Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ РАСХОДОМЕРОВ-СЧЕТЧИКОВ ГАЗА

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при испытании и поверке расходомеров-счетчиков газа.

Известно устройство для поверки счетчиков, содержащее погруженный в резервуар с жидкостью измерительный колокол, снабженный системой ориентации в вертикальном положении, связанный через трос, огибающий колесо, с уравновешивающими грузами и трубопровод с запорно-регулирующей арматурой (патент RU №2175116, опубл. 20.10.2001 г.).

Такое устройство позволяет поверять счетчики газа путем сравнения их показаний с известным объемным значением вытесненного воздуха из-под измерительного колокола при заданном давлении.

Основными недостатками такого устройства являются недостаточная точность, так как существуют технологические трудности изготовления мерников с постоянным внутренним сечением, визуальный отсчет объема израсходованной среды по шкале мерной линейки и указателя затрудняют осуществление динамического режима поверки, что приводит к дополнительным погрешностям и необходимости увеличения времени осреднения расхода. Для увеличения динамического диапазона расходов возникает необходимость в использовании нескольких мерников, что дополнительно усложняет конструкцию.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является установка для поверки газовых счетчиков (патент RU №2239795, опубл. 10.11.2004 г.). Установка содержит воздуходувку, трубопровод, датчики температуры и давления, устройство задания расходов, монтажный стол с базовой плитой под эталонный газовый счетчик и поверяемые счетчики, на которой закреплены стойки с подвижными направляющими газоводами и устройство фиксации, снабженное приводом перемещения. Устройство задания расходов выполнено в виде вертикальных магистралей, на каждой из которых смонтированы запорно-регулирующая арматура и устройство визуального контроля стабильности расхода (ротаметр).

К недостаткам данной конструкции можно отнести пульсации давления воздуха при работе воздуходувки.

Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, являются обеспечение строгого постоянства давления расходуемой среды при полном устранении его пульсаций, возникающих при работе воздуходувки, возможность задания большого количества точек расхода при испытаниях и поверке расходомеров-счетчиков, автоматизация процесса поверки и составления протокола прохождения поверки, упрощение конструкции установки и повышение надежности ее работы, обеспечение фильтрации расходуемой среды.

Эти задачи решаются путем использования эластичного резервуара в качестве устройства задания давления и хранения расходуемой среды; установки фильтра расходуемой среды; использования устройства задания расхода в виде цилиндра с калиброванными отверстиями в боковой стенке, внутри которого перемещается поршень, тем самым изменяя суммарное сечение задействованных выходных отверстий; применения оборудования с возможностью передачи данных на персональный компьютер о характеристиках расходуемой среды и расходах на эталонном и поверяемом расходомерах.

Так как предлагаемая установка предназначена для работ с давлениями до 5 кПа (всего 5% от атмосферного), соответствующими давлению природного газа у конечного потребителя, то в качестве устройства задания давления применен эластичный резервуар. Применение эластичного резервуара позволяет получить высокостабильное и точно задаваемое давление в системе за счет нагружаемых на него грузов с определенной массой, что положительно сказывается на точности измерения давления и работе эталонного расходомера. Для получения требуемого давления на эластичный резервуар укладывается плоская плита, на которую помещаются грузы заданной массы. Следовательно, погрешность задания давления будет зависеть от погрешности весов, на которых взвешивался груз, а постоянство давления будет поддерживаться до тех пор, пока не будет достигнут контакт верхней и нижней поверхностей резервуара.

Устройство задания расхода, в отличие от системы из входного дросселя и выходных дросселей у прототипа, представляет собой цилиндр с калиброванными отверстиями в боковой стенке и перемещающимся внутри поршнем. Количество и диаметры отверстий могут варьироваться разработчиком, поэтому можно задать произвольные значения и количество точек, в которых должен поверяться расходомер. Одно устройство задания расхода может обслуживать несколько расходомеров с разными пределами измерения. Поршень передвигается при помощи шагового двигателя, что позволяет получить высокую точность позиционирования, а значит и свести к минимуму ошибки в задании расхода. Данная конструкция оптимальна как при испытании новых моделей расходомеров, когда недостаточна стандартная процедура поверки бытовых расходомеров-счетчиков, проводимая в точках 5, 10, 50 и 100% от Q_max (максимальный расход), так и непосредственно при поверке бытовых счетчиков в соответствии со стандартом.

Использование в конструкции устройств с возможностью обмена данными и управляющими сигналами с компьютером позволяет автоматизировать процесс проведения поверки и формирования выходного документа. Поэтому от оператора поверочной установки требуется только монтаж и демонтаж поверяемых расходомеров, отслеживание аварийных сообщений.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена структурная схема установки.

Установка для испытания расходомеров-счетчиков газа содержит компрессор 1, выход которого через клапан 2 подсоединен к эластичному резервуару 3, нагружаемому заданной массой. Выход эластичного резервуара 3 соединен с входной испытательной магистралью 4. Испытательный коллектор 5 включен между входной 4 и выходной 7 испытательными магистралями и содержит испытательные участки 6, в которые монтируются испытуемые расходомеры-счетчики газа. Выходная испытательная магистраль через фильтр 8 соединена с эталонным расходомером 9, а выход последнего - с устройством задания расхода 10. Давление на входе эталонного расходомера контролируется датчиком абсолютного давления 11, а перепад давления между входом и выходом устройства задания расхода (атмосферным давлением) - дифференциальным датчиком избыточного давления 13. Температура расходуемой среды измеряется датчиком температуры 12.

Расходуемой средой является воздух. Он нагнетается компрессором 1 в эластичный резервуар 3 через клапан 2, закрываемый при достаточном заполнении резервуара 3. Выходное отверстие резервуара соединено посредством трубопровода с входной испытательной магистралью 4 и далее с испытательным коллектором 5, состоящим из четырех расположенных вертикально калиброванных труб с различными диаметрами условного прохода, соответствующими диаметрам условного прохода поверяемых счетчиков газа. На входах и выходах каждой из труб испытательного коллектора 5 установлены клапаны. На высоте примерно 1 м от нижней испытательной магистрали располагаются испытательные участки 6 для монтажа испытуемых расходомеров-счетчиков с муфтовыми соединительными устройствами. Выше, на расстоянии не менее 1 метра от испытательных участков, проходит верхняя испытательная магистраль 7, торец которой через конфузор соединен с трубой, которая загнута вертикально вниз с радиусом не менее 150 мм, и на высоте примерно 1 м от пола к ней через фильтр 8 подсоединен эталонный расходомер 9. Давление и температура воздуха на входе эталонного расходомера 9 контролируются высокоточным датчиком абсолютного давления 11 и датчиком температуры 12. Выход эталонного расходомера 9 подсоединен к устройству задания расхода 10. На входе устройства задания расхода 10 установлен высокоточный дифференциальный датчик давления 13.

Установка работает следующим образом. Воздух нагнетается компрессором 1 в эластичный резервуар 3 в количестве, не допускающем сильное растяжение материала, при закрытых вентилях на входной испытательной магистрали 4. После заполнения эластичного резервуара 3 перекрывается клапан 2, ведущий к компрессору 1. На эластичный резервуар 3 помещается плоская плита, не превышающая своими размерами эластичный резервуар. На эту плиту устанавливаются грузы заданной массы для получения необходимого значения давления. В испытательном коллекторе 5 в соответствующий участок для монтажа 6 устанавливается поверяемый расходомер, на магистралях 4 и 7 открываются клапаны, ведущие к этому участку. После выходной испытательной магистрали 7 воздух проходит через фильтр 8, эталонный расходомер 9 и выходит через устройство задания расхода 10 в атмосферу.