами.

Входным и выходным патрубками счетчик подключается к тру­ бопроводу с помощью переходных устройств через муфтовые или фланцевые соединения.

Профильный диск служит для установки ПЭП соосно потоку газа, а также для герметичного вывода его соединительных прово­ дов в ИВБ. Профильные диски установлены на входе и выходе ПР между фланцами измерительного участка и фланцами входного и выходного патрубков. Пьезоэлектрические преобразователи уста­ новлены в профильных дисках, обтекаются проходящим потоком газа и обеспечивают излучение и прием ультразвуковых сигналов по оси направления потока. Провод, соединяющий ПЭП с ИВБ, выводится через специальное отверстие, находящееся внутри одно­ го из ребер профильного диска.

66

Измерительный участок является важнейшим элементом счет­ чика, обеспечивающим высокие метрологические характеристики счетчика. В измерительном участке происходит сложение векто­ ров скоростей потока газа и распространения ультразвуковых сиг­ налов. Для каждого типоразмера счетчика нормированы его гео­ метрические размеры — внутренний диаметр D и расстояние L между торцами ПЭП. Обеспечение высокой повторяемости этих параметров является особенно важным при серийном производ­ стве счетчиков.

Преобразователь давления служит для измерения абсолютного давления газа. Чувствительный элемент расположен во входной части ПР. Измеряемое давление подается на чувствительный эле­ мент через отверстие, выполненное в профильном диске и опорной стойке. В качестве ПД используют серийно выпускаемые преобра­ зователи-датчики абсолютного давления тензорезистивного типа ИПН-А-2кл.0,5/100 кПа с термокомпенсацией в рабочем диапа­ зоне температур со следующими техническими параметрами:

диапазон давления 0-400 кПа; выходной сигнал 0-(50±0,5) мВ; напряжение питания (5±0,02) В;

основная погрешность ±0,25 % (при индивидуальной градуи­ ровке в составе канала измерения);

диапазон рабочих температур -40-+85 °С.

Преобразователь температуры предназначен для измерения тем­ пературы газа. Чувствительный элемент преобразователя темпера­ туры размещен в защитной гильзе, выполненной из материала с высокой теплопроводностью. Гильза с чувствительным элементом вводится в поток газа, вворачивается в профильный диск и кон­ трится опорной гайкой. В качестве чувствительного элемента ис­ пользуются серийно выпускаемые чувствительные элементы полу­ проводникового типа ТМР36 со следующими техническими пара­ метрами:

диапазон измерения -4 0 —1-125 °С; выходной сигнал 0-750 мВ; напряжение питания (5±0,5) В;

основная погрешность ±0,25 % (при индивидуальной градуи­ ровке в составе канала измерения).

Измерительно-вычислительный блок размещен в корпусе счет­ чика и имеет мембранную клавиатуру с многоразрядным жидко­ кристаллическим индикатором. Питание измерительно-вычисли­ тельного блока осуществляется от встроенного в герметичный от­ сек литиевого элемента питания. Для подключения к внешним устройствам используется разъемный соединитель, установленный на корпусе блока. На лицевой панели размещаются надписи мар­ кировки счетчика, а также поясняющие назначение элементов ин­ дикации, управления и коммутации. Электронная плата с индика­ тором крепится к крышке корпуса счетчика.

67

Автономный источник питания устанавливают в специальный герметичный отсек и закрывают крышкой, которую пломбируют.

Основным измеряемым параметром счетчика является объем газа, приведенный к стандартным условиям. Для решений этой задачи в счетчике созданы три измерительных канала — канал измерения объема и объемного расхода газа в рабочих условиях, канал измерения абсолютного давления и канал измерения темпе­ ратуры. На основании полученных измерений производится вы­ числение за данный интервал времени объема газа, приведенного к стандартным условиям.

По способу измерения объемного расхода газа в рабочих усло­ виях в счетчике реализован ультразвуковой время-импульсный метод. Принцип работы основан на измерении разности времен прохождения импульсов ультразвуковых колебаний (УЗК) по на­ правлению потока газа в трубопроводе и против него. Возбужде­ ние зондирующих импульсов производится пьезоэлектрическими преобразователями, установленными в ПР, по которому протекает поток газа.

ИВБ имеет две платы: модуля измерений (МИ) и индикации (ПИ).

Плата МИ обеспечивает:

формирование управляющих сигналов, синхронизирующих ра­ боту счетчика;

посылку зондирующих импульсов на пьезопреобразователи; прием, коммутацию и усиление сигналов от пьезопреобразовате­

лей, формирование и измерение временных интервалов; выполнение вычислений, хранение введенных уставок и резуль­

татов вычислений; передачу информации на плату индикации и во внешние уст­

ройства; питание узлов счетчика необходимыми для функционирования

напряжениями.

По результатам измерения расхода в рабочих условиях, давле­ ния и температуры вычисляются расход и объем газа, приведен­ ные к стандартным условиям.

Микропроцессор MSP430P337AIPJM управляет работой счет­ чика и осуществляет все вычислительные и сервисные операции по программе, размещенной во встроенном ПЗУ. Тактирование микросхемы осуществляется с частотой 32,768 кГц и задается квар­ цем ZQ3.

Данные счетчика для основных измеряемых параметров в зави­ симости от типоразмера и измеряемого параметра соответствует указанным в табл. 3.1.

Конструкция счетчика предусматривает возможность передачи информации на расстояние до 1200 м по стандартным протоко­ лам обмена.

Электропитание счетчика осуществляется от автономного ис­ точника питания и обеспечивает его работоспособность в течение

68

тельности, м3/ч

2 лет. Замена источника питания происходит без нарушения рабо­ тоспособности и полного распломбирования счетчика.

К месту установки счетчика не налагается никаких ограниче­ ний по конфигурации газопроводной магистрали.

Размеры присоединительных частей счетчика и комплекта пе­ реходных устройств в зависимости от типоразмера счетчика указа­ ны в табл. 3.2.

Счетчик устойчив к воздействию окружающего воздуха:

вдиапазоне температур от -40 до +50 °С для исполнения Т;

вдиапазоне температур от 0 до +50 *С для исполнения Н; при относительной влажности (95±3) % при температуре 35 °С

иболее высокой без конденсации влаги для исполнения СЗ (ГОСТ 12997). Счетчик устойчив и прочен к воздействию синусо­ идальных вибраций в соответствии с исполнением L2 (ГОСТ 12997).

Степень защиты корпуса от проникновения воды, пыли и по­ сторонних твердых частиц — IP54 (ГОСТ 14254).

Счетчики ЛГУ, ЛГП. Ультразвуковые счетчики газа ЛГУ и ЛГП, выпускаемые ОАО «Укрспецтехника» (Киев), предназначены для измерения объема природного газа или паров сжиженного газа,

69

а также для учета газа при контроле технологических процессов на промышленных и газотранспортных предприятиях.

Технические характеристики счетчиков ЛГУ приведены ниже:

Рис. 3.3. Геометрические размеры счетчиков ЛГП: а — ЛГП-62,5 (Е6)Г2; ЛГП-64 (Е6)Г2; ЛГП-66 (Е6)Г2; б — ЛГП-62,5 (Е6)В2; ЛГП-64 (Е6)В2; ЛГП-66 (Е6)В2; в — ЛГП-62,5 (Е6)К; ЛГП-64 (Е6)К; ЛГП-66 (Е6)К

70