CC BY
41
© К.И. Волошиновскин, 2012
УДК 681.586.3
К.И. Волошиновский
СОВРЕМЕННЫЕ И СТАНДАРТНЫЕ ДАТЧИКИ ПЕРЕПАДА ДАВДЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОМЫШДЕННОМ УЧЕТЕ ПРИРОДНОГО ГАЗА-МЕТАНА
Приведено описание датчиков перепада давления применяемых в коммерческом и техническом учете газа, входящих в государственный реестр средств измерений. Применяющиеся сейчас перепадомеры отечественного производства в отличии от импортных перекрывают широкий рабочий диапазон за счет использования двух или более перепадомеров на одной диафрагме или на одном измерительном участке, в отличии от импортных. Проблема сокращения количества перепадомеров является метрологической за счет наложения погрешностей деформируемого полупроводникового измерительного, мембраны с остаточной деформацией, погрешности токоизмерительной цепи, кроме того большое количество арматуры может приводить к утечкам вероятность возникновения которых повышается с увеличением количества измерительных узлов перепада давления, которое приводится к усложнению монтажа. Проблема повышения метрологического качества связана с изменением конструкции пе-репадомера, в процессе пересмотра конструкции может быть пересмотрен и упрощен монтаж. Перепадометрические измерения могут проводиться с использованием средств струйной перепадометрии, однако точность проводимых измерений зависит не от того в каком виде среда подвергается измерениями, а от того, какой метрологический принцип работы заложен в основу работы пе-репадомера и какова его конструкция.
Ключевые слова: датчики перепада давления, перепадомеры, метан.
В учете природного газа-метана датчики перепада давления используются для определения расхода газа на основе разности давлений на входе и выходе диафрагмы, сужения, для которого характерно падение давления, на измерительном участке. Недостатком измерения расхода на основе перепада давления с применением дифференциальных манометров (перепадомеров) является косвенный принцип измерений. Тем не менее, существует ряд причин, по которым стоимость системы для проведения учета по нескольким выраженным режимам возрастает в два или три раза, при существенно большей стоимости сис-
тем на основе прямого принципа измерения.
Датчики перепада давления САПФИР22М и САПФИР22МТ.
Приниц действия датчиков давления САПФИР основан на измерении сопротивления полупроводникового моста, сопротивление которого сильно зависит от собственной деформации, которая имеет место в результате конструктивного соединения полупроводникового стержня с мембраной, конструктивно размещенной между двумя камерами, подвергаемых измерению перепада давления, подключаемыми с помощью импульсными трубками к соответствующим участкам трубопровода.
U-образный ~ n-г LongRnma
BD-Sensors
Метран
BD-Sensors Суперфлоу
САПФИР22М
I
легннн я зимний ре;ьим
Рис. 1. Датчики перепада давлен метана
сигналя-
ДСП
Сапфир 22Ш
АИР
HonevWell
э газа-
BD-Sensors YokoGawa
г ш
BD-Sensors АИР
HonevWell
мые в учете природного газа-
Дифманометры САПФИР, Метран и Элемер оказываются вне конкуренции там, где давление на измерительном участке очень высоко, и требуются качественные надежные мембраны, а также высококачественные вентильные блоки. В данный момент времени заводом Манометр выпускаются качественные вентильные блоки, герметичность которых обеспечивается за счет применения аргоновой сварки.
Датчики перепада давления Метран и Элемер. Датчики давления Метран и Элемер практически полные аналоги перепадомеров САПФИР, однако на лидерство в использовании для систем коммерческого учета дифманометров САП-ФИР22М/МТ, фирмы производители уже оснастили свои датчики преобразователями и жидкокристаллическими
индикаторами, чтобы обеспечить их конкурентоспособность. Проблемой применения таких датчиков по сравнению с современными измерительными системами являются большие габариты приборов.
Датчики перепада давления Honeywell. Датчики перепада давления Honeywell являются малогабаритными датчиками, с размещением манометрических входов с противоположных сторон, что существенно упрощает их монтаж, не требующий дополнительной импульсной трубки. Датчики фирмы Honeywell ST 3000TM позволяют точно измерять перепад давления, избыточное и абсолютное давление. Датчик с использованием пьезорезистивного чувствительного элемента в сочетании с микропроцессорной обработкой обеспечивает выбираемый цифровой или
аналоговый выходной сигнал, который пропорционален измеряемому параметру.
Датчики перепада давления АИР. АИР-10/М2-ДД — диапазон измерения, кПа: от 0,16 до 600. Класс точности: 0,1 (25:1). 8 диапазонов измерения давления. Линейная или корнеизвлекающая зависимость. Обеспечена возможность установки «0» как с помощью кнопки, расположенной под крышкой прибора. Конструкция и простота монтажа обеспечивается также как и перепадомеров производства Honeywell.
U-образные датчики давления. Самый простой метод измерения давления с помощью прозрачной изогнутой стеклянной трубки с жидкостью, концы которой достаточно герметично с помощью резиновых трубок подключаются к измерительному участку, как правило на участках с низким давлением, однако на измерительных участков трубопроводов с высоким давлением применение такого простого способа невозможно из за возможности конструктивного разрушения.
Дифманометры сильфонные ДСП160М1 и ДСП80М. В последнее время стали широко применять индикационные перепадомеры
ДСП160М1 и ДСП80М для контроля работы турбинных и ротационных перепадомеров, требования по их установки является обязательным.
Дифманометры BD-Sensors. Сред номенклатуры малогабаритных датчиков давления, перепадо-меров целый ряд позиций дифференциальных манометров. Среди них дифференциальные манометры DMD-31 c односторонним расположением штуцеров для подключения импульсных трубок. Датчики входят государственный реестр средств измерений, предоставляет-
ся сертификат об утверждении типа средств измерений. В некоторых конструкциях датчики предоставляемой линейки типоразмеров оснащены жидкокристаллическим индикатором и в малогабаритном исполнении могут быть использованы в качестве индикационных. Выходной сигнал унифицированный 4-20мА. Погрешность 1,5%, т.е. ниже чем у ряда отечественным перепа-домеров после эксплуатации в течение одного межповерочного интервала, и даже при аналогичной конструкции такие дифманометры оказываются конкурентоспособными, как для коммерческого, так и для технического учета.
Дифманометры Yokogawa. Дифференциальные манометры Yokogawa являются аналогами перепадомеров САПФИР отечественного производства. Взрывозащищенное исполнение корпуса IP67. Искробе-зопасные цепи - EExialICT 5. Унифицированный выходной токовый сигнал 4...20 мА, и цифровой HART выход. Класс точности - 0,1, достигается при использовании специальных материалов мембраны и полупроводникового моста.
Дифманометр ДМ-3583М. Преобразователь ДМ-3583М предназначен для преобразования разности давлений в выходной унифицированный сигнал взаимной индуктивности с линейной зависимостью. Преобразователи применяются в системах контроля, регулирования и управления технологическими процессами при измерении
Заключение
Несмотря на жесткие требования к коммерческому учета современные средства перепадометрии удобные с точки зрения монтажа, обладающие низкой погрешностью, хотя и с импортными измерительными элемента-
ми, оснащенные преобразователями всё еще не применяются. Основной датчик при построении систем диа-фрагменного учета природного газа-метана — дифференциальный манометр САПФИР22М/МТ, а в масштабах Российской Федерации САПФИР 22М. В последнее время стали широко применять индикационные пере-падомеры ДСП160М1 и ДСП80М для контроля работы турбинных и ротационных перепадомеров, требова-
ния по их установки является обязательным. За счет применения современных перепадомеров можно существенно упростить монтаж измерительных комплексов, так как один манометрический вход датчика, непосредственно вкручивается в бобышку ввариваемую в газопровод, и одной импульсной трубки оказывается достаточно, т.е. общее количество импульсных трубок при таком подходе сокращается вдвое.
1. Дмитриев В.И., Шахматов М.Б., Семенов В. Ф. Расходомеры-счетчики газа ПРИЗ. №7-8. Датчики и системы. Журнал, 1999.
2. Семенов В.Ф., Салямов К.И., Сиротина Н.Ф., Шахматов М.В. Пьезорезонанс-ные датчики температуры и абсолютного
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
давления для расходомеров-счетчиков газа. Датчики и системы. №7-8. Журнал, 1999.
3. Волошиновский К. И. Модернизация электронного корректора объема газа БЕУС-91 и исследование протокола обмена для подключения ПЭВМ. Вестник МГТУ №2 2009. - С. 77. Е2Е
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
Волошиновский Кирилл Иванович - ассистент кафедры AT, e-mail: [email protected] Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, [email protected]
