Сферой государственного регулирования обеспечения единства измерений в соответствии с федеральным законом «Об обеспечении единства измерений» есть измерения, выполняемые при государственных учетных операциях, а так же учете количества энергетических ресурсов. Это определяет необходимость государственного регулирования применения водяных счетчиков в качестве средств измерений [1, с. 12; 3, с. 29]. Широкое распространение подобных приборов в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве нашей страны обуславливает актуальность рассмотрения всех вопросов связанных с их использованием.
Одной из форм государственного регулирования обеспечения единства измерений является поверка [4, с. 156; 5, с. 255; 6, с. 187]. Водяные счетчики, измеряющие потребление горячей и холодной воды, подлежат периодической поверке. Количество поверяемых счетчиков очень велико, поэтому все вопросы, связанные даже с незначительным совершенствованием этой процедуры, могут принести большую экономию времени и финансовых средств. Основной целью исследования является разработка предложений по усовершенствованию операций периодической поверки счетчиков горячей и холодной воды.
Распространёнными типами счетчиков воды (расходомеров) являются: Лайт М Взлет ЭР 32 и Взлет ЭР 80, Декаст Метроник ВСКМ-90, Элеком ВЭПС, Тепловодомер ВСХН 32, Бетар СГВ-15, Эмир-Прамер-550, Itelma WFK2-15. Указанные приборы должны быть поверены в специализированных организациях или лабораториях имеющих аккредитацию в соответствии с законодательством Российской Федерации [7, с. 14; 8, с. 56].
Как показывает опыт поверки средств измерений в региональных центрах по стандартизации и метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии проводится периодическая поверка расходомеров преимущественно с номинальным диаметром более 20 мм. Счетчики с номинальным диаметром от 10 мм до 20 мм поверяются с помощью поверочных установок на месте эксплуатации без демонтажа. Поверка осуществляется с использованием переносных поверочных установок УПСЖ-15.2/15.2, ВПУ-Энерго М, УПСЖ-ЗПМ, ОПУС-01. Перед проведением измерений на этих установках осуществляется предварительный осмотр приборов на отсутствие повреждений, технической возможности проведения поверки, наличия самохода, плавности вращения измерительного механизма. Поверка осуществляется в соответствии с утвержденной методикой на данный тип средств измерений. Результаты поверки в соответствии с нормативной базой фиксируются в федеральной информационной системе. Формируется протокол поверки, на основании полученных результатов оформляется свидетельство о поверке. В свидетельстве указывается срок очередной поверки, который заверяется личным клеймом поверителя [9, с. 19].
Периодическая поверка расходомеров-счетчиков в случае снятия их с места эксплуатации выполняется на установках, размещаемых в специализированных центрах или лабораториях, аккредитованных на проведение соответствующего типа деятельности. Как поверочные проливные установки используются установки поверочные ТЕСТ-РС, установка проливная АС-50, УПВ-200, СПРУТ-100 М. Наилучшим соотношением цены, точности, конструктивных особенностей обладает стационарная поверочная расходомерная установка СПРУТ-100 М [10, с. 14]. Она нужна для создания и измерения объемного расхода, а также измерения объема и измерения токовых или частотных (импульсных) сигналов при градуировке или поверке водосчетчиков, расходомеров, счетчиков-расходомеров и преобразователей расхода различного типа. Установка позволяет поверять счетчики с диаметром условных проходов от 14 мм и до 100 мм, диапазоном расходов до 160 м3/ч, давлением в трубопроводе не более 0,6 МПа. Пределом допускаемой относительной погрешности измерений количества жидкости при использовании образцовых мер вместимости является 0,04 %. Предел допускаемой относительной погрешности при измерении расхода с использованием образцовых мер вместимости составляет 0,09 %. Номинальный объем образцовых мер вместимости 10, 50 и 200 дм3. Количество одновременно поверяемых расходомеров-счетчиков может составлять до 16 штук.
Структурная схема СПРУТ-100 М изображена ниже (рисунок).
Рис. Структурная схема СПРУТ-100 М
Установка собрана из насосного узла (НУ), рабочего стола (РС), блока эталонных преобразователей расхода (БЭПР), перекидного устройства (ПУ), образцовых мер вместимости (ОМВ), измерительной системы (ИС), системы управления (СУ), персонального компьютера с программным обеспечением (ПК).
Насосный узел состоит из насоса и магнитно-механического фильтра. Насос подключен к трубопроводу с помощью вибровставки и нужен для создания расхода в диапазоне 0 ÷ 160 м3/ч. Регулировка и поддержание необходимого давления в системе, а также снижение пусковых токов происходит через насос, подключенный к питающей сети через частотный преобразователь, в обратной связи которого стоит преобразователь давления. Ресивер служит для сглаживания пульсаций в системе и стоит на входе в рабочий стол.
Рабочий стол необходим для установки в контур поверяемых счетчиков. В столе есть пневматический зажим, обеспечивающий уплотнение испытуемых приборов и приемный лоток, служащий для приема воды при открытии пневматического зажима.
Блок эталонных преобразователей расхода нужен для измерения объема, прошедшего сквозь поверяемые приборы за время измерения, а еще для измерения среднего за время измерения объемного расхода. В БЭПР есть восемь параллельно включенных измерительных линий, каждая из которых сделана из двух последовательно включенных эталонных преобразователей расхода (ЭПР).
Перекидное устройство необходимо для переключения потока воды между образцовыми мерами вместимости и возвратным трубопроводом при измерениях. Переключение происходит с помощью пневмоцилиндра, управляемого ручным пневмокраном [8, с. 72].
Измерительная система нужна для правильного измерения объема (расхода) воды с использованием БЭПР или образцовых мер и выходных сигналов поверяемых приборов (частоты, количества импульсов, тока). В измерительная системе есть блок синхронизации измерений (БСИ), двух 16-ти канальный блок измерения частоты и количества импульсов (БИЧ-16.02), восьмиканальный блока измерения токовых сигналов (БИТ-801), клеммная плата подключения эталонных преобразователей расхода, комплект соединительных кабелей и блок измерения параметров среды (БИПС).
Соединяются, устройства, входящие в состав системы, с персональным компьютером с помощью интерфейса RS-485. Для соединения поверяемых приборов с частотным (импульсным) выходом стоит клеммная плата (КПИ), для подключения испытуемых приборов с токовым выходом – клеммная плата (КПТ).
Персональный компьютер управляет процессом измерений, обработки результатов измерений, а также печати протоколов.
Для проведения периодической поверки расходомеров-счетчиков используют электромагнитные преобразователи расхода МастерФлоу, зарегистрированные в государственном реестре средств измерений. Они необходимы для измерений объема и расхода холодной или горячей воды, а также любых других жидкостей с удельной электропроводностью не менее 10-3 см/м и содержанием воздуха или взвешенных частиц не более 1 %.
Работа преобразователя расхода электромагнитного МастерФлоу основана на явлении индицирования электродвижущей силы в проводнике (измеряемой жидкости), движущемся в магнитном поле. Величина возникающего сигнала пропорциональна диаметру внутреннего сечения трубопровода, магнитной индукции поля и скорости потока. Величина электродвижущей силы зависит от скорости потока жидкости и объемного расхода, при постоянном значении индукции магнитного поля.
Индуцируемая электродвижущая сила, снимаемая с электродов, расположенных в проточной части, усиливается и преобразуется в цифровой сигнал, пропорциональный скорости (расходу) измеряемой жидкости.
Конструкция установки позволяет обеспечить групповую поверку расходомеров, уменьшает время и стоимость этой операции. Установка находится в реестре средств измерений и может использоваться в сферах государственного регулирования обеспечения единства измерений. Выполнение поверки на установке происходит в соответствии с утвержденной методикой [4, с. 168].
В итоге рассмотрения конструкции установки и проводимых операций поверки на ней определена необходимость внесения следующих изменений.
Процесс проведения поверки с помощью установки СПРУТ-100 М предлагается ускорить с помощью усовершенствованного режима заполнения её водой. Стравливание воздуха из системы и заполнение водой стационарной поверочной расходомерной установки занимает длительное время. Предлагается буферную емкость заполнять водой с помощью насоса повышающего давление поступающей воды до трех атмосфер. В емкости при этом необходимо установить отдельный запорный кран с системой очистки воды. Это предотвратит попадание посторонних примесей в установку, уменьшая загрязнение магнитно-механического фильтра. Внешняя система очистки дешевле и значительно проще в обслуживании (смене фильтрующего картриджа).
В установке также конструктивно не предусмотрена защита от падения поверяемых приборов, что может привести к их поломке. Установка и снятие счетчиков для поверки в установку достаточно кропотливая операция, которая может потребовать работы двух человек. Предлагается для закрепления приборов на рабочем столе выполнить фиксирующие скобы из металлических прутков диаметром 6 мм изогнутых в U-образную форму. Это обеспечит надежную фиксацию поверяемых приборов, будет препятствовать их падению и повреждению, выполнению всех операций одним человеком.
Указанные предложения не вносят изменений в конструктивную часть установки, не оказывают влияния на погрешность и результат измерений. Они сокращают время на подготовку к проведению поверки, уменьшают количество ошибок при закреплении счетчиков воды, предотвращают попадание посторонних примесей в трубопроводы.
