Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ РАСХОДА ГАЗА

Авторы:
Город:
Казань
ВУЗ:
Дата:
22 февраля 2016г.

Ужесточение требований к качеству продукции во многих случаях проявляется в виде ужесточения требований к допускам на контролируемые параметры расхода газа, а, следовательно, и в виде ужесточения (повышения) требований к точности измерения расхода газа.

Прежде чем рассматривать конкретные методы или способы повышения точности измерений, следует вспомнить:

· что необходимо для проведения измерений;

· что такое погрешность измерений, ее составляющие и причины их возникновения;

· что такое точность измерения.

Для проведения измерений необходимы:

· объект измерений (или, другими словами, измеряемая величина);

· метод измерений;

· средства измерений и вспомогательное оборудование;

· оператор.

Кроме того, измерения выполняют в какой-либо среде и по определенным правилам[4].

Так как мы выполняем измерение расхода газа, для нас важным является устранение плотностной погрешности.

Косвенный метод измерения расхода газа по массе обуславливает наличие методической составляющей погрешности. Эта погрешность измерения вызвана изменением состава газа, а также изменением его давления и температуры. Состав газа влияет не только на его теплотворную способность, но и на вязкость, плотность, характеристику обтекания твердых тел, кинематику перетекания его по каналу расходомера.

Методическая погрешность включает систематическую и случайную, статическую и динамическую составляющие. Значимым представляется исследование статической систематической методической погрешности, вызванной изменением плотности газа за счет изменения температуры и давления газа[1], [4].

Наиболее приемлемым способом решения этой проблемы является введение в конструкцию прибора, измеряющего расход газа, корректирующего устройства – корректора плотностной поправки.

В настоящее время известны различные модификации расходомеров-счетчиков бытового потребления газа, содержащие в своем составе корректирующие устройства. При этом реализация коррекции погрешности по давлению представляется более сложной с позиции ограниченной возможности реализации зависимости выходного сигнала от изменения давления – это, во-первых. Во-вторых, абсолютное давление газа изменяется в широких пределах и вносит в измерение недопустимо высокую (±16%) барометрическую погрешность.

В результате в расходомер-счетчик необходимо вводить корректор плотностной поправки – устройство для снижения погрешностей [2]. Блок корректора поправки выполнен в виде отдельного изделия – специализированной цилиндрической вставки, легко армируемой в часть корпуса расходомера. Независимое изготовление блока, возможность тщательного контроля его работы до и после установки в расходомер гарантирует высокую точность и надежность при уменьшении стоимости. Сам корректор может быть выполнен в виде различных модификаций.

1 – кожух узла турбинки; 2 – светодиод; 3 – оптический модулятор; 4 – ось турбинки; 5 – фотодиод; 6 – мембрана или манометрическая коробка; 7 – крышка блока корректора; 8 – проточный канал; 9 – корпус расходомера; 10 – трубка-штуцер; 11 – консольная упругая балка с тензорезисторами; 12 – блок корректора; 13 – электрические выводы; 14 – крышка; 15 – полость размещения электронных элементов; 16 – цифровой индикатор; 17 – оптическое окно; G – расход газа; рк и рr – давления газов в коррекционной камере и в проточном канале.

 

Согласно уравнению Менделеева-Клапейрона плотность r газа определяется его газовой постоянной R, абсолютным давлением pи температурой T. При адиабатном сжатии - расширении газа, проходящем в закрытой полости без обмена тепла, зависимость этих параметров записывают в виде

Это выражение описывает процесс приближенно, так как оно не учитывает обмен тепла, диссипацию энергии при движении газа, режимы этого движения по изменяющимся каналам, наконец, зависимость конструктивных параметров от температуры и взаимосвязь при этом давления и температуры. Изменение всех этих параметров вызывает не только методические, но и инструментальные погрешности.

Особо значимой представляется также температурная инструментальная погрешность, которая жестко коррелированна с методической через температуру. Следовательно, эти температурные погрешности можно и необходимо рассматривать совместно.

С целью оценки значимости методической барометрической погрешности проведем ее анализ с учетом возможных колебаний давления pn как за счет изменения избыточного давления в трубопроводе низкого давления газа на входе в квартиры, а также влияния рельефного, климатического и высотного изменения атмосферного давления pа в зависимости от местонахождения квартиры.

Согласно ГОСТу и международным стандартам в питающем трубопроводе низкого давления должно обеспечиваться избыточное давление pи= pn-pа газа порядка 1,0...3,0 кПа (7,5...22,5 мм рт.ст.). Однако, в зависимости от количества потребителей газа, протяженности и сечения трубопровода, времени суток, высотности квартиры, изменения суммарного расхода газа, потери могут доходить до уровня начального давления pn, то есть 1...3 кПа.

Расчет методической барометрической погрешности проводим с учетом линейной зависимости плотности r газа от давления pn. Принимая симметричный закон распределения со средним давлением 95 кПа, относительная барометрическая погрешность с вероятностью P(Dpn)=0,997 изменяется в пределах:

Возможные пределы изменения барометрической погрешности можно уменьшить, например, для доверительной вероятности P(hp)=0,68 значениями hp= ± 5%[3].

Расходомеру – счетчику газу присущи конструкционно-технологические и эксплуатационные инструментальные погрешности, связанные с несовершенством массового производства изделий, отклонениями в технологии процессов, недостатками контроля, особенно, при сборке и балансировке, а также при небрежной эксплуатации изделий или при работе на загрязненном газе.

 

Список литературы

1.     Браславский Д.А., Петров В.В. Точность измерительных устройств. –М.: Машиностроение, 1976. -312с.

2.     Патент № 2457440. Расходомер-счетчик газа. – Смирнова С.В., Рахимбердиева С.Р. 2010.

3.     Под.ред. Кремлевского П.П. Расходомеры и счетчики количества. С.-Пб.: Политехника, 2002. – 409 с., ил.

4.     Ференец  В.А.  Погрешности  измерительных  преобразователей:  Учебное  пособие.  Казань:  Изд-во Казан.авиац. ин-та, 1981. -100с.