SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Широкодиапазонные ультразвуковые расходомеры газа «Ирга-РУ»

В статье охарактеризованы высокоточные ультразвуковые расходомеры газа «Ирга-РУ» производства ООО «ГЛОБУС», обеспечивающие измерения в широком диапазоне. Описан их принцип действия, конструктивные особенности и преимущества. Также представлена новая разработка компании – ультразвуковая поверочная эталонная установка «Краб-УМ», имеющая тот же принцип измерения скорости потока и ПО, что и расходомеры «Ирга-РУ». Эталонная установка, обладающая высокой точностью, компактна и мобильна, позволяет проводить измерения в полевых условиях, без демонтажа счетчиков с трубопровода.

ООО «ГЛОБУС», г. Белгород

Globus.png

Компания «ГЛОБУС» специализируется в сфере разработки и производства КИПиА. Предприятие выпускает целый спектр приборов для учета объема и расхода пара, жидкостей, газов и тепловой энергии, применяя наиболее актуальные на сегодня технологии. В статье мы рассмотрим широкодиапазонные ультразвуковые расходомеры газа «Ирга-РУ», поскольку именно ультразвуковые расходомеры являются одним из самых популярных в настоящее время средств измерения.

Достоинства любых ультразвуковых расходомеров – это высокая, недоступная другим приборам, чувствительность к малым расходам и одновременно слабая чувствительность к образованию отложений в трубопроводах и электромагнитным полям, а также отсутствие в конструкции подвижных механических деталей. Эти преимущества делают ультразвуковые расходомеры высокоточными, надежными и востребованными устройствами – в том числе востребованными в ЖКХ, где состояние труб, как известно, часто оставляет желать лучшего.

Широкодиапазонные ультразвуковые расходомеры газа «Ирга-РУ» (рис. 1) входят в большую линейку приборов под торговой маркой «Ирга», которую компания «ГЛОБУС» разрабатывает, пополняет и совершенствует с 1989 года. Они способны измерять объем и объемный расход самых разных газов: природного газа, воздуха, азота, кислорода, водорода, попутного нефтяного газа, коксового газа и др. Расходомеры «Ирга-РУ» можно применять как автономно, так и в автоматизированных системах: в составе узлов учета и измерительных комплексов на промышленных предприятиях или объектах жилищно-коммунального хозяйства, в системах телеметрии.

Ris_1.jpg

Рис. 1. Ультразвуковой расходомер «Ирга-РУ»

Кратко расскажем о работе «Ирга-РУ». Принцип действия этого широкодиапазонного ультразвукового расходомера основан на времяимпульсном методе измерения расхода газа. В его корпус встроены пьезоэлектрические преобразователи, которые генерируют ультразвуковые импульсы, посылая их как по направлению потока газа, так и против него.

Время распространения ультразвукового импульса меняется в зависимости от скорости потока газа. Если скорость газа в трубопроводе возрастает, то ультразвуковой импульс по направлению потока летит быстрее, а против потока дольше. Расходомер измеряет время распространения ультразвукового импульса, после чего с учетом введенных в его память значений, по формулам (ГОСТ 8.611) вычисляется значение скорости потока, а с учетом внесенной в память нормировочной таблицы – объемный расход газа в рабочих условиях.

Конструктивно широкодиапазонный ультразвуковой расходомер «Ирга-РУ» состоит из трех блоков: первичного преобразователя расхода «Ирга-РУП», электронного блока «ВР‑100 РУ» и блока питания «Ирга-БП».

Первичный преобразователь расхода представляет собой механическое устройство – корпус со встроенными ультразвуковыми приемопередатчиками. Этот блок устанавливается непосредственно на газопровод с помощью фланцевых соединений. Корпус первичного преобразователя обладает высокой степенью защиты от воды и внешних твердых предметов – IP65 (полная пыленепроницаемость). «Ирга-РУП» не теряет своей герметичности даже при максимальном рабочем давлении измеряемой среды.

На первичный преобразователь установлен электронный блок «ВР‑100 РУ». Они монтируются вместе в заводских условиях и раздельно не применяются. Электронный блок управляет ультразвуковыми приемопередатчиками, принимает сигналы, обрабатывает их, преобразует и передает в вычислительное устройство. Сигналы содержат различную информацию, в том числе данные о времени распространения ультразвуковых импульсов, необходимые для вычисления объемного расхода газа в рабочих условиях. В качестве вычислительного устройства можно использовать вычислители «Ирга‑2» производства ООО «ГЛОБУС» или любые другие с аналогичными характеристиками.

Третья часть расходомера – блок питания «Ирга-БП» – оборудован барьером искрозащиты. Блок питания используется не всегда, а только во взрывоопасных зонах. При наружной установке или монтаже в невзрывоопасной зоне помещения питание расходомера осуществляется от источника постоянного тока, который не является частью расходомера, но может входить в комплект поставки.

Кроме указанных компонентов, широкодиапазонный ультразвуковой расходомер «Ирга-РУ» может быть оборудован блоком формирования выходных сигналов АВ‑2 (для формирования токового сигнала 4–20 мА) или АВ‑3 (для поддержки HART-протокола), а также барьером искрозащиты. Для взрывоопасных зон применяются и датчик давления вместе с термообразователем сопротивления, которые входят в комплект поставки расходомера в некоторых исполнениях.

Вообще, говоря о различных исполнениях широкодиапазонного ультразвукового расходомера «Ирга-РУ», необходимо особо отметить их разнообразие и количество. Мы уже упоминали об исключительной чувствительности ультразвуковых расходомеров к малым расходам. Широкий размерный ряд расходомера «Ирга-РУ» включает модели с диаметром условного прохода (Ду) от 25 мм, которые рассчитаны на расход 0,03 м³/ч, и вплоть до 800 мм, рассчитанных на вычисление расхода до 50 000 м³/ч.

Кроме того, модельный ряд широкодиапазонных ультразвуковых расходомеров «Ирга-РУ» включает исполнения с различными выходными сигналами (числоимпульсный расходомер, частотный, с выходным сигналом по протоколу HART и др.), с разными источниками питания (в том числе с литиевой батареей), с датчиком давления и термообразователем сопротивления (для взрывоопасных зон), разного внешнего вида, с разными типами разъемов для подключения датчиков и т. д.

Отдельно отметим, что расходомерам «Ирга-РУ» некоторых типоразмеров для монтажа не требуются прямые участки трубопровода. Так, расходомеры с Ду от 25 до 200 мм при необходимости могут быть установлены на изгибе колена трубы.

Таким образом, ультразвуковые расходомеры «Ирга-РУ» обеспечивают следующие преимущества:
- широкий диапазон измеряемых расходов;
- монтаж, для которого не требуются прямые участки трубы;
- отсутствие гидравлического сопротивления;
- надежность (из-за отсутствия подвижных механических элементов);
- высокую точность измерений;
- высокое быстродействие;
- помехозащищенность.

Принцип действия ультразвукового расходомера «Ирга-РУ» лег в основу нового устройства.


Ультразвуковая поверочная эталонная установка «Краб-УМ»

В настоящее время на стадии внесения в Российский Государственный реестр средств измерений находится новая мобильная ультразвуковая эталонная установка «Краб-УМ» для поверки бытовых счетчиков газа различных типоразмеров. Эталонная установка контролирует показания датчиков температуры и давления, регулирует расход, осуществляет сравнение объемов газа, прошедшего через бытовой счетчик и через высокоточную ультразвуковую эталонную систему, анализирует проведенные измерения и выдает заключение об успешности проведенной поверки. Погрешность измерений «Краб-УМ» в широком динамическом диапазоне порядка 1:1500 не превышает 0,5 %.

Принцип измерения скорости потока в установке «Краб-УМ» аналогичен принципу, используемому в расходомере «Ирга-РУ», она работает на том же программном обеспечении. При этом эталонная установка компактна и мобильна, способна работать до 8 часов от аккумуляторной батареи. Поверку бытовых счетчиков можно производить как на газовой магистрали (без съема счетчика), так и на воздухе при использовании дополнительного нагнетателя потока. В состав поверочной эталонной установки входит Wi-Fi-контроллер, позволяющий использовать для вычисления и отображения всей необходимой информации веб-браузер любого мобильного или стационарного устройства.

Внешний вид эталонной установки «Краб-УМ» показан на рис. 2, общее устройство и схема функционирования – на рис. 3.

Ris_2.jpg

Рис. 2. Поверочная эталонная установка «Краб-УМ»


Ris_3.png

Рис. 3. Общее устройство и схема функционирования мобильной ультразвуковой установки «Краб-УМ» для поверки бытовых счетчиков природного газа

Новая разработка ООО «ГЛОБУС» обладает чрезвычайно востребованной функциональностью, позволяет упростить процедуру поверки, сэкономить время, средства и выполнить все нормативные требования.

Опубликовано в журнале "ИСУП" № 6(78)_2018

ООО «ГЛОБУС», г. Белгород,
тел.: +7 (4722) 31-3376,
e‑mail: globus@irga.ru,
сайт: irga.ru


Преобразователь протоколов на базе iRZ R2
Прием Modbus ASCII/RTU/TCP, МЭК 870-5-101/103/104/
Передача Modbus ASCII/RTU/TCP, МЭК 870-5-101/104
Акция 19800 за первые 30 конверторов
www.cea-energo.ru