1.1.4 Устройство и работа КМ-5-Б1

1.1.4.1 Принцип работы погружных преобразователей расхода ПРБ-1 состоит в реализации метода «площадь-скорость», т.е. косвенном измерении объёмного расхода по измеренному значению скорости потока в одной точке поперечного сечения трубопровода и значению площади этого поперечного сечения. Объём среды вычисляется как интеграл объёмного расхода по времени за отчётный период. Далее с учётом измеренных значений давления и/или температуры вычисляются значения плотности, массового расхода и массы. Для трубопроводов, на которые установлены ПРЭ, применяемые в составе КМ-5-Б1, прямому измерению подвергается объёмный расход. С помощью ПО, применяемых в составе КМ-5-Б1, прямому измерению подвергается объёмный расход, на основе которого путём интегрирования формируются импульсы, соответствующие установленному значению объёма, зависящему от диаметра условного прохода DN (таблица 1).

1.1.4.2 Для определения плотности специальных жидкостей (кислоты, щелочи, рассолы и т.п.)

могут применяться метрологически узаконенные данные, которые по заказу вносятся в память КМ-5-Б1. Для теплофикационной, горячей и холодной воды плотность вычисляется по ГСССД 188-99.

1.1.4.3 В ВУ измеряемые и вычисляемые величины преобразуются в вид, удобный для вывода на цифровое табло, и/или для дальнейшей передачи по интерфейсу RS-485, и/или при наличии в комплекте АТЧВ, преобразовываются также в стандартные выходные сигналы: токовые от 4 до 20 мА и/или частотные от 10 до 5000 Гц.

1.1.4.4 КМ-5 базовой комплектации (кроме КМ-5-Б3) могут выпускаться в четырёх конструктивных исполнениях:

1) Исполнение 1. Датчики расхода (скорости) выполняются единым целым со своими электронными блокам, а один из них и с вычислительным устройством. С остальными электронными блоками вычислительное устройство соединяется линиями связи.

2) Исполнение 2. Датчики расхода (скорости) выполняются единым целым со своими электронными блоками. Вычислительное устройство расположено в отдельном корпусе и соединяется с электронными блоками линиями связи.

3) Исполнение 3. Электронные блоки находятся отдельно от датчиков расхода (скорости) и соединяются с ними сигнальными кабелями длиной до 10 м. Вычислительное устройство выполняется единым целым с одним из электронных блоков и соединяется с остальными электронными блоками линиями связи.

4) Исполнение 4. Электронные блоки находятся отдельно от датчиков расхода (скорости) и соединяются с ними сигнальными кабелями длиной до 10 м. Вычислительное устройство выполняется в отдельном корпусе и соединяется с электронными блоками линиями связи.

1.1.4.5 В КМ-5-Б1 диагностируется отсутствие измеряемой среды в трубопроводах и проточных частях полнопроходных датчиков расхода. Отсутствие измеряемой среды регистрируется в архиве событий и индицируется на табло дисплея КМ-5-Б1 пункте в меню НАПОЛНЕНИЕ ТРУБ.

1.1.4.6 Вычисления плотности и энтальпии воды горячей, холодной и теплофикационной проводятся по ГСССД 188-99. При этом учитывается, что в диапазоне измерений температур и давлений сред с помощью КМ-5-Б1 плотность от давления зависит пренебрежимо мало. Так, в диапазоне изменения от 1 до 150°С для фиксированного значения температуры у воды при изменении ее абсолютного давления от 1 до 17 кгс/см2 плотность изменяется не более чем на ± 0,1%.

1.1.4.7 К каждому электронному блоку преобразователя скорости ПС или расхода (только у ПРЭ) может подключаться до двух преобразователей (датчиков) давления. При отсутствии этих датчиков на платформе подключения (приложение Д) имеются два имитационных резистора Р1 и Р2, которые могут быть задействованы переключателем SW1 установкой его в положение ON, тогда по обоим каналам давления будет воспроизводиться заданное значение от 1 до 9 кгс/см2. Кроме того, договорные значение давления Рдн по каждому каналу пользователь может устанавливать самостоятельно по согласованию с контролирующими организациями в диапазоне от 1 до 9 кгс/см2.

Примечание — В электронных блоках ПО (в отличие от электронных блоков ПС и ПРЭ) происходит формирование импульсного выходного сигнала и подключение к ним датчиков давления и температуры не предусмотрено.

1.1.4.8 Метод измерения объёмного расхода V G «площадь-скорость» применяется для трубопроводов диаметром не менее 300 мм и основан на измерении локальной (местной) скорости v в одной установленной точке поперечного сечения по уравнению:

где α — коэффициент, связывающий локальную скорость со средней; S — площадь поперечного сечения трубопровода, причем α является функцией числа Рейнольдса Re=ρνсрD/μ, где μ — коэффициент динамической вязкости, D — внутренний диаметр трубопровода, νср — средняя скорость потока в измерительном сечении.

При Y = 0,242*R и Y = R, где Y — расстояние по радиусу от внутренней стенки трубопровода до точки измерения локальной скорости, коэффициент α определяется по ГОСТ 8.361. При других значениях Y коэффициент α вычисляется по формуле Никурадзе:

где R – внутренний радиус трубопровода в измерительном сечении, n - показатель степени в формуле профиля скоростей потока, являющийся полиномом от логарифма числа Рейнольдса, т.е.:

где k, k1, k2 —коэффициенты, зависящие от граничных условий.

1.1.4.9 Объём среды V, прошедший по трубопроводу, определяется интегрированием объёмного расхода V G по времени τ в ВУ за промежуток от τ0 — начала до τ1 — окончания отчётного периода:

Примечание — У преобразователей объёма с импульсным выходным сигналом интегрирование объёмного расхода по времени осуществляется в электронных блоках.

1.1.4.10 Определение массового расхода Gm производится по формуле:

где ρ = ρ (P,t)— плотность как функция давления и температуры.

1.1.4.11 Определение массы среды М, прошедшей по трубопроводу за отчётный период от τ0 — начала до τ1 — окончания, осуществляется по формуле:

1.1.4.12 В соответствии с «Описанием типа средств измерений» на теплосчётчики КМ-5 в группу КМ-5-Б1 входят семь погружных модификаций. Более полная характеристика этих модификаций приводится в последующих разделах данного РЭ.

1.1.4.13 Теплосчётчики всех модификаций, начиная с аппаратно-программной версии v 9b_01.44, распознают отсутствие теплоносителя в трубе. Отсутствие теплоносителя регистрируется в архиве событий и индицируется на табло теплосчётчика в пункте в меню «Наполнение труб». Расход через измерительное сечение трубопровода может измеряться как в прямом, так и в обратном направлениях (реверс потока). Теплосчётчик регистрирует событие «отсутствие теплоносителя» когда уровень воды становится ниже уровня электродов.