Автоматизированные поверочные установки: какими они должны быть

Автоматизированные поверочные установки: какими они должны быть

Автоматизированные поверочные установки: какими они должны быть

Каргапольцев Василий Петрович, заместитель директора ОКБ “Гидродинамика”, © Косолапов Александр Васильевич, главный метролог ОКБ “Гидродинамика”

Общий парк средств измерений расхода и количества жидкости в последние годы существенно увеличился за счет широкого применения расходомеров – счетчиков для учета энергоресурсов и проведения коммерческих расчетов между поставщиками и потребителями энергоресурсов.

В условиях возрастающего спроса свою активность проявляют и предприятия – производители, которые выпускают приборы учета самых разных типов и по принципу действия, и по метрологическим характеристикам, и по надежности, и по функциональным возможностям, и по стоимости.

Однако какими бы не были эти приборы, для них обязательной является первичная поверка при выпуске из производства и периодическая поверка во время эксплуатации, если приборы используются в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора.

Для проведения поверки в соответствии с нормативными документами государственной системы обеспечения единства измерений необходимо выполнить такие существенные требования, как получить в установленном порядке право проводить поверочные работы (аттестат аккредитации) в области расходометрии и иметь необходимые технические средства – эталоны, поверочные установки и вспомогательное оборудование.

Между тем, техническая база для проведения поверочных работ на сегодняшний день во многих регионах либо отсутствует, либо морально устарела и требует совершенствования. Более того, потребность в подобных установках испытывают и предприятия для проведения испытаний при разработке и выпуске расходомеров-счетчиков жидкости, Наконец, потребность в поверочных установках испытывают и промышленные предприятия, использующие расходомеры-счетчики в своих технологических процессах.

Процедура поверки расходомеров - счетчиков включает в себя воспроизведение потока жидкости в широком диапазоне расходов, измерение параметров этого потока эталонными средствами измерений, измерение рабочими средствами измерений, обработку результатов измерений и принятие решения о пригодности рабочих средств измерений для использования в соответствии с их назначением.

При большом объеме приборов поверка становится настолько трудоемкой, что неизбежно возникает вопрос о повышении эффективности поверочных работ и обеспечении достоверности результатов поверки.

Одним из путей разрешения таких вопросов является использование автоматизированных поверочных установок. Опыт использования таких установок накапливался более двух десятков лет, однако на сегодняшний день конкретные требования, которым должна удовлетворять разрабатываемая автоматизированная поверочная установка, отсутствуют, если не считать, что в ряде государственных стандартов имеются общие технические требования к конструкции поверочных установок, в том числе и автоматизированных.

Отталкиваясь от этих достаточно общих требований, общество с ограниченной ответственностью “Опытно-конструкторское бюро “Гидродинамика” (г. Киров) несколько лет назад приступило к разработке и изготовлению автоматизированных поверочных установок, которые позволяют любым заинтересованным потребителям создать собственную современную техническую базу для проведения поверки, лабораторных и исследовательских работ, испытаний, контроля качества и первичной поверки при выпуске приборов из производства.

С учетом требований потребителей ООО “ОКБ “Гидродинамика” разработало и изготовило ряд автоматизированных поверочных установок счетчиков жидкости (УПСЖ) с максимальным воспроизводимым расходом 30, 50, 100, 150, 200, 400, 600 м3/ч (в перспективе до 2500 м3/ч) с использованием в качестве рабочей жидкости водопроводной воды как с нормальной температурой (от плюс 15 ºС до плюс 28 ºС), так и с температурой до плюс 60 ºС.

Погрешность таких установок при измерении расхода по весовым устройствам имеет диапазон значений от 0,2 % до 0,05 % и менее, эталонным расходомерам – от 0,6% до 0,25 %.

Разработанные ООО “ОКБ “Гидродинамика” установки отличаются от существующих аналогичных по назначению установок:

а) универсальностью, т.е. наличием возможности проводить поверку практически всего парка счетчиков жидкости различных поколений: без выходных сигналов, имеющих возможность считывания информации с помощью оптоэлектронного считывателя, с аналоговыми или импульсными выходами, с собственными электронными измерительными блоками и встроенным интерфейсом;

б) высокой степенью автоматизации при измерениях, управлении и контроле, за счет чего обеспечивается высокая эффективность выполнения поверки или испытаний и

существенное снижение доли ручного труда при выполнении поверочных работ;

в) наличием возможности проведения поверки как с использованием весовых устройств, так и эталонных расходомеров, что позволяет проводить поверку последних в автоматическом режиме непосредственно на установке без их демонтажа.

г) использованием проверенных технических решений в области механики и электроники, комплектующих европейского качества.

Предпочтение выпускаемым автоматизированным поверочным установкам типа УПСЖ отдали уже более тридцати предприятий из 19 регионов Российской Федерации, в т.ч. Москвы и Санкт-Петербурга, при этом более 30 % из них приходится на центры стандартизации и метрологии.

Что же представляет собой современная автоматизированная установка?

Автоматизированная поверочная установка для поверки расходомеров-счетчиков жидкости в общем случае представляет собой достаточно сложное техническое устройство, обеспечивающее воспроизведение потока жидкости с расходом от 10 – 20 до 600000 литров в час (0,01 – 600 м3/ч) и измерение объема (массы) эталонными расходомерами или весовым устройством с необходимой для поверки точностью.

В соответствии со своим назначением поверочная установка относится к средствам измерения, для которых установлена своя система сертификации (утверждение типа и внесение в Государственный реестр) и подтверждение пригодности для использования по назначению.

Для измерения тех или иных физических величин в установке используется до 40 средств измерений (измерение частоты, времени, температуры, массы, давления, тока, напряжения).

Для управления установкой используются различные технические средства, позволяющие задавать скорость потока (путем установки частоты на частотном преобразователе насоса), формировать гидравлическую измерительную схему (путем закрытия или открытия дисковых затворов с помощью пневмоприводов и/или электроприводов).

Сбор измерительной информации и управление установкой обеспечивается с помощью компьютера.

Также с помощью компьютера обеспечивается сбор информации от поверяемых приборов, которых на установке может быть установлено до нескольких десятков, обработка измерительной информации в соответствии с методикой поверки и хранение результатов поверки в базе данных.

Для иллюстрации приведем краткое описание и функциональную схему автоматизированной поверочной установки типа УПСЖ 600/ВМ. Условные обозначения функциональных элементов на рисунке 1 приведены в таблице 1.

В общем случае в состав установки входят:

устройство подачи воды ( циркуляционные насосы Н1, Н2, Н3, дисковые затворы с пневмоприводом V1П – V6П;

система хранения и подготовки воды ( резервуар СР1, ресивер Р, циркуляционный насос Н5, фильтры Ф2 – Ф4);

трубная обвязка ( измерительный участок, комплект установочных приспособлений и зажимные устройства).

Измерительный участок при измерении объема (объемного расхода), массы (массового расхода) эталонными расходомерами состоит из эталонных расходомеров (ЭР1 – ЭР4), поверяемых расходомеров-счетчиков, закрепляемых на измерительных стендах ИС1, ИС2, ИС3 с помощью комплекта установочных приспособлений.

Измерительный участок при измерении объема (объемного расхода), массы (массового по ВУ состоит из поверяемых расходомеров-счетчиков, устройства переключения потока УПП (УПП1, УПП2 или УПП3), накопительного резервуара НР (НР1, НР2 или НР3) и датчика температуры (ДТ1, ДТ2, ДТ3).

Измерительные стенды служат для центрирования проставок, входящих в состав комплекта установочных приспособлений, а также для отвода воды при смене поверяемых счетчиков, которая накапливается в специальном резервуаре СР2 и с помощью циркуляционного насоса Н4 через фильтр Ф1 перекачивается в сборный резервуар СР1.

Т а б л и ц а 1 – Условные обозначения элементов функциональной схемы установки по рисунку 1