1 Вопрос: Возможно ли поверить на ваших установках расходомеры-счетчики жидкости, которые мы купили у «Endress+Hauser»?
г.Нижнекамск, Игорь Пантелеев
Ответ: Да, конечно, это возможно. Приборы от «Е&H» имеют погрешность +-0-,15 % по объему, и для их поверки необходимо использовать весовое устройство с погрешностью +-0,05 %. Во всех наших установках имеются весовые устройства, которые позволяют проводить измерения по объему во всем диапазоне воспроизводимых расходов.
А.В.Косолапов, главный метролог ООО «ОКБ «Гидродинамика»
2 Вопрос: Скажите, пожалуйста, как быть, если поверочная установка воспроизводит и измеряет объем, а у нас имеются массовые приборы?
г.Казань, Александр Иванов
Ответ: В качестве ответа на этот вопрос я хотел бы предложить вариант статьи о косвенных измерениях при поверке. Именно об этом идет речь в вопросе.
Надо отметить, что «тонкости» косвенных измерений не всегда принимают во внимание, но они проявляются всегда, особенно тогда, когда производится поверка «высокоточных» приборов.
А.В.Косолапов, главный метролог
Дополнение к ответу.
О некоторых особенностях применения
косвенного метода измерения объема и массы на поверочных установках
Если обратиться к определению «косвенные измерения» (РМГ 29-99. ГСИ. Метрология. Основные термины и определения), то это «определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной».
На практике такой метод используют достаточно часто и при поверке мер вместимости, в том числе автоцистерн [1], и при поверке водосчетчиков [2],
и при поверке объемных расходомеров-счетчиков жидкости, и при поверке трубопоршневых установок (ТПУ) [3].
Использование весовых устройств (ВУ) для измерения массы с последующим вычислением объема позволяет, с одной стороны, обеспечить меньшую погрешность эталонного средства измерения (СИ) (а именно таковым является ВУ при использовании его при поверке рабочих СИ), а, с другой стороны, снизить трудозатраты на проведение поверочных работ за счет использования средств автоматизации в составе поверочных установок.
Анализ парка находящихся сегодня в эксплуатации расходомеров – счетчиков жидкости (РСЖ) показывает, что доля «высокоточных» (с пределом относительной погрешности ± (0,15 – 0,25) %) РСЖ достаточно велика и постоянно увеличивается. Для поверки таких приборов в составе поверочной установки необходимо иметь ВУ с относительной погрешностью менее ± 0,05 %. Если же говорить о поверке ТПУ класса 0,05, то в этом случае ВУ должны иметь погрешность не более ± 0,015 %.
В общем случае функциональная зависимость объема от массы, измеренной ВУ, достаточно проста:
(1) VBB=KBB*GB,
где KBB – коэффициент зависимости, дм3/кг;
GB – результат измерения массы воды ВУ, кг.
Значение коэффициента KBB (в зависимости от температуры) приведено как в [1], так и в [2] в виде таблиц. Этими таблицами можно пользоваться как при расчетах «вручную», так и с использованием компьютера, если занести табличные данные в программу. На практике часто встречаются ситуации, когда температурный диапазон больше, чем указанный в таблице, и в этом случае возникает необходимость использования тех или иных эмпирических зависимостей, которые позволяют получить необходимое значение KBB при произвольном значении температуры. Однако на самом деле коэффициент KBB является функцией не только температуры воды, но и функцией параметров внешней среды (температуры, влажности, атмосферного давления окружающего воздуха).
Коэффициент зависимости KBB в формуле (1), учитывающий выталкивающую силу воздуха при взвешивании, может быть определен как:
(2) 
где ρB - плотность воды, кг/дм3;
ρBB - плотность воздуха, кг/дм3.
П р и м е ч а н и е – значение выталкивающей (архимедовой) силы при измерении массы можно определить по формуле:
(3) 
И если принять во внимание, что объем равен GB/ρB , то можно увидеть связь между формулами (1) – (3).
Для определения плотности воды и плотности воздуха в программе используются следующие выражения:
- плотность воды ρB(tB), кг/дм3, определяется по формуле:
(4) 
где: tB - температура воды в точке измерения (или на минимальном расстоянии от контролируемой точки), оС;
- плотность воздуха ρBB, кг/дм3, определяется по формуле:
(5) 
где: ρПН(tBB)- плотность водяного пара на линии насыщения в зависимости от температуры:
(6)
B – относительная влажность воздуха, %;
P – атмосферное давление, мм рт. ст.;
tBB – температура воздуха, оС;
ρПН(tBB) – давление водяного пара на линии насыщения, Па:
(7) 
По приведенным формулам для плотности воды и плотности воздуха были сделаны расчеты и для подтверждения корректности проведено сравнение результатов расчета плотности воды с табличными данными по [4] и результатов расчетов с табличными данными, приведенными в [1] и [2]. Для удобства восприятия все данные сведены в соответственно в таблицу 1 и таблицу 2.
Т а б л и ц а 1
Т а б л и ц а 2
Практическая реализация изложенной методики в программе сбора и обработки измерительной информации поверочной установки для поверки расходомеров-счетчиков жидкости позволяет решить следующие задачи:
1 Провести поверку рабочих СИ массового расхода (массы) по ВУ.
В этом случае результат измерения массы эталонным СИ (в данном случае ВУ) определяется по формуле:
(8) Мэ=КВВ*GB*ρB
2 Провести поверку рабочих СИ объемного расхода (объема) по ВУ.
В этом случае результат измерения объема определяется по формуле (1).
3 Провести поверку рабочих СИ массового расхода (массы) по эталонным расходомерам, в качестве которых используются объемные расходомеры.
Результат измерения массы эталонным РСЖ определяется по формуле:
(9) MЭРV=VЭРV*ρB
где VЭРV – результат измерения объема эталонным РСЖ, дм3.
4 Провести поверку рабочих СИ объемного расхода (объема) по эталонным РСЖ, в качестве которых используются массовые расходомеры.
Результат измерения объема эталонным РСЖ определяется по формуле:
(10)
Использование эмпирических формул для определения плотности воды в большинстве практических случаев вполне оправдано. Однако при этом нужно иметь ввиду следующее. Эмпирические формулы получены в виде полиномов с использованием табличных данных [4]. Эти данные определены для «идеальной» воды, в которой нет примесей, в том числе воздуха. Реальная же вода существенно отличается от «идеальной», особенно после продолжительного использования ее в качестве рабочей среды на поверочной установке с замкнутым циклом.
При проведении поверки высокоточных приборов необходимо учитывать все влияющие на результаты измерений факторы. Для снижения влияния погрешности определения плотности целесообразно предварительно измерить плотность воды в лабораторных условиях, сравнить с табличными данными и при необходимости заменить воду в сборном резервуаре поверочной установки (В качестве критерия можно было бы использовать различие в значениях плотности в третьем знаке после запятой). Другим вариантом решения может быть применение поточного плотномера, получение прямых результатов измерения реальной плотности с последующим использованием их при расчетах.
Л и т е р а т у р а
1 ГОСТ Р 8.596 – 98. ГСИ. Автоцистерны для жидких нефтепродуктов. Методика поверки.
2 ГОСТ 8.156 – 83. ГСИ. Счетчики холодной воды. Методы и средства поверки.
3 МИ 1972 – 95. ГСИ. Установки поверочные трубопоршневые. Методика поверки поверочными установками на базе весов ОГВ или мерников.
4 ГСССД 2 – 89 Вода. Плотность при атмосферном давлении и температурах
0…100 оС
Сведения об авторах:
ООО «ОКБ «Гидродинамика»
т/ф (8332) 703-789, E-mail:
Этот e-mail защищен от спам-ботов. Для его просмотра в вашем браузере должна быть включена поддержка Java-script
Буланов Сергей Леонидович, директор;
Косолапов Александр Васильевич, зам.директора по развитию и метрологии,
Пластинин Александр Владимирович, инженер – метролог
3 Вопрос: У нас на производстве имеются ТПР, которые необходимо поверять. Можно ли на Ваших установках поверять такие приборы и по какой методике?
Виктор Барабанщиков, г.Кемерово
Ответ: В качестве методической основы для поверки турбинных преобразователей расхода использована рекомендация МИ 1974 – 2004. Все измерения и расчеты на установке производятся программно и реализованы для случая кусочно-линейной аппроксимации градуировочной характеристики. Однако это в большей степени касается ТПР типа НОРД, ТОР, МИГ. Есть еще группа турбинных преобразователей, характеристика которых представлена в виде функции а+bf, в которой при градуировке определяются коэффициенты «a» и «b», а во время поверки эти коэффициенты вводятся в программу и используются при вычислении погрешности. Если у Вас есть желание узнать о методике поверки больше – напишите запрос по адресу в разделе «Контакты».
А.В.Косолапов, главный метролог.
4 Вопрос: На одной из конференций я слышал, что при определении объема воды в весовом баке или накопительной емкости нужно измерять температуру воды и вводить поправки?
Валерий Прохоров, г.Москва
Ответ: Если исходить из формулировки вопроса, то в этом необходимости нет.
Дело в том, что весовой бак используется для хранения воды при взвешивании, и температура воды в нем не имеет значения. А вот во время наполнения весового бака с последующим определением объема, конечно же, нужно определять температуру воды и обычно мы проводим измерения температуры на минимальном расстоянии от эталонного расходомера или от поверяемого прибора.
Сейчас о накопительной емкости. Здесь все будет зависеть от того, каким способом будет определяться объем. Если объем определяется мерником, то в соответствии с методикой измерений температуру воды нужно измерять непосредственно в мернике после его наполнения. Если же объем определяется по массе, то в этом случае применим подход, описанный в первой части ответа на вопрос.
А.В.Косолапов, главный метролог
P.S. Если кто-то имеет другое мнение и не согласен с ответом, пишите свои варианты ответов по тем или иным позициям…
5 Вопрос: В Интернете много информации от разных поставщиков проливных поверочных установок для поверки расходомеров-счетчиков жидкости, в том числе и от ООО «ОКБ «Гидродинамика». Есть ли какие-то преимущественные особенности поверочных установок Вашего производства?
Геннадий Ложкин, г.Н.Новгород
Ответ: Конечно, было бы больше объективности в части ответа на этот вопрос, если бы он был задан лицам, занимающимся эксплуатацией установок и проведением на них поверочных работ.
Однако вопрос поступил в адрес нашего предприятия, и я постараюсь ответить на него не с позиции сотрудника предприятия, а с позиции, скажем, независимого эксперта.
Подавляющее большинство поверочных установок решают одни и те же задачи: установки в своем составе должны иметь средства воспроизведения, регулирования, стабилизации расхода и средства измерения расхода (чаще объема за конечный промежуток времени). Каждый разработчик применяет для этого свои варианты их реализации.
Мы тоже применяем свои технические решения. Отличительной особенностью номер один я назвал бы тот факт, что конструкторы знают «что делать», а технологи и рабочие – «как делать». В конечном итоге обеспечивается и необходимая точность измерений, и качество установки.
Среди преимуществ отмечу возможность поверки подавляющего большинства типов приборов, как не имеющих выходных сигналов, так и с различными видами выходных сигналов.
Все выпускаемые установки имеют возможность проводить поверку и по эталонным расходомерам, и по весовым устройствам, причем эти возможности обеспечиваются во всем диапазоне воспроизводимых расходов (до 1000 м.куб/ч).
Отмечу, что далеко не на всех поверочных установках (в том числе и на первичном эталоне) это условие выполняется.
Программное обеспечение установок позволяет проводить поверку приборов в основном в автоматическом режиме, а также обеспечивает реализацию широкого ряда сервисных функций по контролю параметров, настройке, градуировке всех средств измерений, входящих в состав установки.
А.В.Косолапов, главный метролог
6 Вопрос: Я прочитал информацию об установке УПСЖ 600 и сразу возник вопрос. Каким образом измеряется расход в диапазоне от 0,01 до 600 м.куб/ч?
Андрей Александров, г.Санкт-Петербург
Ответ: В установке в качестве эталонных используются четыре расходомера от Ду=10 мм до Ду=200 мм, с помощью которых измеряется расход и объем. При измерении по весовым устройствам используется трои весов с наибольшим пределом взвешивания 3000 кг.
Для поверителя процесс измерения «прозрачен», программа установки сама в зависимости от расхода выберет необходимый расходомер, а если измерения осуществляются по весовому устройству, то в зависимости от заданного объема проливки будет выбрано весовое устройство с необходимыми пределами взвешивания. Требуемая для этого коммутация гидравлического тракта будет сделана автоматически.
Кстати, эта функциональная возможность, если отталкиваться от предпоследнего вопроса, также является отличительной особенностью установок, выпускаемых ООО «ОКБ «Гидродинамика».
А.В.Косолапов, главный метролог
7 Вопрос: Планируем заказать поверочную установку для расходомеров-счетчиков жидкости. Хотелось бы узнать (хотя бы ориентировочно) время на поверку одного прибора и сравнить это с теми затратами, которые мы имеем сегодня.
В.С.Романов, г.Краснодар
Ответ: Мне, конечно, неизвестно то время, которое тратите Вы сейчас на своей поверочной установке, и о каких приборах идет речь. Судя по имеющемуся опыту и при условии поверки «домашних» водосчетчиков , на установках с малым расходом (до 50 м.куб/ч) на поверку одного прибора (от установки прибора на стол до оформления протокола) необходимо минут 40 – 50, то на наших установках при наличии оптосчитывателя и одновременной установке 4 приборов, в пересчете на один прибор потребуется времени в пределах 10 минут.
Наиболее заметно сокращение времени при поверке турбинных преобразователей расхода (ориентировочно в 5-6 раз) и поверке трубопоршневых установок (примерно в такое же количество раз).
И еще об одной составляющей в части экономии времени. В зависимости от квалификации поверителя ввод данных о приборе (тип, номер, поверочные расходы) занимает 10-15 минут. На наших установках при поверке типа прибора, который встречался ранее (был внесен в базу данных типов приборов), время ввода исходных данных о приборе не превышает 5 минут.
А.В.Косолапов, главный метролог
8 Вопрос: Я являюсь частным предпринимателем и хотел бы приобрести у Вас переносную поверочную установку УПСЖ 3ПМ для поверки квартирных водосчетчиков. Не могли бы Вы пояснить, как мне «узаконить» свою деятельность по проведению поверки?
Владимир Аверин, г.Екатеринбург
Ответ: По новому закону об обеспечении единства измерений кроме юридических лиц, которые могут быть аккредитованы на право поверки средств измерений, названы и физические лица. Но если для аккредитации юридических лиц действуют правила ПР 50.2.014 – 2002, в которых определен порядок выполнения процедуры аккредитации, то для физических лиц (частных предпринимателей) такого порядка нет.
На мой взгляд, есть пути реализации своего дела. Поверка бытовых счетчиков является необходимой с определенной периодичностью, при этом она должна выполняться по утвержденной методике и аттестованным специалистом, который и подтверждает (или не подтверждает) возможность дальнейшей эксплуатации водосчетчика до очередной периодической поверки. После этого поставщик ресурсов и получатель ресурсов переходят к договорным отношениям.
Вместе с тем, обе стороны заинтересованы в том, чтобы показания водосчетчика были «правильными». Чаще всего показания водосчетчиков в силу разных причин занижаются раньше, чем наступает срок поверки. Это не выгодно поставщику ресурсов, поскольку он теряет в доходах. И здесь сам поставщик ресурсов (или по его поручению сервисная организация) может с помощью установки УПСЖ 3ПМ проконтролировать работу квартирного водосчетчика, при наличии сомнений в показаниях обратиться в ЦСМ для проведения внеочередной поверки.
А.В.Косолапов, главный метролог