Описание ультразвукового расходомера УРСВ—010

Расходомеры УРСВ-010 В 10.10-00.00 предназначены для измерения объемного расхода и объема холодной и горячей воды для коммерческих и внутрихозяйственных целей в напорных ме­таллических и пластмассовых трубопроводах диаметром от 50 до 1600 мм с толщиной стенки до 20 мм. Минимальное время реакции расходомера на изменение расхода 50 мс.

Содержание взвешенных частиц в воде до 10 г/л. Расходомер может быть использован для измерения расхода и объема воды и других жидкостей в трубопроводах диаметром до 3200 мм при наличии утвержденной методики выполнения изме­рений.

Температура жидкости в трубопроводе — от 0 °С до 150°С;

Расходомер может работать в следующих режимах:

режим выбора — Переход в один из рабочих режимов (нажатие кнопки F –select на пульте управления);

режим 0 — Обнуление измеренных значений объемов и времени аварийных ситуаций;

режим 1 — Ввод и просмотр основных параметров;

режим 2 — Установка текущих времени и даты;

режим 3 — Измерение;

режим 4 — Просмотр измеренных суточных объемов за последние 4 месяца;

режим 5 — Ввод и просмотр дополнительных параметров;

режим 6 — Загрузка номинальных значений параметров.

а) Режим выбора.

Режим выбора (на индикаторе: «SELECT» (выбор)) служит для перехода к одному из рабочих режимов (0...6), для чего следует нажать клавишу на пульте управления(ПУ), соответствующую номеру режима.

Возврат из любого рабочего режима в режим выбора осуще­ствляется нажатием клавиши «F» на ПУ.

б) Режим обнуления измеренных объемов и времени ава­рийных ситуаций (режим 0).

После запуска этого режима на индикаторе высвечивается «CLEAr? » (обнулить? ). Чтобы обнулить измеренные суточные объёмы нужно нажать «.» три раза подряд, после чего на индикаторе появляется «CLEArEd» (обнулено), и при нажатии любой клавиши — возврат в режим выбора. При нажатии любой клавиши, отличной от «.», происходит выход в режим выбора без обнуления.

ВНИМАНИЕ! При обнулении вся информация об объемах теряется!

в) Режим ввода и просмотра основных параметров (режим 1).

Режим предназначен для ввода, редактирования с помощью клавиш ПУ и просмотра параметров. В этом режиме левые 9 позиций индикатора служат для отображения значения параметра,

10-ая позиция — для индикации ошибки ввода, а правые 2 позиции — для отображения символического обозначения пара­метра.

 

 

 

Клавиши «стрелка влево» и «стрелка вправо» предназначены для перехода от одного параметра к другому. Для ввода числа служат клавиши «-», «.» и цифровые клавиши (0...9). Если работа с параметром начинается с цифровых клавиш или клавиши «-», то прежнее значение параметра стирается. Для параметров, значения которых вырабатываются прибором, ввод блокируется полностью.

При нажатии на клавишу «С» стирается последний введенный символ. Возврат в режим выбора выполняется нажатие клавиши «F» на ПУ.

Переход в режим выбораили к другому параметру при недо­пустимом значении текущего не производится, при этом в 10-ой позиции зажигается индикатор ошибки. Для выхода из этой ситуации необходимо ввести допустимое значение параметра.

Редактируемые параметры приих просмотре появляютсянаиндикаторе в следующей последовательности.

 

Параметр	Символическое обозначение	Допустимые значения
Смещение нуля расходомера, м3	H	-10000, 00 ÷ 10000, 00
Опорная частота, МГц	F	15, 00 ÷ 25, 00
Внутренний диаметр трубопровода, м	d	0, 01 ÷ 3, 20
Произведение гидродинамического коэффициента и коэффициента акустической базы	Г	0, 50 ÷ 1, 50
Тип схемы установки электроакустического преобразователя (ПЭА): h=1 – Z-схема h=2 – V-схема	h	целое
Коэффициент сглаживания результата измерения	З	1 ÷ 150, целое
Скорость ультразвука в жидкости, км/с	С	0, 80 ÷ 3, 40
Фазовая скорость ультразвука на поверхности ПЭА, км/с	U	2, 00 ÷ 5, 00
Нижний предел измерения расходомера, м3/ч	G_	0, 0 ÷ 1000, 0
Верхний предел измерения расходомера, м3/ч	G—	1 ÷ 999999, целое
Условный период индикации	Р	1 ÷ 100, целое

Параметр H служит для компенсации смещения нуля расходомера, обусловленного неидентичностью электронно-акустического тракта (значение параметра принимается равным 0 м³/ч);

Параметр F измеряется при изготовлении прибора (принять равным 17, 985 МГц);

Параметр Г рассчитывается в соответствии с методикой по­верки (рассчитывается по формулам (1) – (8), приведенным в IV части данного методического пособия);

Параметр 3 определяет степень усреднения измеренных зна­чения расходов (выбирается из приведенного диапазона);

Параметр С – скорость ультразвука в жидкости определяется в соответствии с методикой поверки при пуско-наладочных работах (выбирается из Приложения 1 в зависимости от температуры).

Параметр U постоянная характеристика ПЭА определяемая при изготовлении прибора (принять равным 3, 69 км/с);.

Параметр Р определяет периодичность смены информации на индикаторе (значение выбирается из данного диапазона);

Параметр G_ устанавливает нижнюю границу расхода. Если текущее значение расхода меньше G_, то чувствительность рас­ходомера нулевая и на индикатор выводится значение расхода, равное нулю.(Значение параметра рассчитывается по формуле (8), приведенной в IV части данного методического пособия)

Параметр G^— устанавливает верхнюю границу расхода для токового выхода, соответствующую максимальному значению вы­ходного токового сигнала (5 или 20 мА). Если текущее значение расхода превышает G^—, токовый выходной сигнал устанавливается в нулевое значение, на индикаторе высвечивается «ПРЕВ_G^—» и расходомер выходит в режим «АВАРИЯ». (Значение параметра рассчитывается по формуле (4), приведенным в IV части данного методического пособия)

г) Режим установки текущих времени и даты (режим 2).

Режим служит для ввода, просмотра и редактирования текущих времени и даты. На индикаторе отображается дата в формате:

Ввод новых значений осуществляется цифровыми клавишами. Текущая позиция ввода подсвечивается курсором в виде точки. Клавиши «С» и «·» перемещают курсор соответственно влево и вправо.

Клавиша «F» служит для вывода в режим выбора. Переход в режим выбора или переключение при недопустимом значении даты или времени не производится, при этом в 10-ой позиции индикатора появляется символ «°». Для выхода из этой ситуации необходимо ввести допустимое значение даты или времени.

 

 

 

 

С помощью клавиши «-» ПУ производится переключение в формат отображения времени и обратно.

 

 

Если вводимое значение даты отличается от установленной в приборе, происходит обнуление значений суточных объемов в архиве суточных объемов за все сутки между вводимым и установленным значениями дат.

д)Режим измерения (режим 3).

Этот режим работы прибора служит для измерения объемного расхода и объема. После запуска этого режима на индикаторе сначала появляется надпись «УРСВ», и через несколько секунд начинает отображаться значение измеренного расхода (м³/ч), при этом в 11-ой и 12-ой позициях индикатора отображается код выводимого параметра: «01». Знак в первой позиции индикатора определяет направление движения жидкости.

При наличии неисправности на индикатор выводится соответ­ствующее диагностическое сообщение, и светится в мигающем режиме индикатор «АВАРИЯ», при этом на токовом выходе формируется значение тока, соответствующее нулевому расходу.

После устранения неисправности индикатор «АВАРИЯ» пере­ходит в режим постоянного свечения. При необходимости сброса индикации «АВАРИЯ» необходимо кнопкой на лицевой панели расходомера выбрать параметр 04 и одновременно нажать обе кнопки на лицевой панели.

При этом счетчик суммарного времени аварийных ситуаций не обнуляется.

Кнопки на лицевой панели прибора позволяют пользователю просматривать на индикаторе во время работы расходомера в режиме 3 также значения следующих параметров:

 

Отображаемый параметр	Код параметра
Объем за истекший период, м3
Объем за текущие сутки, м3
Суммарное время аварийных ситуаций, ч-мин
Текущее время, ч-мин-сек
Текущая дата, день-месяц-год

 

Если кнопки выбора на лицевой панели не нажимать в течение 30с, то расходомер переходит из отображения параметров с кодами 03–06 в отображение измеренного среднего расхода (код параметра 01). Параметр 02, наряду с параметром 01, является основным, и автоматически переход в отображение параметра 01 из него не производится.

При нажатии клавиши «4» можно перейти в режим просмотра архива измеренных объемов за 4 месяца (режим 4) с последующим возвратом в режим измерения непосредственно с помощью клавиши «F» без выхода в режим выбора, либо автоматически – через 30с.

При входе в режим 4 процесс измерения не останавливается.

ВНИМАНИЕ: Выход в режим выбора осуществляется нажатием клавиши «F» на ПУ, при этом процесс измерения прекращается, и ввод расходомера в режим измерения необходимо производить после повторного измерения и ввода скорости ультразвука С. При входе в режим измерения из режимов 2 и 4 повторный ввод С не требуется.

е) Режим просмотр измеренных объемов за 4 месяца (режим 4).

Режим служит для просмотра значений измеренных объемов за последние 4 месяца (127 суток). На индикаторе отображается дата в формате, аналогичном режиму 2.

При работе прибора в 00 час. 00 мин. Записывается значение измеренного объема за прошедшие сутки. После режима обнуления, вход в режим 4 невозможен до истечения первых суток.

Если прибор после обнуления проработал менее 127 суток, то просмотр измеренных объемов возможен за весь этот период.

Если прибор после обнуления проработал более 127 суток, то возможен просмотр измеренных объемов только за последние 127 суток, при этом информация за предшествующий период стирается.

Клавиша «–» предназначена для переключения индикации даты и соответствующего суточного объема.

Клавиши «стрелка влево» и «стрелка вправо» ПУ используется для просмотра последовательных значений даты (объема).

При входе в режим 4 на индикатор выводится первая по времени дата из архива.

При входе в режим 4 из режима выбора, дату просмотра архива можно задать непосредственно вводом, аналогично режиму 2.

При ошибочном выборе даты (несуществующей в архиве) появляется символ ошибки «^о». Для выхода из этой ситуации необходимо ввести дату, соответствующую прошедшим суткам.

Возврат в режим выбора выполняется клавишей «F».

 

ж) Режим ввода и просмотра дополнительных параметров (режим 5).

Режим предназначен для ввода, редактирования и просмотра дополнительных параметров, определяющих режимы работы то­кового выхода, реле аварий и последовательного интерфейса, приведенных в таблице1.

 

 

Таблица 1.

Параметр	Символическое обозначение	Допустимые значения	Индикатор
Диапазон изменения значения сигналов токового выхода	cL	0 – 5 mA 4 – 20 mA	0 –5 4 – 20
Коэффициент сглаживания по токовому выходу	cЗ	1-255, целое
Скорость обмена по последовательному интерфейсу, Бод	Br
	Индивидуальный номер расходомера в сети сбора данных	Id	1-255, целое
	Режим работы реле	rE	Выбирается из таблицы 2

 

Таблица 2.

Индикатор	Режим работы реле аварий
No	Не работает
ALAr	Включается и удерживается на время аварийной ситуации
G_–	Включается и удерживается, когда расход Q выходит за пределы G_< Q < G–
ALAr– G_–	Включается и удерживается на время аварийной ситуации или когда расход Q выходит за пределы G_< Q < G–

 

Формат вывода информации на индикатор аналогичен режиму 1. Значения параметров сЗ и Id задаются вводом числа (как в режиме 1), а остальных параметров выбором одного из предлагаемых вариантов.

Если параметр допускает выбор варианта, то в последней позиции индикатора отображается символ «.».

Переход от варианта к варианту производится с помощью клавиши «–».

Клавиши «стрелка влево» и «стрелка вправо» предназначены для перехода от одного параметра к другому.

Возврат в режим выбора выполняется клавишей «F». Переход в режим выбора или к другому параметру при недопустимом значении текущего параметра не производится, при этом в 10 – й позиции индикатора появляется символ «^о» – ошибка ввода. Для выхода из этой ситуации необходимо ввести допустимое значение параметра.

з) Режим загрузки номинальных значений параметров (ре­жим 6).

В данном режиме с помощью нажатия одной клавиши можно ввести условные значения параметров, необходимые для прове­дения первичной поверки. При этом на индикаторе появляется вопрос «LOAd? » (загру­жать? ). При нажатии любой клавиши, кроме «·», происходит возврат в режим выбора. При нажатии клавиши «·» производится запись нижеследующих значений параметров, и на индикаторе появляется «LOAdEd» (за­гружено), после чего по любой клавише производится возврат в режим выбора.

 

и) Включение расходомера в работу

При первом включении расходомера необходимо произвести ввод и редактирование параметров, соответствующих конкретным условиям эксплуатации. Для этого необходимо, удерживая любую кнопку, расположенную на лицевой панели ВП в нажатом состоянии, включить сетевой выключатель. На индикаторе появится надпись «УРСВ_010 n.n», где n.n – номер версии программного обеспечения расходомера. После этого кнопку следует отпустить. После небольшой паузы расходомер переходит в режим выбора и на индикаторе высвечивается надпись «SELECT» (выбор).

Произвести обнуление (режим 0). Произвести загрузку номинальных значений параметров (режим 6). В соответствии с п.3, перейти в режим 1, просмотреть и, при необходимости, откорректировать установленные параметры. Аналогично, в режиме 5 следует просмотреть и, при необходимости откорректировать дополнительные параметры.

После этого нажать клавишу «F» для выхода в режим выбора и перейти в режим измерения (режим 3). При правильно установленных параметрах расходомер должен начать отображение среднего расхода в м³/ч. Если этот расход имеет отрицательное значение, необходимо разъемы кабелей, подключенные к ПЭА, поменять местами.

Убедившись в работоспособности расходомера, следует проконтролировать осциллографом величину принятого сигнала на контакте 11 разъема заглушки «ИМР» и уровень порога срабатывания компаратора на контакте 10 этого разъема.

Поскольку при монтаже ПЭА возможны неточности в их позиционировании, то следует произвести корректировку смещения нуля. Для этого при остановленном потоке воды в данном трубопроводе снять показания расходомера и это значение с противоположным знаком ввести в режиме ввода параметров в качестве значения Н.

После этого нажать клавишу «F» и перейти в режим измерения (режим 3). Расходомер должен показать нулевое значение расхода.

Отключить расходомер от сети и через 1–2 мин. Снова включить. Расходомер должен автоматически перейти в режим измерения.

Убедившись в правильной работе расходомера, следует запустить трубопровод в рабочий режим.

При окончательном запуске расходомера в режим эксплуатации, необходимо ввести реальные дату и время (режим 2) и обнулить архив суточных объемов (режим 0), после чего перейти в режим измерения.

3.10. Этапы проведения работы

1. Ввод в расходомер градуировочных данных:

- Н, 0 м³/ч

- F, 17, 985 МГц

- З, 5

- С, км/с

- U, 3, 69 км /с

- G_, м³/ч

- G^—, м³/ч

- h,

- p, 10

 

2. Замеры трубопровода.

а) Замеряем длину окружности, L

б) Находим внешний диаметр трубопровода, D_вненн

в) Определяем внутренний диаметр трубопровода(толщина стенки 5мм), D_внутр

3. Расчёт гидродинамического коэффициента Г.

(1),

где К_б - коэффициент искажения акустической базы;

Кг – коэффициент гидравлического сопротивления.

На коэффициент искажения акустической базы накладывается условие: 0, 985< К_б< 1, 015.

Поэтому выбираем К_б≈ 1.

(2),

где К_гв – гидродинамический коэффициент, соответствующий максимальному значению числа Re_max;

К_гн – гидродинамический коэффициент, соответствующий минимальному значению числа Re_min.

Число Рейнольдса Re_max определяется по формуле:

(3)

где D_в – внутренний диаметр трубопровода, м;

Q_max –наибольший расход в данном трубопроводе, м³/с;

ν _min –минимальное значение коэффициента кинематической вязкости в условиях эксплуатации данного трубопровода, м²/с.

(4)

Значение ν _min, соответствующее максимальной температуре воды при эксплуатации расходомера: t_max=40º С, ν _min=1, 004·10^-6 м²/с.

Значение коэффициента гидравлического трения λ вычисляют по формуле А.Д. Альтшуля:

(5)

где d_э – эквивалентная шероховатость (d_э=0, 5мм для чугунной ржавой трубы).

Гидродинамический коэффициент К_гв определяется по формуле:

(6)

Коэффициент К_гн определяется в зависимости от коэффициента λ и числа Рейнольдса Re_min по графикам (рис.6).

 

 

(7)

где Q_min –наименьший расход в данном трубопроводе, м³/с;

ν _max –максимальное значение коэффициента кинематической вязкости в условиях эксплуатации данного трубопровода, м²/с.

(8)

Значение ν _max, соответствующее минимальной температуре воды при эксплуатации расходомера: t_max=15º С, ν _max=1, 1401·10^-6 м²/с.

 

4. Ввод полученных параметров

- внутренний диаметр трубопровода d, м;

- гидродинамический коэффициент Г;

 

 

5. Параметры осциллографа:

 

синхронизация –внутренняя

+/- — “-”

Зарисовать зондирующий импульс.

 

6. Подсоединяем зажим к красному проводу.

Параметры осциллографа:

- синхронизация - внутренняя

- +/- — “-”

Зарисовать полученное изображение. По нему определить T, А₁, А₂.

 

 

Т- время полусуммы (мкс)

А₁- амплитуда первой полуволны (В)

А₂- амплитуда второй полуволны (В)- рабочая

 

 

7. Параметры осциллографа:

- синхронизация - внешняя

- +/- — “-”

Зарисовать полученное изображение. По нему определить τ ₀.

τ ₀- окно, мкс

Gp = Т – τ ₀ –время начала окна

 

 

8. Проверка уровня компаратора.

Подсоединяем зажим к белому проводу.

Параметры осциллографа:

- синхронизация - внутренняя

- +/- — “-”

Зарисовать полученное изображение.

 

9. В режиме измерения посмотреть величину расхода Q и в первом меню ввести H = -Q. Ввести G_ = 1–2 м³/ч. При этом расход должен стать равным нулю.

4. Список использованной литературы.

1. Кремлевский П.П., Расходомеры и счетчики количества. Справочник – Л.: Машиностроение. 1989г. – 648с.

2. Кулаков М.В., Технологические измерения и приборы дляя химических производств. – М.: Машиностроение, 1983. – 424с.

3. Фарзане Н.С., Ильясов Л.В. Азим – Заде А.Ю. Технологические измерения и приборы. Уч. для студ. Вузов для спеец-сти «Автоматизация технологических процессов и производств». – М.: Высш.шк. 1989. – 456с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Зависимость скорости ультразвука в воде от температуры
при атмосферном давлении.

 

t o C	C, м/с	t o C	C, м/с
15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 23.5 24.0 24.5 25.0 25.5 26.0 26.5 27.0 27.5	1466.2 1468.0 1469.7 1471.4 1473.1 1474.7 1476.4 1478.0 1479.6 1481.1 1482.7 1484.2 1485.7 1487.1 1488.6 1490.0 1491.4 1492.8 1494.2 1495.6 1496.9 1498.3 1499.6 1500.9 1502.2 1503.4	28.0 28.5 29.0 29.5 30.0 30.5 31.0 31.5 32.0 32.5 33.0 33.5 34.0 34.5 35.0 35.5 36.0 36.5 37.0 37.5 38.0 38.5 39.0 39.5 40.0	1504.7 1505.9 1507.1 1508.2 1509.4 1510.5 1511.7 1512.8 1513.9 1515.0 1516.0 1517.1 1518.1 1519.1 1520.1 1521.1 1522.1 1523.0 1523.9 1524.8 1525.7 1526.6 1527.5 1528.3 1528.9

Александров А.А., Трахтенгерц М.С. Теплофизические свойства воды при атмосферном давлении. М.: Издательство стандартов, 1977, 100с.(Государственная служба стандартных справочных данных. Сер.: Монографии).

 

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: