- Измеряемая среда – попутный нефтяной газ, природный газ, различные технологические газы
- Рабочее давление - от 0 до 4МПа
- Диаметр условного прохода − от 50 до 300 мм
- Пределы основной погрешности измерения расхода в рабочих условиях − 1 %, 1,5%
- Расход от 2 до 7600 м3/ч
- Динамический диапазон по расходу до 1:100
- Скорости потока от 5 мм/с до 40 м/с
- Выходные сигналы − частотный, импульсный, статусный, токовый 4-20 мА, цифровой RS-485 (Modbus RTU)
- ДРУ работает в диапазоне по питанию DC 20..42 В, вычислитель СГУ работает в диапазоне по питанию АС220±22В
- DSP-технология обработки сигналов
- Локальный операторский интерфейс с графическим ЖКИ и емкостной клавиатурой (не требует снятия крышки!)
- Встроенная функция сумматора с дискретными входами сброса / запуска
- Взрывозащищенное исполнение
- Внесен в Госреестр СИ
Датчики расхода газа ДРУ, входящие в комплект счётчика, могут эксплуатироваться отдельно от комплекта как средство измерения объема и объемного расхода газа в рабочих.
Счетчики газа ультразвуковые СГУ (далее счётчики) предназначены для измерения расхода и объема потребляемого природного газа, попутного нефтяного газа и других газов (воздух, азот, кислород, и т.п.) на промышленных объектах а также объекты коммунально-бытового значения. Счётчики предназначены как для технологического контроля, так и для использования в системах коммерческого учёта. Счётчики СГУ отвечают всем требованиям "Правил учёта газа" и ГОСТ 8.733-2011 (учёт попутного нефтяного газа) условиях в составе любых систем, измерительных комплексов и других изделий, обеспечивающих прием и обработку импульсных сигналов с максимальной частотой 1000 Гц, токовых сигналов 4-20 мА, или цифровых сигналов Modbus RTU.
Основные преимущества:
- широкий динамический диапазон, растянутый в область малых скоростей
- широкий диапазон рабочих давлений, в том числе разрежение
- устойчивость к загрязнениям и наличию капельной фракции
Принцип действия ультразвукового расходомера
Принцип работы счётчика состоит в измерении параметров газа в рабочих условиях с помощью соответствующих преобразователей (расхода, температуры, давления) и последующего вычисления расхода.
Расход и объем газа измеряются с помощью ультразвуковых датчиков расхода газа ДРУ, обеспечивающих линейное преобразование объемного расхода газа в рабочих условиях в импульсный электрический сигнал с нормированной ценой, токовый сигнал 4-20 мА и в цифровой сигнал RS-485 (Modbus RTU). Чувствительные элементы (ультразвуковые преобразователи) расположены на противоположных сторонах корпуса под определенным углом к направлению потока. Пьезоэлектрические датчики работают попеременно как приемник и как передатчик. Ультразвуковые импульсы излучаются под углом к направлению потока газа. Измерение скорости газа датчиком ДРУ основано на методе измерения разности времен прохождения ультразвуковых импульсов в прямом и обратном направлениях.
Температура измеряется с помощью датчиков температуры с токовым выходным сигналом 4-20 мА, с пределами основной приведенной погрешности не более ±0.25%, ±0.5% или с помощью термопреобразователей сопротивления типа ТСМ с номинальной статической характеристикой 100М по ГОСТ 6651.
Давление измеряется с помощью датчиков избыточного или абсолютного давления с оковым выходным сигналом 4-20 мА с пределами основной погрешности не более ±0.1%, ±0.15%, ±0.2%, ±0.25%.
Вычисление. Сигналы с измерительных преобразователей о параметрах газа поступают на входы микропроцессорного блока вычисления расхода БВР.М или контроллера универсального МИКОНТ-186 (далее контроллер МИКОНТ), осуществляющих вычисление расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям в соответствие с установленным алгоритмом.
Метрологические и технические характеристики
Счётчики СГУ имеют две модификации по исполнению - СГУ.1 (с однолучевым датчиком расхода ДРУ.1) и СГУ.2 (с двухлучевым датчиком расхода ДРУ.2) и типоразмеры в соответствии с типоразмерами датчиков расхода, входящими в состав счётчика.
Таблица 1. Типоразмеры и модификации счётчика СГУ базовой комплектации и диапазоны эксплуатационных расходов газа при рабочих условиях.
| Типоразмер и модификация счётчика СГУ | Типоразмер и модификация датчика расхода | Диаметр условного прохода трубопровода Ду, мм | Избыточное давление среды в диапазоне, МПа | Диапазон эксплуатационных скоростей (расходов), м/с (м3/ч) | |
|---|---|---|---|---|---|
| Vmin (Qmin) | Vmax (Qmax) | ||||
| СГУ.1-50 | ДРУ.1-50 | 50 | от 0 до 2,5 от 0 до 4,0 | 0,35 (2) | 34,9 (200) |
| СГУ.1-80 | ДРУ.1-80 | 80 | 0,31 (5) | 34,6 (550) | |
| СГУ.1-100 | ДРУ.1-100 | 100 | 0,31 (7) | 34,9 (800) | |
| СГУ.1-150 | ДРУ.1-150 | 150 | 0,31 (17) | 34,3 (1900) | |
| СГУ.1-200 | ДРУ.1-200 | 200 | 0,32 (35) | 33,1 (3600) | |
| СГУ.1-300 | ДРУ.1-300 | 300 | 0,31 (80) | 29,9 (7600) | |
| СГУ.2-100 | ДРУ.2-100 | 100 | 0,31 (7) | 34,9 (800) | |
| СГУ.2-150 | ДРУ.2-150 | 150 | 0,31 (17) | 34,3 (1900) | |
| СГУ.2-200 | ДРУ.2-200 | 200 | 0,32 (35) | 33,1 (3600) | |
| СГУ.2-300 | ДРУ.2-300 | 300 | 0,31 (80) | 29,9 (7600) | |
Таблица 2. Типоразмеры и модификации счётчика СГУ базовой комплектации и диапазоны эксплуатационных расходов газа при рабочих условиях.
| Характеристика | Ед. изм. | Модификация | |
|---|---|---|---|
| СГУ.1 | СГУ.2 | ||
| Количество контролируемых газопроводов | шт. | 1-4 | |
| Пределы основной относительной погрешности счётчика СГУ при измерении объема газа, приведенного к стандартным условиям, в диапазоне эксплуатационных расходов | % | ±2,0 ±2,5 |
±1,5 ±2,0 ±2,5 |
| Пределы основной относительной погрешности датчика расхода ДРУ.1 при рабочих условиях по частотному (цифровому) выходу: | |||
| в диапазоне от Qmin до 0,03*Qmax | % | ±2,0 | ---- |
| в диапазоне от 0,03*Qmax до Qmax | % | ±1,5 | ---- |
| Пределы основной относительной погрешности датчика расхода ДРУ.2 при рабочих условиях по частотному (цифровому) выходу: | |||
| в диапазоне от Qmin до 0,03*Qmax | % | ---- | ±2,0 |
| в диапазоне от 0,03*Qmax до Qmax | % | ---- | ±1,0 |
Рекомендуемая длина прямолинейного участка перед датчиком расхода ДРУ - не менее 20 Ду без струевыпрямителя или 10 Ду со струевыпрямителем, после датчика расхода - не менеее 3 Ду.
Устройство и конструкция датчика расхода ДРУ
Общее устройство
Датчик расхода состоит из:
- проточной части,
- электронного преобразователя (ЭП),
- одной или двух пар ультразвуковых преобразователей (одно- или двухлучевая схема).
Проточная часть изготовлена из нержавеющей стали или оцинкованной стали. ЭП с помощью пьезоэлектрических датчиков обеспечивает возбуждение сигналов в акустическом тракте и их прием. Принятые сигналы усиливаются и преобразуются в цифровой код посредством быстродействующего аналого-цифрового преобразователя (АЦП), а затем подвергаются обработке специализированным цифровым сигнальным процессором (DSP). Адаптивная фильтрация и корреляционный анализ сигнала позволяют получить измерительную информацию даже в условиях сильных электромагнитных помех, загрязнения проточной части и наличия капельной фракции в потоке.
Эп вычисляет мгновенный и накопленный расход и преобразует измеренные параметры в следующие выходные сигналы:
- частотно-импульсные
- токовые
- цифровой RS-485 (Modbus RTU)
Локальный операторский интерфейс электронного преобразователя включает графический дисплей (ЖКИ либо OLED) и емкостную клавиатуру, работающую через стеклянное окно ЭП. Это позволяет настраивать прибор или просматривать его настройки без открывания крышки во взрывоопасной зоне. Для предотвращения несанкционированного изменения настроек предусмотрена блокировка ряда функций клавиатуры посредством микропереключателей под крышкой ЭП.
Ультразвуковые преобразователи (УЗП) - цельнометаллического типа. Контактирующие с измеряемой средой материалы: нержавеющая сталь 12Х18Н10Т и уплотнительная, стойкая к углеродам, резина. Кабели, соединяющие УЗП с ЭП, проведены металлических герметичных каналов.
Функциональные возможности
Счётчик газа СГУ позволяет измерять и/или вычислять следующие параметры измеряемой среды:
- Объем и мгновенный объемный расход в рабочих условиях
- Объем и мгновенный объемный расход приведенный к нормальным условиям
- Давление
- Температура
- Развитая система управления прибором и представляения данных на графическом дисплее
- Цифровая передача измеряемых параметров по протоколу Modbus (RS-485)
Выходные сигналы
- импульсный/частотный/дискретный (оптопара, 30 В, 50 мА, 10 кГц) – 1 канал;
- частотный/ дискретный (оптопара, 30 В, 50 мА, 10 кГц) –1 канал;
- дискретный (оптопара, 30 В, 50 мА, статус, сигнализация) – 1 канал;
- токовый 4-20 мА (пассивный) – 1 канал;
- цифровой RS-485 (Modbus RTU) – 1 канал;
Входные сигналы
Дискретные (универсальные, запуск/останов/сброс сумматора) – 2 канала.
Питание
Датчик расхода ДРУ работает в диапазоне питающих напряжений постоянного тока 20..42В. Потребляемая мощность - не более 6 В*А.
Питание вычислителя - от сети переменного тока частотой 50±1 Гц и напряжением 220±22 В. Вычислитель формирует выходное напряжение 24В для питания датчиков расхода, температуры и давления. Общая потребляемая мощность - не более 25 В*А.
Максимальная длина линии связи между датчиками и вычислителем - 500 м.
Условия эксплуатации
- Диапазон температур измеряемой среды: -40…+50 °С
- Диапазон рабочих температур датчика расхода ДРУ с ЖКИ: -20 °С...+55°С
- Диапазон рабочих температур датчика расхода ДРУ с OLED дисплеем: -40 °С...+55°С
- Диапазон рабочих температур вычислителя: +5 °С...+50°С
- Степень защиты от пыли и влаги по ГОСТ 14254:
- Датчиков расхода, температуры и давления: IP65
- Вычислителя: IP40
Взрывозащита
Датчики расхода, температуры и давления имеет взрывозащиту вида 1ЕхdllCT6X.
Габаритные размеры расходомеров
Таблица 3. Габаритные размеры датчика расхода газа ультразвукового ДРУ.1
| Типоразмер | d, мм | L, мм | B, мм | H, мм |
|---|---|---|---|---|
| ДРУ.1-50 | 45 | 330 | 250 | 332 |
| ДРУ.1-80 | 75 | 380 | 280 | 370 |
| ДРУ.1-100 | 90 | 406 | 295 | 394 |
| ДРУ.1-150 | 140 | 480 | 349 | 458 |
| ДРУ.1-200 | 196 | 522 | 407 | 517 |
| ДРУ.1-300 | 300 | 650 | 530 | 640 |
Рисунок 1. Датчик расхода газа ультразвуковой ДРУ.1. Общий вид.
Рисунок 2. Датчик расхода газа ультразвуковой ДРУ.1. Общий вид.
Таблица 4. Габаритные размеры датчика расхода газа ультразвукового ДРУ.2
| Типоразмер | d, мм | L, мм | B, мм | H, мм |
|---|---|---|---|---|
| ДРУ.2-100 | 90 | 406 | 284 | 394 |
| ДРУ.2-150 | 140 | 480 | 326 | 458 |
| ДРУ.2-200 | 196 | 522 | 380 | 517 |
| ДРУ.2-300 | 300 | 650 | 510 | 640 |
Рисунок 3. Датчик расхода газа ультразвуковой ДРУ.2. Общий вид.
Рисунок 4. Датчик расхода газа ультразвуковой ДРУ. Схема подключения к внешним устройствам.
- Сч - частотомер Ч3-64/1 ДЛИ2.721.006-02 ТУ;
- БП1, БП2 - блок питания типа Б5-47 3.233.220 ТУ;
- Rн - сопротивление нагрузки токового выхода;
- R1 - резистор типа С2-29-0,125 Вт ОЖО.467.130 ТУ;
- V - универсальный цифровой мультиметр АВМ-4305;
- Конвертер - универсальный преобразователь интерфейсов RS232-RS485 Micont-MCR-485;
- Примечание: выходы "OUTPUT 2", "OUTPUT 3" подключаются аналогично выходу "OUTPUT1"