2. Счетчики газа вихревые свг.М

Счетчики газа вихревые СВГ.М предназначены для оперативного и коммерческого учета потребляемого природного газа и других неагрессивных газов (воздух, азот, кислород и т.п.) на промышленных объектах [2].

Счетчик СВГ.М состоит из датчика расхода ДРГ.М, датчика избыточного давления с токовым выходом 4…20 мА типа «Сапфир-22М», датчика температуры с унифицированным токовым выходным сигналом 0-5 или 4-20 мА, блока контроля теплоты микропроцессорного БКТ.М (блок БКТ.М) (рисунок 3).

Р исунок 3 – Счетчик расхода СВГ.М

Структурная схема счетчика расхода приведена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Структурная схема счетчика расхода

Общий вид счетчика расхода СВГ.М (датчика ДРГ.М) различных типоразмеров приведен в приложении А и приложении Б .

Схема электрических соединений датчиков расхода приведена в приложении В. Варианты установки датчика расхода ДРГ.М на трубопроводе приведены в приложении Г.

Датчик расхода ДРГ.М работает следующим образом. Набегающий поток газа образует за телом обтекания, находящимся в проточной части датчика расхода, дорожку, характеризующуюся местными завихрениями в потоке. Частота срыва вихрей f с тела обтекания пропорциональна скорости потока газа. У верхнего торца тела обтекания установлены два чувствительных элемента (пьезоэлектрические датчики давления Д1 и Д2), воспринимающие пульсации давления при срыве очередного вихря (рисунок 5).

Рисунок 5 – Установка чувствительных пьезоэлементов

(датчиков давления)

Плата преобразования датчика расхода осуществляет усиление, фильтрацию, масштабирование сигналов с пьезоэлектрических датчиков давления и обеспечивает на выходе последовательность импульсов с нормированной ценой 0,0001; 0,001 или 0,01 м³/имп. (в соответствии с типоразмером датчика расхода) и токовый сигнал 4 – 20 мА.

Счетчик СВГ.М выполняет следующие функции:

– измерение расхода газа;

– измерение температуры и давления газа;

– измерение времени наработки при включенном питании и индикации часов реального времени;

– вычисление объема газа, приведенного к нормальным условиям;

– вычисление среднечасовых значений параметров потока газа (давления, температуры, расхода в рабочих и нормальных кубических метрах) по каждому контролируемому газопроводу;

– накопление информации об объеме газа в нормальных кубических метрах нарастающим итогом по каждому контролируемому газопроводу;

– отображение информации о текущих среднечасовых и итоговых параметрах потока газа по каждому контролируемому газопроводу на индикаторе-дисплее блока БКТ.М;

– регистрация (каждый час) информации о среднечасовых и итоговых параметрах по каждому контролируемому газопроводу и хранение этой информации в энергонезависимой памяти не менее 2 мес.;

– передача информации на верхний уровень с помощью стандартного интерфейса RS232, RS485.

Технические характеристики счетчиков расхода СВГ.М приведены в таблице 1 [1,2].

Основная относительная погрешность измерения объемного расхода по импульсному выходу в рабочих условиях, не превышает:

– 1.5 % - в диапазоне расходов Q_min…0,1Q_max и 0,9Q_max…Q_max;

– 1.0 % - в диапазоне расходов 0,1Q_max…0,9Q_max.

Основная приведенная погрешность датчика по токовому выходу в диапазоне эксплуатационных расходов не превышает 1.5 %.

Таблица 1 – Технические характеристики датчиков СВГ.М

Типоразмер		Диаметр условного расхода трубопровода Ду, мм	Избыточное давление, МПа	Диапазон эксплуатации расходов Q (при рабочих условиях), м3/ч
Счетчика СВГ.М	Датчика расхода			Наименьший Qmin	Наибольший Qmax
СВГ.М-160	ДРГ.М-160	50	От 0,003 до 0,16 От 0,16 до 2,5	8 4	160
СВГ.М-400	ДРГ.М-400	80	От 0,003 до 0,16 От 0,16 до 2,5	20 10	400
СВГ.М-1600	ДРГ.М-1600	80	От 0,003 до 0,16 От 0,16 до 2,5	80 40	1600
СВГ.М-2500	ДРГ.М-2500	100	От 0,003 до 0,16 От 0,16 до 2,5	125 62,5	2500
СВГ.М-5000	ДРГ.М-5000	150	От 0,003 до 0,16 От 0,16 до 2,5	250 125	5000
СВГ.М-10000	ДРГ.М-10000	200	От 0,003 до 0,05 От 0,05 до 2,5	500 250	10000

Основная относительная погрешность измерения количества приведенного к нормальным условиям, не более 2.5 %.

Счетчики СВГ.М могут использоваться при температуре -20…+25ºС.

Определение расхода Q в м³/ч производится по формулам:

, (4)

, (5)

где f - частота импульсной последовательности с выхода датчика расхода, Гц;

Q_max - верхний предел измерения расхода, м³/ч;

I - ток на выходе датчика расхода, мА;

К_s - поправочный коэффициент, определяемый по формуле

, (6)

где D_у - значение внутреннего диаметра номинального трубопровода (см. таблицу 1), м;

D_i - среднее значение фактического внутреннего диаметра трубопровода в измерительном сечении, м;

m - коэффициент учитывающий шероховатость внутренней стенки трубопровода, m=1 для новых труб и m =0,995 для труб с длительным периодом эксплуатации (несколько лет).

Погрешность датчика расхода в условиях эксплуатации _э определяется по формуле

, (7)

где _о - основная погрешность датчика расхода, ;

_ср- дополнительная погрешность датчика расхода от изменения температуры измеряемой среды, (0,065 % на каждые 10 С изменения температуры от нормальных условий "20 С"),  ;

_s - погрешность определения сечения трубопровода, предельное значение ±0,5 .

Определение расхода Q в м³/ч по выходной частоте датчика расхода, производится по формуле:

, (8)

где f_вых - частота измерения импульсной последовательности с выхода датчика расхода, Гц;

C - цена выходного импульса датчика расхода, равная:

0,0001 м³/имп. для ДРГ.М-160;

0,001 м³/имп. для ДРГ.М-400, ДРГ.М-800, ДРГ.М-1600;

0,01 м³/имп. для ДРГ.М-2500, ДРГ.М-5000.

Расчет потери давления ΔP_i(кПа) на измерительном участке трубопровода с датчиком расхода ДРГ.М производится по формуле:

, (9)

где ΔPo(Q_i) - перепад давления на датчике расхода определенный по графику (см. рисунок Д.1, приложение Д), кПа;

ρ_i - плотность измеряемого газа (при нормальных условиях),кг/м³;

Р - абсолютное давление на входе датчика, кПа;

Q_i - объемный расход газа в трубопроводе, м³/ч;

Q_max- верхний предел измерения датчика расхода, м³/ч.