БИБЛИОТЕКА «ТЕПЛОПУНКТА»

Некоторые особенности поверки тепловычислителя с импульсным выходом
в составе составных приборов

З. Баясгалан
магистр технических наук, инженер-консультант, компания Альянс-тех, Монголия

С 2014 года мы работаем как представитель компании “Взлет” РФ, Санкт-Петербург, и за это время установили более 200 единиц теплосчётчиков ТСРВ-033 и раходомеров УРСВ-311 у потребителей в Улаанбаатаре и в других аймаках; приборы нормально работают, отзывы от потребителей положительные. За это время в лаборатории теплосети госповерители Госстандарта Монголии без проблем поверяли и давали сертификаты. Но в августе 2021 года в лаборатории тепловой сети решили проводить испытания ТСРВ-033, потому что жалобы поступали от потребителей и инспекторов Улаанбаатарской теплосети. Один инспектор “обнаружил” что расходы на ТСРВ и УРСВ сильно различаются, а другой потребитель обратил внимание на “скачкообразное изменение расхода на ТСРВ”. Во время повторного испытания время обработки тепловычислителя установили Тобр=3 сек и проливали этот прибор с УРСВ-311 на проливном стенде. Естественно, расход на ТСРВ-043 “прыгал” и был сделан вывод: ТСРВ-033, 043 не годны для дальнейшей эксплуатации. Поэтому на основе советов от ведущих специалистов производителя мы проводили следующие испытания, целью которых являлось показать, что даже при Тобр=3 сек ТСРВ-033 совершенно нормально работает.

В первом опыте мы давали 4.5 В, 9.67 Гц, 5000 импульсов на вход №1319599 ТСРВ-033, при этом сначала Тобр=3 сек, потом 360 сек (в руководстве по эксплуатации указано устанавливать 360 сек во время эксплутации), коэффициент преобразования в пределах 0.2 - 2. Температуру установили, используя магазины сопротивлений типа Р327 с точностью 0.01. Во время подачи импульсов при Тобр=3 сек расход на ТСРВ “прыгал”, как показано в таблице 1, в строках 1, 3, 5, 7, 9: 17.4 м3/ч и 18 м3/ч; 174 и 180 м3/ч. Но когда сравнивали с показаниями при Тобр=360 сек, не возникало никаких разниц в тепле, массе и объёме (таблица 1).

Таблица 1

* Здесь по exel программе рассчитано тепло и относительная погрешность, вводя показания эталонных термометров, количества импульсов и тепло на вычислителе.

Согласно советам от ведущих специалистов [7], учитывая, что при малом количестве импульсов и коротком времени обработки возникает ошибка в подсчёте ±1 импульс [2-10], сделали расчёт, на сколько импульсов “прыгает”. Использована известная формула: V = 3600 х (N – 1) х Vs : δT; здесь: N – количество принятых импульсов; Vs – вес импульса, л/имп; δT – интервал времени между первым и последним импульсом, сек; V – расход на вычислителе, м3/час;

В течение 3 сек тепловычислитель получает: 9.67 Гц х 3 сек = 29.01 или целых 29 импульсов; V=3600х29х0.5:3:1000=17.4 м3/час, это как раз то значение которое указано в табл. 1. Тогда при 18 м3/час расходе сколько импульсов должно приходить?

(N) = V x δT x 1000 : 3600 : Vs = 18 x 3 x 1000 : 3600 : 0.5 = 30 импульсов. Разница в 1 импульс.

Далее: 360 сек х 9.67 Гц = 3481.2 Гц или 3481 импульсов получено. V = 3600 х 3481 х 0.5 : 360 : 1000 = 17.405 м3/час и т.д. можно продолжать, разница 1 импульс.

Если Тобр=3 сек, то импульс который “не вмещался” внутри первого периода, будет учтен в следующий период, поэтому расход, учтенный за 3 сек на ТСРВ “прыгает”, но этот “прыжок” только в 1 импульс и имеет постоянное значение. [7,9]

Если попробовать представить работу ТСРВ в этом случае, то получится такая схема: допустим Тобр=3 сек, один импульс 0.5 литр, расход примерно 17 м3/час или 4.72 л/сек:

В некоторых случаях ТСРВ-033 даже может показывать нулевой 0 расход и значимый расход попеременно. На следующем примере: Тобр=3 сек, один импульс 8 литров, расход 7.2 м3/час или 2 л/сек, тогда:

Расход на ТСРВ покажет 0 / 9.6 м3/час.

В нашем случае относительная погрешность прямо зависит от частоты, поэтому при малом значении входной частоты она высока [4,6,9,10,12]. При времени измерений 1 сек, допустим, измеряем 1000 Гц, тогда погрешность 1/1000*100=0,1%; расходомер УРСВ-311 настроен и выдает максимум до 8 Гц, тогда при 1 сек, погрешность будет 1/8 х 100 = 12,5%; или при 3 сек: 3 х 8=24, 1/24 х 100 ~ 4.167%, что неприемлемо. Если время измерения поставим 360 сек, то 360 х 8 = 2880; 1/2880 х 100 ~ 0,0347%, что приемлемо, и что предлагает РЭ.

Следующий опыт проведен на двух №1319599, 1319545 ТСРВ-033. На №1319599 Тобр = 3 сек, на №1319545 Тобр = 360 сек. В реальных условиях экспулатации расход бывает не постоянен, поэтому, давая 7, 10, 15, 25, 48, 62 Гц от генератора одновеременно, получили разные значения расходов (таблица-2).

Таблица 2

При различных (25 – 270 м3/час) расходах, при одинаковых количествах импульсов не возникло никаких разниц [7] в основных значениях показаний.

Следующие выводы были сделаны:

1. ТСРВ тепловычислитель - это не расходомер, поэтому его показание расхода не являются критерием поверки, в методике поверки[1] и в эксплуатационных документах производителя не написано ни одного слова о его погрешности измерения или сравнения расхода [7]. Тепловычислитель считает количество поступивших импульсов за время Тобр, делит его на Кр и получает объём, далее делит на Тобр и получает усредненный расход, что не всегда соответствует расходу на расходомере [2,3,7].
2. При Тобр = 3 сек расход на ТСРВ “прыгает”, что очень смущает наших инспекторов и поверителей; но при Тобр = 3 сек импульсы от вычислителя полностью не подсчитываются [2-9], и могут переходить на следующий трёхсекундный интервал, поэтому расход “прыгает”; но ТСРВ совершенно нормально подсчитывает тепло, массы, объёмы в обоих случаях.
3. Тепловычислитель с импульсным выходом — это на самом деле не преобразователь расхода, а “чистый счётчик”, поэтому, принимая очередной импульс, “зная” сколько времени прошло с передыдущего импульса, вычисляет некий расход. Когда закрываем трубу с ТСРВ-033..043, тотчас расход не покажет нулевое значение, но постепенно в соответствии с Тобр через некоторое время расход обнулится.[3]
4. При эксплуатации ТСРВ-033-УРСВ-311 иной потребитель замечает, что расходы на тепловычислителе и расходомере не совпадают, что и закономерно. Чтобы проверить правильность работы приборов, нужно сличать объёмы на обоих приборах через длительное время — час, день, неделя[3].
5. Опытные данные показывают, что поверку надо проводить с учётом особенностей приборов с импульсными выходами; следовательно ТСРВ-033, 043 можно применять без всякого сомнения.

Использованные литература и статьи

1. Методика поверки 0832-1-2018 “Инструкция. ГСИ. Тепловычислители ВЗЛЕТ ТСРВ.” ФГУП ВНИИР ООО ИЦРМ, 24 сентября 2018 г.
2. Письмо “Инженерно-Технический Центр Взлет” 2021-12-23 № ИТЦ-В/Исх-92521
3. Журнал “Коммунальный комплекс России” 2021 № 6-7 стр. 52-55
4. “Электрорадио измерения” Ф. В. Кушнир, Ленинград, Энергоатомиздат 1983 г, стр. 207-210
5. “Метрология и радиоизмерения” учебник, Красноярск, 2016 г, Сибирский федеральный университет, стр. 240
6. “Измерения в радиоэлектронике” А. А. Данилин, Н. С. Лавренко, учебник, Санкт-Петербург, 2017 г., стр. 233-237
7. Сообщения по электронной почте, 2018-2023 гг.
8. Time and frequency users, manual, George Kamas, Colorado, 1977, стр. 219
9. “Метрология и электрорадиоизмерения” Р. Я. Лабковская, Санкт-Петербург, 2013 г., стр. 87-88
10. “Fundamentals of microwave frequency counters” USA. 1997, стр. 8-9, 16-17
11. ГОСТ и Евроазия сертификаты
12. “Современная электроника” журнал, 2009 он, № 6 “Цифровые методы время-частотных измерений” С.Зайцев, стр. 20-23
13. “Частотомер” В. А. Никитин, Е. Г. Бондаренко, Оренбург, 2003 г., стр. 11-14
14. “Метрология и радиоизмерения” Алешечкин А. М. Красноярск, 2008 г., стр. 23
15. Руководства по эксплуатации ТСРВ-033, 043 и УРСВ-311, стр. 20, 9

Перевод на русский: Л. Борис

К списку статей