Ирвис к300 руководство по эксплуатации

Преобразователь расхода вихревой Ирвис-К300

Расходомеры Ирвис-К300 предназначены для измерения объемного расхода газов при рабочих условиях и формирования частотного, токового и цифрового (RS-485) выходного сигналов, пропорциональных расходу, в составе узлов коммерческого и технологического учета в установках коммунальных и промышленных предприятий (коммерческий, покотловой, поагрегатный учет и т.д.) при измерении объема горючих (природный, попутный нефтяной) и инертных (воздух, азот и т.д.) газов.

Основные достоинства

• Высокая точность измерений

• Высокая надежность

• Простота и удобство в эксплуатации

• Нечувствительность к промышленным вибрациям

• Отсутствие подвижных частей, подверженных износу

• Стабильность метрологических характеристик

• Простота монтажа

Принцип действия

Принцип действия расходомера Ирвис-К300 основан на измерении частоты образования вихрей, возникающих в потоке газа при обтекании неподвижного тела.
Ирвис-К300 состоит из Первичного преобразователя (ПП) и Блока Интерфейса и Питания (БИП).
В ПП используется датчик расхода оригинальной разработки НПП «Ирвис», защищенного патентом Российской Федерации. Датчик расхода состоит из тела обтекания (генератор вихрей) и детектора вихрей (чувствительный элемент терморезистор). Тело обтекания, изготовленное из износостойкой нержавеющей стали, имеет экспериментально оптимизированную форму поперечного сечения и обеспечивает устойчивую генерацию вихрей при обтекании потоком газа в широком диапазоне расходов. Конструкция тела обтекания реализует гидродинамический механизм самоочистки рабочих кромок, что обеспечивает поддержание стабильных метрологических характеристик при сильном загрязнении рабочей среды. Чувствительный элемент детектора вихрей вынесен из потока газа, установлен внутри тела обтекания в поперечном отверстии — канале перетока.
Каждый выпущенный экземпляр Ирвис-К300 проходит прямую градуировку на поверочной установке во всем диапазоне рабочих расходов методом сличения с эталонным набором критических сопел.

Функциональные характеристики

Рабочий газ	очищенный неагрессивный природный газ по ГОСТ 5542, метан по ОСТ 51.40-74, другие горючие газы (попутный нефтяной), воздух, инертные газы (азот, углекислый газ и т.д.)
Пределы допускаемой основной относительной погрешности Ирвис-К300 при преобразовании объемного расхода в электрический выходной сигнал по частотному или токовому выходу равны 1%
Диаметры условного прохода	50, 80, 100, 150, 200, 300 мм
Давление измеряемого газа (абс.)	от 0,05 до 1,7 МПа
Температура измеряемого газа	от -40 до +250°С
Температура окружающей среды	от -40 до +45°С
Вычислитель	от -10 до +45°С (от 0 до +45°С в случае комплектации ЖКИ-дисплеем)
Питание	220 (+140-130) В, 50 ±1Гц  12В постоянного тока по спецзаказу
Линия связи между ПП и БИП	не более 300м
Потребляемая мощность	не более 7 Вт
Соединение ПП с трубопроводом	тип «сэндвич»
Средний срок службы	не менее 15 лет
Взрывозащита	1ExibIIBT4
Межповерочный интервал	2 года
Методика периодической поверки	безпроливная (имитационная)

Высокая точность и качество

Использование частотного вихревого сигнала, микропроцессорная обработка сигнала и индивидуальная градуировка расходомеров-счетчиков на образцовой расходомерной установке обеспечивают высокую точность и помехоустойчивость в самых сложных условиях применения. Высокая точность сохраняется во всем диапазоне измерений расхода, а частотный вихревой сигнал обеспечивает долговременную стабильность показаний и отсутствие дрейфа нуля.

Передача и предоставления информации

Ирвис-К300 формирует следующие выходные сигналы, пропорциональные расходу:
 — частотный (1…1000 Гц, иной диапазон частот оговаривается при заказе) в базовой комплектации прибора;
 — токовый (4…20 мА). В базовой комплектации прибора;

 — стандартный цифровой интерфейс RS-485. Протокол обмена МОDBUS. Данная опция оговаривается при заказе.

Монтаж и установка

ПП расходомера может быть установлен в горизонтальный, вертикальный и наклонный трубопровод в помещении или вне его. Линия связи от ПП до БИП до 300 м. В связи с тем, что расходомер практически не загромождает проход, в месте установки ПП не требуется организация обводного байпасного канала. В базовую поставку ИРВИС-К300 включен монтажный комплект в составе: ответные фланцы, уплотнительные кольца, крепеж, 10 м соединительного кабеля типа МКЭШ 0.5×3.
Необходимые длины прямых участков трубопровода: не менее 20 Ду перед и 5 Ду после ПП; при наличии местных сопротивлений длины прямых участков увеличиваются.
Для упрощения монтажа в комплект поставки ИРВИС-К300 может быть включен измерительный участок (прямые участки трубопровода до и после ПП с установленными ответными фланцами и турбулизатором).

В ПП используется датчик расхода оригинальной разработки НПП «Ирвис», защищенного патентом Российской Федерации. Датчик расхода состоит из тела обтекания (генератор вихрей) и детектора вихрей (чувствительный элемент терморезистор). Тело обтекания, изготовленное из износостойкой нержавеющей стали, имеет экспериментально оптимизированную форму поперечного сечения и обеспечивает устойчивую генерацию вихрей при обтекании потоком газа в широком диапозоне расходов. Конструкция тела обтекания реализует гидродинамический механизм самоочистки рабочих кромок, что обеспечивает поддержание стабильных метрологических характеристик при сильном загрязнении рабочей среды. Чувствительный элемент детектора вихрей вынесен из потока газа, установлен внутри тела обтекания в поперечном отверстии — канале перетока.

Каждый выпущенный экземпляр Ирвис-К300 проходит прямую градуировку на поверочной установке во всем диапозоне рабочих расходов методом сличения с эталонным набором критических сопел.

Высокая точность и качество

Использование частотного вихревого сигнала, микропроцессора обработка сигнала и индивидуальная градуировка расходомеров-счетчиков на образцовой расходомерной установке обеспечиваю высокую точность и помехоустойчивость в самых сложных условиях применения. Высокая точность сохраняется во всем диапозоне измерений расхода, а частотный вихревой сигнал обеспечивает долговременную стабильность показаний и отсутствие дрейфа нуля.

Передача и представление информации

Ирвис-К300 формирует следующие выходные сигналы, пропорциональные расходу:

• Частотный 1…1000 Гц в базовой комплектации прибора (иной диапазон указывается при заказе);
• Токовый (4…20 мА). Данная опция оговаривается при заказе;
• Стандартный цифровой интерфейс RS-485. Протокол обмена МОDBUS. Данная опция оговаривается при заказе.

ИРВИС-К300 представляет информацию о текущем расходе в м³/час при рабочих условиях, и накопленном объеме газа в м³ на ЖКИ-дисплее, расположенном в корпусе БИП. Данная опция оговаривается при заказе.

Монтаж и установка

ПП расходомера может быть установлен в горизонтальный, вертикальный и наклонный трубопровод в помещении или вне его. Линия связи от ПП до БИП до 300 м. В связи с тем, что расходомер практически не загромождает проход, в месте установки ПП не требуется организация обводного байпасного канала. В базовую поставку ИРВИС-К300 включен монтажный комплект в составе: ответные фланцы, уплотнительные кольца, крепеж, по дополнительному указанию 10 м соединительного кабеля.

Длины прямых участков: не менее 20 Ду перед и 5 Ду после ПП; при наличии местных сопротивлений длины прямых участков увеличиваются (установка перед ПП турбулизатора позволяет уменьшить длину прямого участка перед расходомером-счетчиком до 10(14) Ду.

Для упрощения монтажа в комплект поставки ИРВИС-К300 может быть включен измерительный участок (прямые участки трубопровода ДО и после ПП с установленными ответными фланцами и турбулизатором).

Назначение
Описание
Программное обеспечение
Технические характеристики
Знак утверждения типа
Комплектность
Сведения о методах измерений
Нормативные документы

Назначение

Преобразователи расхода вихревые ИРВИС-К300 (далее — преобразователи) предназначены для преобразования объемного (массового) расхода неагрессивных горючих и инертных газов, водяного пара, жидкостей в электрический выходной сигнал в составе узлов коммерческого и технологического учета в установках коммунальных и промышленных предприятий при измерении объема, приведенного к стандартным условиям по ГОСТ 2939-63, (массы) неагрессивных горючих и инертных газов, водяного пара, жидкостей для передачи данных по цифровому интерфейсу (далее — интерфейсу) в Автоматизированных системах управления технологическим процессом, телеметрии и диспетчеризации.

Описание

Принцип действия преобразователей расхода основан на эффекте формирования за телом обтекания цепочки вихрей (вихревой дорожки Кармана), частота следования которых в широком диапазоне скоростей пропорциональна объемному расходу среды. Фиксация частоты срыва вихрей производится чувствительным элементом детектора вихрей (далее -ДВ), чувствительного к пульсациям скорости либо давления, расположенным в канале перетока тела обтекания. При этом безразмерная частота формирования вихрей (число Sh) зависит только от соотношения инерционных и вязких сил при обтекании тела (числа Рейнольдса Re). Соотношение между этими двумя числами гидродинамического подобия является универсальным для различных сред и их параметров. Градуировочная зависимость преобразователей расхода, полученная в результате сличения с образцовым расходомером, позволяет по частоте выходного сигнала определять значение объемного расхода среды.

Преобразователи расхода предназначены для использования в составе счетчиков газа, счетчиков пара, а также в составе измерительных комплексов и систем коммерческого и технологического учета газа, пара различных отраслей промышленности.

Преобразователи расхода состоят из первичного преобразователя расхода (далее -1111), блока интерфейса и питания (далее — БИП), измерительных участков1 (далее — ИУ), устройств подготовки потока1 (далее — УПП) и соединительного кабеля (далее — СК).

В ПП сигнал ДВ обрабатывается в блоке преобразователя-усилителя (БПУ) и в виде частотного сигнала пропорционального объемному расходу измеряемой среды передаются по СК в БИП. Алгоритм обработки реализован в виде программного обеспечения (далее ПО). ПО выполняет обработку электрических сигналов, расчет расхода и количества измеряемой среды при усредненных рабочих условиях, прошитых в ПЗУ БИП, обеспечивает интерфейсные функции.

БИП обеспечивает питание ПП по искробезопасной цепи. На выходе БИП формируется частотный выходной сигнал, нормализованные токовые сигналы, пропорциональные расходу измеряемой среды при рабочих условиях, а также цифровой сигнал.

Посредством цифрового стандартного интерфейса RS-485 и токового интерфейса преобразователи расхода могут передавать на ПЭВМ либо АСУТП данные о расходе при условно-постоянных значениях, прошитых в энергонезависимой памяти БИП.

Для считывания, обработки и анализа данных с преобразователей расхода может применяться программное обеспечение из пакета «ИРВИС-ТП» (далее — ПО «ИРВИС-ТП»).

ИУ и УПП представляют собой отрезки трубопроводов прямой или специальной формы, предназначенные для нормализации потока с целью обеспечения корректности измерений, производимых преобразователям расхода.

В зависимости от условий применения и конструктивных особенностей УПП могут иметь следующие модификации: «Турбулизатор-У», «Турбулизатор-У-Эндо», «Турбулизатор-Шг» и «Турбулизатор-Шг-Эндо».

Преобразователи расхода по условиям применения имеют две модификации, которые обозначаются:

ИРВИС-К300-0^ХХ-Пп-16(25,100) -ХХХ Газ при давлении до 1,6 (2,5; 10) МПа; ИРВИС-К300-DNXXX-Пар-ХХХ    Газ при давлении до 10 МПа, водяной пар

при давлении до 2,5 МПа и температурой до 250 °С.

Преобразователи расхода в зависимости от типа примененного ДВ имеют три исполнения: ППС, ДДП, ДИМ.

Общий вид ПП преобразователей расхода представлен на рисунке 1. Общий вид БИП преобразователей расхода представлен на рисунке 2.

а) модификация ИРВИС-К300-Пп    б) модификация ИРВИС-К300-Пар

Рисунок 1 — Общий вид ПП преобразователей расхода

а) корпусное исполнение    б) бескорпусное исполнение

Рисунок 2 — Общий вид БИП преобразователей расхода

з) маркировочная табличка первичного преобразователя

Рисунок 3 — Схема пломбировки ИРВИС-К300 от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки

Пломбировка преобразователей расхода осуществляется нанесением знака поверки и установкой пломб предприятия, проводившего пусконаладочные работы и (или) установкой специальных разрушаемых стикеров изготовителя.

Пломбировка преобразователей расхода нанесением знака поверки осуществляется давлением на свинцовые (пластмассовые) пломбы, установленных на контровочных проволоках, проведенных через специальные отверстия, отмеченные цифрой 1 на рисунке 3 и в виде оттиска каучукового клейма, нанесенного на маркировочные таблички первичного преобразователя и блока интерфейса и питания, отмеченные цифрой 4 на рисунке 3.

Пломбировка преобразователей расхода предприятием, производившим пусконаладочные работы, осуществляется установкой свинцовых (пластмассовых) пломб, установленных на контровочных проволоках, проведенных через специальные отверстия, отмеченных цифрой 2 на рисунке 3.

Пломбировка преобразователей расхода установкой специальных разрушаемых стикеров изготовителя осуществляется для блока интерфейса и питания, имеющего бескорпусное исполнение. Места нанесения специальных разрушаемых стикеров отмечены цифрой 3 на рисунке 3.

Заводской номер преобразователей расхода в числовом формате наносится на маркировочную табличку методом лазерной гравировки и отмечены цифрой 5 на рисунке 3.

Знак утверждения типа наносится на маркировочную табличку методом лазерной гравировки и отмечены цифрой 6 на рисунке 3.

Программное обеспечение

ПО разделено на метрологически значимую и метрологически не значимую части. Метрологически значимая часть хранит все процедуры, функции и подпрограммы, осуществляющие обработку, хранение, отображение и передачу результатов измерений электрических сигналов, расчет расхода и количества измеряемой среды, а также защиту и идентификацию ПО. Метрологически незначимая часть хранит все библиотеки, процедуры и подпрограммы взаимодействия с операционной системой и периферийными устройствами (не связанные с измерениями).

Преобразователи расхода имеют микроконтроллер со встроенным программным обеспечением (далее — ПО), выполняющим вычислительные операции в соответствии с назначением преобразователей расхода и влияющим на их метрологические характеристики.

Таблица 1 — Идентификационные данные ПО

ПО неизменяемое и несчитываемое. Доступ к ПО преобразователей расхода отсутствует. Предусмотрено перепрограммирование преобразователей расхода специальными программно-аппаратными средствами, при этом ранее введённая информация автоматически уничтожается. Конструкция преобразователей расхода исключает возможность несанкционированного влияния на ПО и измерительную информацию.

Проверка идентификационных данных ПО производится на заводе-изготовителе при выпуске из производства.

Метрологические характеристики установок нормированы с учетом программного обеспечения.

Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Технические характеристики

Таблица 2 — Метрологические характеристики

Таблица 3 — Основные технические характеристики

Допускается проводить поверку в одном из поддиапазонов, при этом значение Qпеp отсчитывается от Qнаиб поддиапазона № 1. Точностные характеристики при этом не изменяются.

Таблица 4 — Настраиваемые поддиапазоны

Знак утверждения типа

наносится на маркировочные таблички, прикрепляемые к 1111 и БИП преобразователя расхода методом лазерной гравировки (шелкографии и т.п.).

Комплектность

Таблица 5 — Комплектность средства измерений

Сведения о методах измерений

Методика измерений приведена в разделе «Устройство и работа» документа ИРВС 9100.0000.00 РЭ2.1 «Преобразователи расхода вихревые ИРВИС-К300. Руководство по эксплуатации» и в документе ФР.1.29.2003.00885 «ГСИ. Расход и количество газа. Методика выполнения измерений расходомерами газа вихревыми».

Нормативные документы

Приказ Росстандарта от 11 мая 2022 г. № 1133 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений объемного и массового расходов газа»;

ИРВС 9100.0000.00 ТУ2 «Преобразователи расхода вихревые ИРВИС-К300. Технические условия».