Система учета энергии и энергоносителей «F17-AKC»

Обсуждение приборов учета энергоресурсов
Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 8
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Система учета энергии и энергоносителей «F17-AKC»

#1

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 10 мар 2012, 21:28

Есть у нас еще одна разработка с довольно уникальными характеристиками, первый промышленный образец которой весной начнет работать как коммерческий узел учета на трубопроводе холодной воды Ду800. Называется это изделие «Широкодиапазонная профессиональная цифровая система учета энергии и энергоносителей «F17-AKC» c автоматической калибровкой нулевой точки градуировочной характеристики».

Далее - поговорим об этой системе.

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 8
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Система учета энергии и энергоносителей «F17-AKC»

#2

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 10 мар 2012, 21:29

В настоящее время принято считать, что динамический диапазон измерения массового расхода с помощью широко применяемого в энергетике расходомера переменного перепада давления (РППД) при допускаемой относительной погрешности 2% составляет не более чем 10:1 и причины тому давно известны. Если сказать, что этот диапазон может быть расширен до 50:1, то сначала это утверждение вызывает недоверие и недоумение. Тем не менее, это правда. Удивительные новые метрологические свойства РППД – существенное увеличение точности (примерно в 50 и более раз в области малых расходов) и существенное увеличение динамического диапазона (примерно в 5 и более раз) - достигаются сравнительно простыми средствами. Погрешность измерения расхода и количества среды для обычного РППД, гиперболически возрастающая с уменьшением измеряемого расхода, в основном связана с наличием систематической погрешности измерения, вызванной дрейфом нулевой точки градуировочной характеристики преобразователя перепада давления, обусловленной, в том числе, и изменением абсолютного давления среды в рабочем диапазоне. Реализованный в системе «F17-AKC» способ высокоточного измерения с автоматической калибровкой нулевой точки градуировочной характеристики при текущем рабочем абсолютном давлении среды в трубопроводе существенно уменьшает относительную погрешность измерения расхода и количества среды и расширяет диапазон измеряемых расходов путем автоматической периодической калибровки нулевой точки градуировочной характеристики с использованием двух преобразователей перепада давления, двух трехходовых клапанов и контроллера (вычислителя). Схема измерения температуры по отношению к обычному РППД не изменяется.

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 8
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Система учета энергии и энергоносителей «F17-AKC»

#3

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 10 мар 2012, 21:34

Основная идея состоит в наличии в процессе измерений циклической взаимной перемены местами двух преобразователей перепада давления на сужающем устройстве, обеспечиваемой в процессе проведения измерений изменением схемы гидравлической (пневматической) связи преобразователей перепада давления с сужающим устройством с помощью управляемых трехходовых клапанов таким образом, что на протяжении определенного временного периода измерение перепада давления на сужающем устройстве производится первым преобразователем перепада давления с одновременной калибровкой нуля градуировочной характеристики второго преобразователя перепада давления по физически нулевому перепаду давления при рабочем давлении среды в трубопроводе, а на протяжении следующего определенного периода времени измерение перепада давления на сужающем устройстве производится вторым преобразователем перепада давления с одновременной калибровкой нуля первого преобразователя перепада давления по физически нулевому перепаду давления при рабочем давлении среды в трубопроводе, в результате чего, измерение перепада давления на сужающем устройстве всегда производится преобразователем с высокоточно откалиброванной нулевой точкой градуировочной характеристики.

Функциональная схема системы «F17-АКС» приведена на рисунке ниже.
51.png
Как видно из рисунка, измерение перепада давления на сужающем устройстве 1 преобразователем перепада давления 4, преобразователь перепада давления 7 находится в состоянии калибровки нуля.

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 8
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Система учета энергии и энергоносителей «F17-AKC»

#4

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 10 мар 2012, 22:08

После проведения измерений в течение некоторого времени (например один час), схема измерений под управлением контроллера переходит в другое состояние:
52.png
Измерение перепада давления на сужающем устройстве 1 преобразователем перепада давления 7, преобразователь перепада давления 4 находится в состоянии калибровки нуля.

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 8
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Система учета энергии и энергоносителей «F17-AKC»

#5

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 10 мар 2012, 22:21

Таким образом, за счет периодической калибровки одного из двух ППД, измерение перепада давления на СУ всегда производится дифманометром с высокоточно откалиброванным нулем градуировочной характеристики. Описанная автокалибровка приводит к существенному увеличению диапазона измерений по расходу во-первых, и во-вторых обеспечивает асимптотическое стремление к нулю откалиброванной реальной нулевой точки ГХ системы. Иными словами, чем дольше проводятся измерения, тем точнее получается результат.

Давайте оценим выигрыш в расширении динамического диапазона по расходу.

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 8
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Система учета энергии и энергоносителей «F17-AKC»

#6

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 10 мар 2012, 22:39

Можно показать, что выигрыш в динамическом диапазоне по расходу выражается следующей формулой:
53.png
53.png (5.81 КБ) 29491 просмотр
где:

Uпр - приведенная погрешность дифманометра;

U'р - относительная погрешность измерения перепада давления до проведения калибровки;

U'рс - относительная погрешность измерения перепада давления после проведения калибровки (это в свою очередь тоже функция N и перепада давления);

N - количество измерений при проведении калибровки.

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 8
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Система учета энергии и энергоносителей «F17-AKC»

#7

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 10 мар 2012, 22:43

Графики зависимости относительной погрешности измерения массового расхода без автоматической калибровки и с автоматической калибровкой и выигрыша в точности измерений от относительного расхода, выраженного в процентах от верхнего предела измерений приведены на картинке ниже:
54.png
Из приведенного графика следует, что в условиях сравнения выигрыш в точности измерения массового расхода и количества среды увеличивается по мере снижения расхода и достигает 60 раз при расходе, стремящемся к нулю. Приняв максимальную погрешность измерения массового расхода и количества среды равной двум процентам, получим увеличение диапазона измеряемых расходов с 10:1 без автоматической калибровки до 77:1 c автоматической калибровкой, таким образом, увеличение диапазона измерений массового расхода составляет 7,7 раза.

Вячеслав Шутиков
Ветеран форума
Posts in topic: 8
Сообщения: 1371
Зарегистрирован: 13 янв 2012, 16:22
Поблагодарили: 4 раза

Система учета энергии и энергоносителей «F17-AKC»

#8

Непрочитанное сообщение Вячеслав Шутиков » 11 мар 2012, 04:08

Подчеркну еще раз: одним из самых ценных качеств системы «F17-АКС» при измерении количества сред (количества отпущенного теплоносителя, газа или пара) является асимптотическое стремление аддитивной составляющей погрешности измерения расхода (количества) среды к нулю по мере увеличения времени измерения в силу того, что оценка уровня сдвига нулевой точки градуировочной характеристики является несмещенной оценкой ее математического ожидания, иными словами, чем дольше мы производим измерения количества среды с помощью системы «F17-АКС», тем точнее получается результат.

Ответить