§ 15.6. Метрологическое обеспечение средств измерений расхода

Воспроизведение единиц расхода газов и жидкостей осуществляет­ся группой государственных эталонов, в основу работы которых по­ложено измерение объема или массы газа (жидкости) за опреде­ленный промежуток времени.

Передача размера единицы от эталонов к рабочим средствам измерений объемного или массового расходов газа (жидкости) осуществляется образцовыми средствами измерений, в состав ко­торых входят расходомерные установки и образцовые расходоме­ры. Поверку средств измерений расхода осуществляют поэлемент­ным методом или методом непосредственного сличения.

Поэлементный метод применяют при поверке расхо­домеров переменного пере­пада давления. В соответст­вии с этим методом сужаю­щее устройство и дифмано­метр поверяют отдельно.

Метод непосредственно­го сличения применяют при поверке ротаметров, счетчи­ков газов и счетчиков жид­костей. В процессе поверки осуществляют сличение по­казаний поверяемых расходомеров с показаниями образцовой расходомерной установки или образцовых расходомеров. Широкое распространение получили расходомерные установки.

Рис. 15.10. Схема динамической расходомерной установки

На рис. 15.10 приведена схема динамической расходомерной ус­тановки. Рабочая жидкость насосом 1 закачивается в напорный бак 4, в котором пневматической системой 2 (компрессор или бал­лон с нейтральным газом) создается определенное статическое дав­ление, контролируемое манометром 3. При поверке рабочая жид­кость выдавливается из напорного бака через открытый вентиль 5 в испытательный участок 6, выход которого подключен к мерному баку 7. Последний снабжен датчиками уровня 8 (в динамических объемных установках) или установлен на тензорезисторных преобразова­телях массы (в динамиче­ских весовых установках). В динамических объемных установках измеряют вре­мя, в течение которого ра­бочая жидкость заполня­ет объем между двумя датчиками уровня, а за­тем определяют дискрет­ные значения расхода. В динамических весовых установках получают не­прерывную запись значений массы рабочей жидкости, заполняю­щей мерный бак, и соответствующую запись времени, а затем опре­деляют непрерывные значения расхода. Относительная погрешность воспроизведения и измерения расхода — не ниже 0,2—0,3%. Для поверки счетчиков промышленных жидкостей непосредственно на технологических потоках, например на узлах учета, широко приме­няют объемные трубопоршневые расходомерные установки (рис. 15.11).

Рис. 15.11. Схема трубопоршневой расходо­мерной установки

Трубопоршневая установка работает следующим образом. Через крананипулятор 2 в калиброванный участок 4, изготовленный из стальной бесшовной трубы, на внутреннюю полость которой нанесе­но специальное стойкое покрытие, вводятся два шаровых раздели­теля. Шаровой разделитель 8 выполняет функцию запорного устрой­ства и препятствует перетоку жидкости из входного в выходной конец калиброванного участка 4, а шаровой разделитель 7 — функ­цию шарового поршня, выталкивающего жидкость из калиброван­ного участка 4 под действием напора рабочей жидкости. В момент прохождения шарового поршня мимо электромеханического детек­тора 6 включается счетное устройство 5, измеряющее количество импульсов, поступающих от датчика 1, преобразующих число обо­ротов вала поверяемого счетчика в пропорциональное число элек­трических импульсов. При прохождении шарового поршня мимо электромеханического детектора 3 счетное устройство выключается. Пройдя калиброванный участок, шаровой поршень 7 попадает в кран-манипулятор, выталкивает в поток шар-клапан 8 и занимает его положение. Далее цикл поверки повторяется. Объем V_c жидко­сти, отсчитанный по счетчику за один цикл поверки (один проход шара-поршня по калиброванному участку), равен

V_c=qn, (15.2)

где q— объем жидкости, соответствующий одному импульсу; n—число импульсов, отсчитанное счетчиком за время прохождения ша­ровым поршнем расстояния между детекторами 6 и 3.

По сравнению с рассмотренными ранее поверочными установка­ми трубопоршневые расходомерные установки позволяют поверять счетчики жидкостей в реальных эксплуатационных условиях на лю­бых жидкостях. Классы точности трубопоршневых расходомерных установок 0,02—0,05. Поверка расходомеров газа осуществляется на трубопоршневых расходомерных установках, принцип действия которых аналогичен рассмотренному выше. Классы точности тру­бопоршневых расходомерных установок, предназначенных для поверки расходомеров газа, 0,1—0,2.