Для поверки счетчиков количества жидкостей применяют испыта­тельные установки двух типов: объемные и весовые, отличающиеся принципом измерения количества протекшей через счетчик жидкости.

Объемные испытательные установки (рис. 115). Установка состо­ит из: мерного бака 28; устройства для измерения расхода, включаю­щего сопловое приспособление 2 и указатель расхода 4; стола 75. снаб­женного устройством 9 для подсоединения счетчиков 1G к трубопрово­дам, и спускным краном 13; трубопровода 7, отводящего жидкость от счетчиков в мерный бак, снабженного регулировочной задвижкой 8, смотровым стеклом 6 и кранами 1 для соединения с атмосферой; тру­бопровода 16, подводящего жидкость от насоса 19 к поверяемым счет­чикам, с установленным на кем фильтром-газоотделителем 14, маномет­ром 12, пусковым краном или задвижкой 11 и термометром 5; трубо­провода 22, отводящего воздух из мерного бака (а также и жидкость при случайном переполнений бака) б хранилище: трубопровода 18. от­водящего газы к вОздух аз фильтра-газоотдиштеля 14 ъ хранилище 20;

1Z

Рис. 115. Схема объемной испытательной установки для счетчиков коли­чества жидкостей

разгрузочного трубопровода 17, отводящего часть жидкости из трубопровода 16 в хранилище; хранилища (сливного бака) 20, снаб­женного устройством 21 для нагрева или охлаждения рабочей жидкости; отстойника 24.

Мерные баки объемных испытательных установок для счетчиков количества нефтегфодуктов и других промышленных жидкостей выпол­няются в виде образцовых мерников и имеют суженую горловину 29, необходимую для повышения точности отсчета налитой в бак жидкости, ■компенсатор объема 27, термометр 5 и уровнемерное стекло 3. Горлови­на 29 снабжена смотровым стеклом со шкальной ояастшгой 30 для визу­ального отсчета количества залитой в бак жидкости н крышкой 31, пре­дохраняющей рабочую жидкость от испарения.

Компенсатор 27 служит для регулирования объема мерного бака в процессе его градуировки или поверки и представляет собой цилиндри­ческое тело, которое перемещается в сальниковых направляющих при помощи винтового механизма. Объем бака регулируют, изменяя длину части цилиндрического тела, находящуюся внутри бака.

Термометр 5-;сяужит для измерения температуры рабочей’жидкости в баке. По показаниям данного термометра и термометра, teMepHioiiiero температуру рабочей жидкости перед поверяемым ечвтчикем? определя­ют соответствующие поправки показаний счетчика.

Кроме формы, показанной на рис. 115, мерные баки объемных уста­новок могут быть выполнены и в виде технических мерников с горизон­тальной или наклонной осью. Мерные баки испытательных установок для водосчетчиков практически не отличаются от баков объемных расходо-мерных установок, описанных выше.

Рабочая жидкость из мерных баков сливается с помощью устройств 26, представляющих собой обычные задвижки или грузовые клапаны.

Для периодической проверки герметичности сливных устройств не­посредственно за ними в сливном трубопроводе 23 устанавливают краны малого сечения 25.

Существенное влияние на точность поверки счетчиков оказывает объем и площадь сечения горловины мерного бака. Обычно рабочий объем мерных баков выбирают равным наибольшему из следующих двух объемов:

объема жидкости, измеряемого счетчиком за пять оборотов большой стрелки его счетного указателя (500 наименьших делений роликового счетного указателя для счетчиков, у которых стрелочный указатель от­сутствует) ;

объема жидкости, протекающего через поверяемый счетчик наиболь­шего для данной установки калибра за 2 мин при максимальном пове­рочном расходе.

Размеры горловины бака определяют, исходя из нормированной по­грешности отсчета 5 о количества залитой в бак жидкости.

Если 5 — площадь сечения горловины, Ah — ошибка отсчета уровня жидкости по шкале смотрового стекла горловины, a Vp — рабочий объем мерного бака, то S = 50
• Vp!Ah.

Обычно для объемных испытательных установок счетчиков нефте­продуктов 5 о принимают равной 0,05 7с, Ah — 0,003 м.

Для более спокойного наполнения мерных баков, а следовательно, для уменьшения насыщения воздухом рабочую жидкость, как правило, подают в нижнюю часть мерных баков, а в случае необходимости (для пенообразующих жидкостей) баки дополнительно снабжают специальны­ми пеногасительными устройствами в виде набора сеток.

Мерные баки устанавливают строго вертикально с помощью отвесов, монтируемых на баках. Это необходимо для обеспечения требуемой точ­ности отсчета.

Каждая испытательная установка предназначается для поверки счет­чиков нескольких калибров с различными максимальными поверочны­ми расходами (?тах
(в пределах диапазона измерений установки). Кро­ме того, счетчики одного калибра поверяют обычно на трех определен­ных расходах, что позволяет судить о погрешности счетчика во всем диа­пазоне измерений. Вследствие этого установки снабжаются специальны­ми регулировочными устройствами в виде сопловых приспособлений и

регулировочных задвижек. Сопловое приспособление состоит, из набора (П9,.даслу,-;калибров счетчиков, поверяемых на данной установке), со­пел или насадок,-каждое из которых обеспечивает максимальней пове­рочный расход счетчика определенного калибра при полностью открытой регулировочной задвижке. Любой поверочный расход в пределах Gmax настраивается с помощью регулировочной задвижки.

Сопловое приспособление устанавливают на вертикальном участке трубопровода, отводящего рабочую жидкость от счетчика к мерному ба­ку. В водомерных установках с открытым истечением (а не под уровень жидкости) сопловое приспособление устанавливается непосредственно на выходе потока в атмосферу.

Расход через установку при этом характеризуется напором жидкости перед насадкой, так как давление за насадкой в достаточной мере посто­янно. Напор перед насадкой измеряют обычно чашечным манометром с ртутным или жидкостным заполнением. Шкалу манометра (указателя расхода) градуируют или в единицах расхода, или в миллиметрах. В по­следнем случае к указателю прикладывают таблицу расходов, соответст­вующих различным высотам ртутного или жидкостного столба в мано­метре.

Диаметр отверстия насадки или сопла d в метрах для каждого калиб­ра поверяемого счетчика определяют по расчетной формуле сужающих устройств, приведенной к виду

 

<* = 0,95 ч /                                    р4^г-. (ЮЛ)

где а — коэффициент расхода, принимаемый равным 0,98—1,18 для со­пел и 0,8—0,97 для насадок; ртах — максимальный напор, на который рассчитан указатель расхода установки, Па; р — плотность рабочей жид­кости установки, кг/м3. Формулу (ЮЛ) применяют и для расчета шкал указателя расхода. Как следует из этой формулы, при постоянных d и а значения шкалы указателя расхода (высота уровня манометрической жидкости над нулевой отметкой шкалы h при любом расходе через уста­новку 0 определяется зависимостью

" — "max     7Ti       »

где йтах — высота уровня манометрической эйщкости, соответствую­щая максимальному расходу бтах-

Чтобы надежно и качественно поверить счетчики, необходимо доста­точно точно измерить расход на установке и обеспечить его стабильность в течение опыта. Так, погрешность показаний указателя расхода не дол­жна превышать 2 % наибольшего значения его шкалы, а стабильность установленного поверочного расхода должна лежать в пределах ±2,5 %.

Непостоянство (нестабильность) расхода в течение опыта вызывает­ся изменением уровня жидкости в мерном баке при подводе потока в его нижнюю часть (под уровень), флуктуациями атмосферного давле­ния, непостоянством подачи насоса и т. п.

Если.требуемая стабильность расхода не можех быть обеспечена при непосредственное .подаче жидкости к счетчику от насоса, установку, снаб­жают баком постоянного напора.

Для обеспечения’ нормальной работоспособности как поверяемых счетчиков, так и установки на трубопроводе, подводящем жидкость от насоса к счетчикам, монтируют филыр-газоотделитель (для маловязких жидкостей) или грязевой фильтр (для вязких рабочих жидкостей).

Попадание воздуха в коммуникации установки существенно иска­жает показания счетчиков, указателей расхода и мерных баков. Снабжая сливные баки (хранилища) специальными устройствами, препятствую­щими попаданию пузырьков воздуха во всасывающую трубу насоса, рас­полагая насос таким образом, чтобы жидкость из сливного бака поступа­ла в него самотеком, сливая жидкость под уровень в сливном баке и другими мероприятиями, добиваются значительного уменьшения содер­жания воздуха в рабочих жидкостях испытательных установок. Кроме того, для визуального наблюдения за наличием пузырьков воздуха в по­токе на подводящем трубопроводе 7 (см. рис. 115) монтируют смотро­вое устройство 6.

Кратковременно неустановившийся поток рабочей жидкости оказы­вает незначительное влияние на точность испытательных установок и по­грешность показаний счетчиков. Вследствие этого для простоты и надеж­ности окончание опыта на испытательной установке фиксируется обычно не „переброской" потока рабочей жидкости перекидным устройством, а остановкой (перекрытием) потока регулировочным краном или за­движкой. Причем, этот процесс должен быть достаточно быстрым, а для устранения явлений гидравлического удара, достаточно плавным. Оба эти требования обеспечиваются быстродействующими автоматическими приводными механизмами регулировочных кранов или задвижек.

При правильном проектировании, изготовлении, качественной по­верке и нормальной эксплуатации предельная погрешность объемных ис­пытательных установок, определяемая, по существу, лишь точностью из­мерения количества жидкости мерным баком, равна ±0,1 %.

Повышение точности данных установок лимитируют погрешности, связанные с налипанием рабочей жидкости на стенки мерного бака. По­этому зги установки не рекомендуется применять для жидкостей, вяз­кость которых больше 0,15—0,20 П. Кроме того, после опорожнения мерного бака необходима определенная выдержка, чтобы с его стенок стекли остатки измеряемой жидкости. Длительность выдержки устанав­ливают при аттестации установок. Она обычно равна 1 мин при работе на бензине, керосине или воде и 3 мин при работе на более вязких жид­костях.

В последние годы в зарубежной и отечественной практике для по­верки счетчиков промьшшенных жидкостей непосредственно на местах их эксплуатации применяют объемные трубопоршневые установки (ТПУ), принцип действия которых практически не отличается от прин­ципа действия расходомерных трубопоршневых установок, рассмотрен­ных в разд. 7.14.

Конструктивные особенности этих

Рис. 116. Схема трубопоршневой испытательной установки

товленной из стальной бесшовной трубы, внутренняя поверхность кото­рой покрыта специальным стойким покрытием; шарового поршня 4, вы­полняющего роль вытеснителя жидкости из „петли"; электронно-меха­нических детекторов-переключателей 1, один из которых включает, а другой выключает электронное счетное устройство в моменты прохожде­ния мимо них шарового поршня; клапана-манипулятора 5, при помощи которого шаровой поршень вводится в „петлю". Запорное устройство клапана, представляющее собой второй шаровой поршень, препятствует перетоку жидкости из входного в выходной конец „петли"; фотоэлект­рического датчика импульсов 6, преобразующего число оборотов вала поверяемого на ТПУ счетчика в пропорциональное число электрических импульсов; электронно-счетного устройства 3, регистрирующего сум­марное число импульсов фотоэлектрического датчика за время прохож­дения шарового поршня от одного детектора-переключателя до другого. ТПУ работает следующим образом. Через клапан-манипулятор 5 в „петлю" 2 вводится два шаровых разделителя 4. Один из них выполня­ет функции запорного устройства (шар-клапан), второй — шарового пор­шня, который под действием напора рабочей жидкости движется по „пет­ле". В момент прохождения шарового поршня мимо первого детектора 1 включается счетное устройство 3, измеряющее количество импульсов фотоэлектрического датчика, связанного с поверяемым счетчиком. В момент прохождения шарового поршня мимо второго детектора счетное устройство выключается. Пройдя калиброванный участок (участок „пет­ли" между детекторами), шаровой поршень падает в клапан-вннипуля-тор, выталкивает в поток шар-клапан и занимает его положение. Затем цикл повторяется.

Относительную погрешность поверяемого на ТП&счетчика определя­ют по формуле

           V

где N — количество импульсов; измеренное счетным устройством за вре­мя прохождения шарового поршня от одного детектора-переключателя до другого; q — объем жидкости (показания счетчика), соответствую­щий одному импульсу; V — объем жидкости, заключенной в калибро­ванном участке ТПУ, приведенный к давлению и температуре у счетчика.

При аттестации и поверке ТПУ определяют объем калиброванного участка „петли" с помощью образцовых мерников или весов и оценива­ют соответствующие поправки на температуру и давление рабочей жид­кости.

ТПУ имеют существенные преимущества перед другими установка­ми, с помощью которых поверяют’ счетчики количества промышленных жидкостей: высокую степень автоматизации (включая и автоматизиро­ванные расчеты погрешности с помощью встроенных мини-компьюте­ров) ; возможность поверять счетчики в реальных эксплуатационных ус­ловиях (для этого достаточно „встроить" ТПУ непосредственно в техно­логическую линию); повышенную точность вследствие исключения оши­бок, вызываемых налипанием жидкости, пуском и остановкой счетчика в процессе поверки, испарением рабочей жидкости и отсчетом по шкале счетчика; простую конструкцию и пригодность для поверки как объем­ных, так и скоростных счетчиков любых калибров и на любой жидкости (что обеспечивается специальными покрытиями внутренней поверхности „петли" и выбором материала поршня).

Весовые испытательные установки отличаются от объемных тем, что вместо мерных баков для измерения количества жидкости в них приме­няют весы. На весах расположен резервуар, заполняемый во время опы­та рабочей жидкостью. Объем резервуара выбирают, исходя из тех же соображений, что и объем мерного бака в объемных испытательных установках.

Резервуар оптимальной (с точки зрения минимизации погрешности установки) конструкции показан на рис. 117. Резервуар представляет собой прямоугольный двухкамерный сосуд. Рабочая жидкость подво­дится в наружный щелевой короб 5 и по его стенкам стекает во внутрен­нюю камеру 4 спокойным пленочным потоком. Вследствие этого исклю­чается возможность насыщения рабочей жидкости воздухом, ценообразо­вания и выплескивания. Кроме того, большая протяженность внутренних стенок короба обеспечивает строго постоянный напор в подводящем трубопроводе 3. Подводящий трубопровод имеет разъемное соединение 2 Иногда вместо разъемных соединений применяются гибкие шланги, жесткость которых столь мала, что не сказывается на чувствительности весов 1.

 К контрольному вопросу № 17           

Вы правы.

Динамическая ошибка интегрирующих скоростных счетчи- ков, датчик которых реагирует на мгновенный расход, будет значительно больше, чем объемных счетчиков, отмеряющих оп­ределенные объемные порции потока.

Если Вы столь же правильно ответили на все предыдущие вопросы, путь в метрологи-расходомерщики Вам на 80 % от­крыт.

Ж\

/ S            ♦    \

4   4

Двухкратное взвешивание бака (опорожненного и заполненного ра­бочей жидкостью) полностью устр­аняет влияние налипания жидкости на стенки резервуара и на точность весовых установок. Поэтому весо­вые испытательные установки при­меняют для жидкостей любой вяз­кости. Однако поверка счетчиков на весовых установках более слож­на, чем на объемных, так как тре­бует точных измерений плотности и температуры рабочей жидкости для пересчетов измеренной весами массы на объемное количество протекшей через счетчики жидкости.

Рис. 117. Двухкамерный весовой ре­зервуар

При правильном проектирова­нии, изготовлении, качественной по­верке и нормальной эксплуатации ве­совых испытательных установок их предельная погрешность может быть доведена до ±0,05 %. При этом для измерения массы залитой в резер­вуар жидкости следует применять образцовые гидравлические весы, для измерения плотности рабочей жидкости в весовом резервуаре — образцо­вый денсиметр 1-го разряда с погрешностью ±0,02 % и для измерения температуры жидкости в весовом резервуаре и в трубопроводе перед поверяемым счетчиком — термометры с ценой деления 0,1° С.