Метод калибровки устройства для подсчета интеллектуального трафика

Thread Content

Умный счетчик расхода может использоваться в сочетании с различными датчиками расхода, такими как турбинные, вихревые, пробочные, форсуночные, электромагнитные, ударно-пружинные, металлические роторные счетчики, а также сенсоры типа Анюба и циклонные центрифугальные счетчики. Он предназначен для измерения и подсчета массового и объемного расхода газов, жидкостей, насыщенного и перегретого пара. С расширением применения умных счетчиков расхода становится всё более важной их калибровка. Ниже на примере умного счетчика расхода YR-GFK от компании Changhui Instruments рассматриваются методы его калибровки. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251601448036.jpg 1. Методы калибровки основных компонентов. Калибровка интеллектуального счетчика расхода YR-GFK заключается в корректировке погрешностей преобразования в таких параметрах, как входные данные о расходе, данные для коррекции температуры, данные для коррекции давления, отображение мгновенного расхода, а также выходные сигналы, связанные с мгновенным расходом. 1.1 Калибровка входа для температурной компенсации ① Правильная настройка канала входа для температурной компенсации в счетчике расхода. Сигналом для температурной компенсации в умном счетчике расхода YR-GFK может служить сигнал от терморезистора, термопары, а также сигналы тока и напряжения. С помощью вторичных параметров прибора можно менять тип сигнала, используемого для температурной компенсации. Перед калибровкой необходимо правильно настроить все параметры, связанные с температурной компенсацией, в соответствии с требованиями эксплуатации прибора на месте. Вторичные параметры, связанные с входом для компенсации температуры, следующие: T-dp — запятая в отображении значений после компенсации температуры; T-n — тип входных данных для компенсации температуры; T-b — смещение нулевой точки при компенсации температуры (настраивается только во время калибровки); T-K — коэффициент масштабирования диапазона при компенсации температуры (настраивается только во время калибровки); T-L — нижняя граница диапазона при компенсации температуры; T-H — верхняя граница диапазона при компенсации температуры. В качестве примера рассмотрим настройку параметров для входа типа Pt100: T-dp=1, T-n=14; значения T-b и T-K остаются без изменений, как при производстве устройства; T-L=-200, T-H=650. ②Оборудование для калибровки входа с температурной компенсацией и схема подключения. Для калибровки погрешностей преобразования входа с температурной компенсацией у умного счетчика расхода YR-GFK (платиновый резистор Pt100) используется стандартная резистивная сетка ZX54; схема подключения показана на рисунке 2 ； А погрешности преобразования температуры с помощью термопар и тока/напряжения калибруются с использованием высокоточного устройства для проверки процессов в качестве генератора сигналов; схема подключения показана на рисунках 3–6. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251122098036.png Рисунок 1. Схема подключения устройства учета расхода воды YR-GFK. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251211304286.png Рисунок 2. Схема калибровки устройства учета расхода воды YR-GFK при использовании терморезисторов в качестве источника сигнала для температурной компенсации. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251212555692.png Рисунок 3. Схема калибровки устройства учета расхода воды YR-GFK при использовании термопар в качестве источника сигнала для температурной компенсации. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251215021786.png Рисунок 4. Схема калибровки устройства учета расхода воды YR-GFK при использовании напряжения (В) в качестве источника сигнала для температурной компенсации. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251216486473.png Рисунок 5. Схема калибровки устройства учета расхода воды YR-GFK при использовании напряжения (мВ) в качестве источника сигнала для температурной компенсации. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251217367255.png Рисунок 6. Схема калибровки устройства учета расхода воды YR-GFK при использовании тока (мА) в качестве источника сигнала для температурной компенсации. ③ Метод калибровки входа для температурной компенсации: согласно схеме на рисунке 2, с терминалов 22#, 23#, 24# подается сигнал сопротивления Rt1, Rt2, Rt3, Rt4, Rt5. Теоретические значения температуры t1, t2, t3, t4, t5 определяются с помощью датчика Pt100. На дисплее устройства учета расхода воды будут отображаться значения t′1, t′2, t′3, t′4, t′5 (в верхнем положении) и t″1, t″2, t″3, t″4, t″5 (в нижнем положении). Разница между показаниями во время подъема и спуска и теоретическими значениями температуры в соответствующих точках рассматривается как ошибка Δt. Среди всех ошибок, полученных на отдельных точках измерения, выбирается наибольшая ошибка Δtmax. Эта ошибка служит входным параметром для коррекции температуры в счетчике расхода. При этом tH — это верхняя граница диапазона температурной коррекции счетчика расхода, а tL — нижняя граница этого диапазона. ④Пример калибровки входа с температурной компенсацией. Ниже приводится пример калибровки входа с температурной компенсацией у устройства для подсчёта расхода, где в качестве датчика используется платиновый резистор Pt100 (диапазон измерений 0–320°C). Согласно описанному выше методу был получен следующий набор данных, на основе которых была определена ошибка преобразования при температурной компенсации. Вход для температурной компенсации представляет собой данные калибровки платинового резистора Pt100 (диапазон измерений 0–320°C): http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251311428973.png. ⑤ Обработка результатов: на основе данных из таблицы можно определить ошибку преобразования сигнала, получаемого при использовании входа для температурной компенсации. С помощью этих данных можно оценить, соответствует ли устройство требованиям к точности. Если в процессе калибровки обнаруживаются отклонения, можно скорректировать второстепенные параметры прибора T-B и T-K до тех пор, пока требуемые условия не будут соблюдены. 1.2 Калибровка входа для компенсации давления ① Правильная настройка канала входа для компенсации давления в устройстве подсчёта расхода. Сигналы, поступающие на вход для компенсации давления в интеллектуальном устройстве подсчёта расхода YR-GFK, могут быть как токовыми, так и напряженческими. С помощью вторичных параметров устройства можно менять тип сигнала, используемого для компенсации давления. Перед калибровкой необходимо правильно настроить все параметры, связанные с входом для компенсации давления, с учётом требований эксплуатации в реальных условиях. Вторичные параметры, связанные с входным сигналом для компенсации давления, следующие: P-dp – десятичная точка отображения значения компенсации давления; P-n – тип входного сигнала для компенсации давления; P-b – смещение нуля при компенсации давления (регулируется только во время калибровки); P-K – коэффициент масштабирования диапазона компенсации давления (регулируется только во время калибровки); P-L – нижняя граница диапазона компенсации давления; P-H – верхняя граница диапазона компенсации давления. В качестве примера рассмотрим ситуацию, когда входной сигнал для компенсации давления имеет формат 4–20 мА, а диапазон значений – от 0 до 1,6 МПа. В этом случае параметры будут следующими: P-dp=3, P-n=28; значения P-b и P-K остаются без изменений, как при заводской настройке; P-L=0,000, P-H=1,600. ② Оборудование для калибровки входного сигнала для компенсации давления и схема подключения. Для калибровки ошибок преобразования входного сигнала для компенсации давления в устройстве YR-GFK используется высокоточный прибор для калибровки в качестве генератора сигналов. Схема подключения показана на рисунках 7 и 8. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251313089442.png Рисунок 7. Схема подключения для калибровки умного счетчика расхода YR-GFK при использовании тока в качестве сигнала для коррекции давления (мА). http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251314190536.png Рисунок 8. Схема подключения для калибровки умного счетчика расхода YR-GFK при использовании напряжения в качестве сигнала для коррекции давления (В). ③ Метод калибровки сигнала для коррекции давления. Согласно схеме на рисунке 7, с терминалов 15# и 19# подается сигнал тока P1, P2, P3, P4, P5. На дисплее умного счетчика расхода будут отображаться значения P′1, P′2, P′3, P′4, P′5 (для верхнего хода) и P″1, P″2, P″3, P″4, P″5 (для нижнего хода). Разница между показаниями во время подъема и спуска и теоретическими значениями давления в соответствующих точках рассматривается как ошибка ΔP. Среди всех ошибок, полученных на отдельных точках измерения, выбирается наибольшая ошибка ΔPmax. Эта величина служит входным параметром для коррекции температурного фактора в счетчике расхода. При этом PH — это верхняя граница диапазона коррекции давления в счетчике расхода, а PL — нижняя граница этого диапазона. ④Обработка результатов: входной сигнал для коррекции давления имеет формат 4–20 мА (диапазон измерений – 0–1,6 МПа). Из приведенной выше таблицы можно определить погрешность преобразования входного сигнала для коррекции давления у счетчика расхода. На основании технических требований к точности счетчика расхода можно судить о его соответствии стандартам. При возникновении отклонений в процессе калибровки можно регулировать второстепенные параметры прибора P-B и P-K до тех пор, пока не будут достигнуты требуемые значения. 1.3 Калибровка входа данных о расходе ① Правильная настройка канала ввода данных о расходе в устройстве для его измерения. У умного устройства YR-GFK существуют три типа сигналов входа: ток, напряжение и частота. Тип сигнала входа можно изменить с помощью вторичных параметров устройства, что позволяет легко адаптироваться к различным датчикам расхода, используемым на рынке. Перед калибровкой необходимо правильно настроить параметры, связанные с расходом, в соответствии с техническими требованиями датчика расхода на месте. Вторичные параметры, связанные с входом данных о расходе, представлены ниже:
F-dp – десятичная точка отображения значения расхода (линейный или разница давлений);
F-n – тип входных данных о расходе (линейный или разница давлений);
F-b – смещение нуля при вводе данных о расходе (настраивается только во время калибровки);
F-K – коэффициент масштабирования входных данных о расходе (настраивается только во время калибровки);
F-L – минимальное значение диапазона входных данных о расходе;
F-H – максимальное значение диапазона входных данных о расходе.

В качестве примера рассмотрим выход сигнала трансмиттера разницы давлений в измерителе расхода типа разница давлений, работающего в диапазоне 4–20 мА (диапазон измерений – 0–40 кПа). В этом случае параметры задаются следующим образом: F-dp=2, F-n=28; значения F-b и F-K остаются без изменений, соответствуя заводским настройкам; F-L=0,00, F-H=40,00.

② Оборудование для калибровки входных данных о расходе и схема подключения
Для калибровки ошибок преобразования входных данных о расходе в устройстве YR-GFK используется высокоточный прибор для калибровки в качестве генератора сигналов. Схема подключения показана на рисунках 9, 10 и 11. http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251422036786.png Рисунок 9. Схема подключения для калибровки умного счетчика расхода YR-GFK, когда входной сигнал представляет собой частоту (Гц).
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251423038661.png Рисунок 10. Схема подключения для калибровки умного счетчика расхода YR-GFK, когда входной сигнал представляет собой ток (мА).
http://yunrun.com.cn/upload/201611/25/201611251424000067.png Рисунок 11. Схема подключения для калибровки умного счетчика расхода YR-GFK, когда входной сигнал представляет собой напряжение (В).
③ Метод калибровки ошибок входного сигнала расхода. Подключите устройство согласно схеме подключения; сигналы частоты вводятся через контакты 31# и 32#, а сигналы тока/напряжения – через контакты 13# и 14#. На дисплее умного счетчика расхода будут отображаться значения F′1, F′2, F′3, F′4, F′5 (для верхнего диапазона значений) и F″1, F″2, F″3, F″4, F″5 (для нижнего диапазона значений). Разница между показаниями во время подъема и спуска и теоретическими значениями расхода в соответствующих точках рассматривается как ошибка ΔF. Среди всех ошибок, полученных на отдельных точках измерения, выбирается наибольшая ошибка ΔFmax. Таким образом, ошибка преобразования входных данных расходомера равна… Здесь FH — это верхняя граница диапазона входных данных расходомера, а FL — нижняя граница этого диапазона. ④Калибровка данных, поступающих от датчика разности давлений в расходомерах с измерением расхода по принципу разности давлений: данные в формате 4–20 мА (диапазон измерения – 0–40 кПа). 1.4 Калибровка мгновенного расхода. Мгновенный расход, который показывает счетчик расхода, зависит от входных данных о расходе, сигналов коррекции, математической модели и коэффициента K. Чтобы получать точные значения мгновенного расхода, необходимо правильно настроить счетчик расхода. ①Правильная настройка счетчика расхода. Перед настройкой прибора необходимо тщательно ознакомиться с инструкцией к счетчику расхода (она доступна для просмотра), прежде чем приступать к настройкам. Ниже приведен пример процесса программирования умного счетчика расхода YR-GFK: измерение расхода газа с помощью перфорированной пластины, ввод разницы давлений, коррекция давления и температуры; отсутствует выходной сигнал мгновенного расхода. Требуется, чтобы при разнице давлений менее 10 кПа расход не накапливался; имеется поддержка коммуникации по протоколу RS485. Сведения о системе следующие: датчик разницы давлений: 4–20 мА, диапазон измерений: 0–80 кПа; датчик давления: 1–5 В, диапазон измерений: 0–3 МПа; датчик температуры: 4–20 мА, диапазон измерений: 0–300 °C. Давление атмосферы в точке работы: 0,08 МПа. Плотность при стандартных условиях: ρ20 = 2 кг/м³. При рабочем давлении (корректирующем давлении) P = 3 МПа и рабочей температуре T = 300 °C максимальный расход составляет M = 100 т/ч. Выбор прибора: YR-GFK802-800-AAA-HL-2P. Согласно формуле: ② Параметры устанавливаются следующим образом: а) Переход к настройке второго уровня параметров; б) Возврат к настройке первого уровня параметров; в) Калибровка прибора – коррекция мгновенного расхода. 2. Заключение. Для обычных интеллектуальных приборов для измерения расхода достаточно калибровки четырех основных параметров: коррекции температуры, коррекции давления, ввода данных о расходе и выходных значений мгновенного расхода. Этого достаточно для обеспечения надлежащей работы прибора. При необходимости можно провести проверку таких функций, как функция сигнализации, расчет суммарной погрешности, часы, расчет плотности.