СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕТРОЛОГИИ

(СНИИМ)

 

 

РЕКОМЕНДАЦИЯ

Государственная система обеспечения единства измерений.

Теплосчетчики в составе автоматизированных систем.

Типовая программа испытаний для целей утверждения типа

 

МИ 2479- 98

 

Группа Т88.6

Дата введения: с 01.12.98 г.

 

 

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

 

1. Разработана СНИИМ Госстандарта РФ и НГТУ Минобразования РФ

Исполнители: Б.М. Рогачевский, В.Л.Черепанов

 

2. Утверждена СНИИМ

 

3. Зарегистрирована ВНИИМС

 

4. Введена впервые

 

 

Настоящая рекомендация распространяется на теплосчетчики в составе автоматизированных систем (применяемые в водяных системах теплоснабжения совместно с ПЭВМ, в составе локальной сети сбора данных, подключаемые через модем и т.п.) (далее - теплосчетчики) и устанавливает типовую программу их испытаний для целей утверждения типа (далее - программа). Рекомендация распространяется также на водосчетчики, используемые совместно с тешюсчетчиками или отдельно в составе автоматизированных систем для учета (в том числе коммерческого) теплоносителя.

Рекомендация разработана в соответствии с требованиями МИ 2146-98.

 

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

 

1.1. Типовая программа состоит из вводной части и следующих разделов:

"Рассмотрение технической документации",

"Экспериментальные исследования",

"Оформление результатов испытаний".

 

2. ВВОДНАЯ ЧАСТЬ.

 

2.1. Устанавливают следующее количество представляемых на испытания образцов теплосчетчика и состав технической документации (далее - ТД) на него:

- образцы теплосчетчика ...............................................................................................  не менее 2 экз.,

- технические условия (проект технических условий), техническое задание

 на разработку (при его наличии) ...............................................................................  2 экз.,

- руководство по эксплуатации ...................................................................................  2 экз.,

- нормативный (эксплуатационный) документ на методику поверки ..............  2 экз.,

- проект описания типа для Государственного реестра средств измерений ..  2 экз.

 

3. РАССМОТРЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

 

№ п/п	Содержание требований по рассмотрению ТД	Указание по методике рассмотрения ТД
1	2	3
1	Проверка соответствия представленной ТД требованиям ПР 50.2.009	Проверку проводят сопоставлением комплектности представленной документации требованиям ПР 50.2.009
2	Проверка однозначности представления и обозначений характеристик в документах, входящих в ТД	Проверку проводят сопоставлением документов
3	Рассмотрение материалов предварительных испытаний (если они проводились)	Рассматривают протоколы предварительных испытаний
4	Проверка соответствия технических характеристик, регламентированных в ТД, требованиям распространяющихся на теплосчетчики стандартов и нормативных документов, а также ТЗ (при его наличии) на разработку теплосчетчика (в т.ч. массогабаритных характеристик, потребляемой мощности, напряжения и частоты питания, времени прогрева, срока службы, гарантийных обязательств)	Проверку проводят сопоставлением технических характеристик, регламентированных в ТД, и стандартах, нормативных документах, распространяющихся на теплосчетчики, а также ТЗ (при его наличии) на разработку теплосчетчика (при этом учитывают, что они должны быть не хуже установленных в действующих "Правилах учета тепловой энергии и теплоносителя"). Оценивают достаточность номенклатуры технических характеристик для целей определения работоспособности теплосчетчика
5	Проверка полноты, правильности и способа выражения метрологических характеристик, регламентированных в ТД, и их соответствие требованиям стандартов, нормативных документов, распространяющихся на теплосчетчики, а также ТЗ (при его наличии) на разработку теплосчетчика (в т.ч. диапазонов измерений, основных и дополнительных погрешностей измерений объема (массы), температуры и давления теплоносителя, измерений времени работы прибора, способов и погрешностей вычисления тепловой энергии и представления значений удельной энтальпии)	Проверку проводят сопоставлением метрологических характеристик, регламентированных в ТД, и стандартах, нормативных документах, распространяющихся на теплосчетчики, а также ТЗ (при его наличии) на разработку теплосчетчика. Проверяют правильность способов нормирования и выражения метрологических характеристик и их соответствие НД ГСИ. Оценивают достаточность номенклатуры метрологических характеристик для целей определения метрологической пригодности теплосчетчика и их соответствия действующим «Правилам учета тепловой энергии и теплоносителя»
6	Проверка полноты и правильности методов и средств испытаний технических и определения метрологических характеристик теплосчетчика, регламентированных в ТД	Оценивают возможность полной и достоверной оценки технических и метрологических характеристик теплосчетчика. Проверяют наличие документов или клейм, подтверждающих пригодность средств испытаний к применению
7	Проверка правильности назначения межповерочного интервала для испытуемого теплосчетчика	Проверяют, чтобы установленный в ТД межповерочный интервал соответствовал п. 4.12 настоящей рекомендации
8	Проверка наличия в ТД сведений о:  - способах выполнения проектных и монтажных работ (установочные размеры, требования к длине прямолинейных участков трубопровода, схемы соединения между отдельными блоками, схемы подключения к внешним устройствам, допускаемые длины линий связи между блоками);	Оценивают полноту информации, необходимой для правильного монтажа, эксплуатации и технического обслуживания
	- методах и средствах измерения объема, температуры, давления теплоносителя;
	- потерях давления теплоносителя при установке первичных преобразователей; - способах и средствах отображения измеряемых и вычисляемых параметров;
	- защите от несанкционированного вмешательства в работу теплосчетчика, местах клеймения (пломбирования) заводом-изготовителем, поверителем или энергоснабжающей организацией на месте эксплуатации
9	Проверка полноты сведений в ТД о методах и средствах интегрирования теплосчетчика в автоматизированные системы сбора данных (протоколы дистанционной передачи данных, интерфейсные устройства их поддержки, полнота передаваемой информации, форма представления данных на мониторе ПЭВМ и принтере, емкости собственного архива теплосчетчика и перечня архивируемых параметров)	Оценивают полноту информации, необходимой для интегрирования теплосчетчика в автоматизированные системы сбора и дистанционной передачи данных

 

В зависимости от специфики назначения, конструкции и применения испытуемого типа теплосчетчика номенклатура требований по рассмотрению ТД может быть дополнена или сокращена.

 

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

 

№ п/п	Содержание испытаний	Методы проведения испытаний	Средства испытаний (типы, метрологические характеристики)
1	2	3	4
1	Внешний осмотр	Осматривают теплосчетчик с целью проверки отсутствия на нем дефектов и механических повреждений. Проверяют на теплосчетчике наличие маркировочной таблички
2	Проверка массогабаритных характеристик, потребляемой мощности	Проверку проводят путем измерений	Поверенные средства измерений массы, длины, тока и напряжения любых типов
3	Проверка комплектности	Проверяют соответствие имеющихся блоков теплосчетчика и ЗИП к нему перечню, указанному в ТД
4	Определение времени подготовки теплосчетчика к работе	Определяют время от момента включения теплосчетчика до момента стабилизации его показаний	Секундомер любого типа
5	Проверка электрической прочности и определение сопротивления изоляции основных цепей питания	По п. 4.1 настоящей рекомендации	Универсальная пробойная установка, диапазон изменений напряжения 0¸10 кВ. Мегаомметр, выходное напряжение 500В
6	Определение метрологических характеристик теплосчетчиков (водосчетчиков).
6.1	Определение основной и дополнительной погрешностей теплосчетчиков (водосчетчиков) при измерениях объема (массы) в диапазоне расходов и температур теплоносителя	По п. 4.2 настоящей рекомендации	Поверочная проливная горячеводная установка для воспроизведения расхода с нагревом воды до 90 °С. Диапазон расходов 1¸100 % от верхнего предела измерений поверяемого теплосчетчика (водосчетчика). Неисключенная систематическая погрешность измерений объема (массы) не более ±0,3%. Допускается на малых расходах погрешность ±0,5%
6.2	Определение основной погрешности теплосчетчиков при измерениях температуры и разности температур в диапазоне температур	По п. 4.3 настоящей рекомендации	Термостаты (калибраторы температуры), эталонные термометры. Диапазон температур 20¸150 °С. Погрешность воспроизведения температуры не более 0,1 °С Меры электрического сопротивления многозначные. Диапазон установки сопротивлений не менее 10¸2000 Ом с шагом 0,01 Ом. Класс точности 0,005
6.3	Определение основной погрешности теплосчетчиков при измерениях давления в диапазоне давлений	По п. 4.4 настоящей рекомендации	Калибратор давления. Диапазон давлений 0,1¸1,0 МПа. Погрешность воспроизведения давления не более ±0,3 %. Имитаторы датчиков давления и приборы для измерения их выходных сигналов с погрешностью не более ±0,3 %
6.4	Определение основной погрешности тепловычислителей при вычислении тепловой мощности и энергии, массового расхода и массы	По п. 4.5 настоящей рекомендации	Меры электрического сопротивления многозначные. Диапазон установки сопротивлений не менее 10¸2000 Ом с шагом 0,01 Ом. Класс точности 0,005. Имитаторы датчиков давления, преобразователей расхода и приборы для измерения их выходных сигналов с погрешностью не более ± 0,3%
6.5	Определение долговременной нестабильности (в течение нескольких суток) тепловычислителей (электронных блоков водосчетчиков)	По п. 4.6 настоящей рекомендации	Имитаторы преобразователей расхода, температуры, давления. Нестабильность воспроизведения имитационных сигналов не более 0,1% за 3 суток. ПЭВМ
6.6	Определение дополнительной погрешности тепловычислителей (электронных блоков водосчетчиков) при изменении температуры окружающей среды	По п. 4.7 настоящей рекомендации	Тепловая камера. Диапазон температур +5¸+55°С. Погрешность поддержания установленной температуры не более ±0,5 °С. Имитаторы преобразователей расхода, температуры, давления. Нестабильность воспроизведения имитационных сигналов не более 0,1% за 3 суток. ПЭВМ
6.7	Определение дополнительной погрешности тепловычислителей (электронных блоков водосчетчиков) при изменении напряжения питания	По п. 4.8 настоящей рекомендации	Лабораторный автотрансформатор. Диапазон изменения напряжения питания от 187 В до 242 В. Вольтметр для измерения напряжения. Имитатор батареи питания. Диапазон изменения напряжения UH, UH – 15 %, UH+ 10%. ПЭВМ
6.8	Проверка герметичности и определение дополнительной погрешности к остаточным деформациям первичных преобразователей эасхода теплосчетчика (водосчетчика) при одновременном воздействии на них повышенных температур и давления	По п. 4.9 настоящей рекомендации	Приспособление для испытаний на нагрев до 100°С и давление до 1,0 МПа первичных преобразователей расхода. Гидравлический пресс, манометр, термометр. Средства испытаний по п. 6.1 настоящей таблицы
6.9	Проверка тепловычислителя (электронных блоков водосчетчика) на устойчивость к вибрациям	По п. 4.10 настоящей рекомендации	Вибростенд. Диапазон изменения амплитуды до 0,5 мм, частоты до 30 Гц. Средства испытаний по п. 6.5 настоящей таблицы
7	Определение возможности проведения поверки по НД на методику поверки теплосчетчика	Проверку проводят экспериментальным путем в соответствии с методикой поверки на исследуемый теплосчетчик с оценкой полноты номенклатуры поверяемых метрологических характеристик и правильности выбора методов и средств поверки	Средства испытания по п. 5, 6.1¸6.7 настоящей таблицы

 

4.1. Проверка электрической прочности и определение сопротивления изоляции цепей питания (п. 5 таблицы) преобразователей расхода, давления и температуры, тепловычислителя, входящих в комплект испытуемого теплосчетчика (водосчетчика) относительно корпуса (клеммы заземления), а также сигнальных и выходных цепей теплосчетчика (водосчетчика) относительно клеммы заземления.

4.1.1. Сначала проверяют электрическую прочность изоляции, для чего поочередно к указанным цепям подключают выход универсальной пробойной установки и постепенно в течение 10¸15 с увеличивают напряжение до 1000 В; после 5 секундной выдержки снижают напряжение до нуля. Следят за отсутствием пробоя.

4.1.2. Затем мегаомметром определяют сопротивление изоляции тех же цепей, которое должно быть не менее значения, указанного в ТУ на теплосчетчик (водосчетчик). Кроме того, при использовании электромагнитных первичных преобразователей расхода до заполнения из водой определяют сопротивление изоляции их электродов между собой, относительно корпуса и цепей питания.

4.2. Определение основной погрешности теплосчетчиков (водосчетчиков) при измерениях ими объема (массы) в диапазоне расходов (п. 6.1 таблицы) выполняют в следующих испытуемых точках:

G = 1,0·G_m; 0,5G_m; 0,2G_m; 0,1G_m; 0,04G_m,

где G_m - верхний предел измерения по каждому каналу измерения объема (массы) (ГЦИ СИ, проводящим испытания, могут быть установлены другие испытуемые точки). Первичные преобразователи расхода, входящие в комплект исследуемого теплосчетчика (водосчетчика), устанавливают на измерительные участки проливной установки и выполняют необходимые подключения. При проведении испытаний по п. 6.1 таблицы для каждого канала измерения объема (массы) устанавливают:

4.2.1. Наличие «сбоев» в работе, в том числе, при резком изменении нагрузки в электросети, к которой подключен испытуемый теплосчетчик (водосчетчик), например, путем включения-выключения насосных или других агрегатов с потребляемой мощностью порядка 10¸15 кВт (под «сбоями» понимают несанкционированное прекращение процесса измерения и (или) вычисления, увеличение флуктуаций результатов измерений любого из текущих параметров свыше 5% от значений, соответствующих установленной испытуемой точке, появление «смещений», превышающих основную погрешность).

4.2.2. Зависимость относительной основной погрешности измерения объема (массы), от объемного расхода при нормальных условиях (п. 4.11.5) по результатам измерений в указанных выше испытуемых точках. Относительную основную погрешность испытуемого теплосчетчика (водосчетчика) определяют сравнением результатов измерения объема (массы) испытуемым теплосчетчиком (водосчетчиком) и эталонным прибором за один и тот же заданный интервал времени, значение которого определяет ГЦИ СИ, проводящим испытания, и который не должен быть менее 120 с. При этом в каждой испытуемой точке выполняется не менее 3-х измерений и для каждого измерения оценивают погрешность по формуле: d_Vi = (V_i - V₀)/V_0i, где V_i - объем воды по показаниям исследуемого теплосчетчика (водосчетчика), V_0i - объем воды по показаниям эталонного прибора. По всем i-м измерениям в каждой испытуемой точке вычисляют среднее арифметическое значение d_V и оценку его средней квадратической погрешности s_dV. Если в какой-либо испытуемой точке s_dV оказывается больше 0,1d_0SPV где d_0SPV - предел допускаемой относительной основной погрешности по объему, указанный в нормативном документе (например, в "Правилах учета тепловой энергии и теплоносителя"), регламентирующим пригодность испытуемого теплосчетчика (водосчетчика) для применения, то число измерений в этой точке увеличивается до выполнения условия s_dV < 0,1d_0SPV. Если при числе измерений, равном 12, это условие все еще не выполняется, то испытуемый теплосчетчик (водосчетчик) снимается с дальнейших испытаний. За относительную основную погрешность теплосчетчика (водосчетчика) в каждой испытуемой точке принимают значения d_V.

Выше приведены оценки для случая, когда поверяемый и эталонный прибор проградуированы (или имеют выход) в единицах объема (м³). Если поверяемый и эталонный прибор проградуированы (или имеют выход) в единицах массы (т), то все соотношения остаются в силе, но V в них заменяется на М. Если один из приборов проградуирован (или имеет выход) в единицах массы, а другой - в единицах объема, то также используются приведенные выше соотношения, а переход от массы к объему осуществляется по формуле

М = rV, где r - плотность воды, соответствующая температуре и давлению, при которых проводятся испытания.

4.2.3. Зависимость (по полученным для каждого канала значениям d_V относительной разности показаний от объемного расхода парных каналов измерения объема (массы), используемых для определения водоразбора (утечек) сетевой воды в подающем и обратном трубопроводах или горячей воды в подающем и циркуляционном трубопроводах горячего водоснабжения.

4.2.4. Дополнительную погрешность теплосчетчика (водосчетчика) при измерении объема (массы) к изменению температуры воды в следующих испытуемых точках G = 1,0G_m; 0,5·G_m; 0,1·G_m для 3-х температур воды: комнатной, 50°С и 90°С (ГЦИ СИ, проводящим испытания, могут быть установлены другие испытуемые точки и температуры). Для каждой температуры теплоносителя за интервал времени, принятый в п. 4.2.2 для этих испытуемых точек, определяют объем по показаниям испытуемого теплосчетчика (водосчетчика) и эталонного прибора и находят d_V при комнатной температуре (или используют полученные в п. 4.2.2), d_V1 при 50 °С и d_V2 при 90° С. За дополнительную погрешность теплосчетчика (водосчетчика) при измерении объема (массы) к изменению температуры воды принимают значения соответственно d_V - d_V1 и d_V - d_V2 для каждой из испытуемых точек. По полученным для каждого канала значениям d_V - d_V1 и d_V - d_V2 находят изменение относительной разности показаний парных каналов измерения объема (массы) от температуры для каждой из испытуемых точек. Данный пункт выполняют при наличии эталонного прибора с дополнительной погрешностью к изменению температуры в 3 раза меньшей, чем у испытуемого теплосчетчика (водосчетчика)).

4.2.5. Смещение «нуля» при неподвижном теплоносителе по каналам измерения объема (массы) и его изменение (в течение 3-х суток) при комнатной температуре воды, а также изменения смещения «нуля» при температуре воды 50°С и 90°С.

4.2.6. Дополнительную погрешность теплосчетчиков (водосчетчиков) при измерениях ими объема (массы) к влиянию местных гидравлических сопротивлений, вызывающих искажения потока воды, и конечной длины прямолинейного участка в следующих испытуемых точках G=1,0G_m; 0,5·G_m; 0,1·G_m. Последовательно с первичными преобразователями расхода на измерительные участки проливной установки монтируют регулирующие задвижки, одну из которых располагают до первичного преобразователя расхода, другую - после него на расстояниях, указанных в ТУ на теплосчетчик. При комнатной температуре воды для указанных двух испытуемых точек (расход устанавливают по эталонному прибору) за интервал времени, принятый при выполнении п. 4.2.2 для этих точек, измеряют объем (массу) воды испытуемым теплосчетчиком (водосчетчиком) и эталонным прибором при полностью открытой и закрытой наполовину регулирующей задвижке.

Находят в соответствии с алгоритмом, указанным в п. 4.2.2, d_V3 (для полностью открытой задвижки) и d_V4 (для закрытой наполовину задвижки). За дополнительную погрешность теплосчетчика (водосчетчика) при измерении объема (массы), обусловленную влиянием местных гидравлических сопротивлений и конечной длины прямолинейных участков, указанных в ТУ, принимают значения соответственно d_V - d_V3 и d_V - d_V4 для каждой из двух испытуемых точек, где d_V - значения, полученные в п. 4.2.2 для G = 1,0G_m; 0,5·G_m; 0,1·G_m.

При проведении испытаний по п. 4.2.6 могут быть использованы другие виды местных гидравлических сопротивлений и другие испытуемые точки. Решение об этом принимает ГЦИ СИ, проводящий испытания.

Испытания по п. 4.2.6 не проводят, если в эксплуатационной документации на преобразователи расхода, внесенные в Госреестр средств измерений и входящие в комплект теплосчетчика (водосчетчика), указываются требования к длине прямолинейного участка и значения дополнительной погрешности, обусловленной влиянием местных гидравлических сопротивлений, а в теплосчетчике (водосчетчике) никаких коррекций этого влияния не предусмотрено.

4.3. Определение основной погрешности при измерениях температуры и разности температур в диапазоне температур (п. 6.2 таблицы).

4.3.1. Ко входным клеммам каналов температуры испытуемого теплосчетчика вместо термопреобразователей сопротивления подключают меры электрического сопротивления многозначные. Значения температур для испытуемых точек определяет ГЦИ СИ, проводящий испытания, исходя из назначения каждого канала температуры. Например, для теплосчетчика, имеющего 4 канала температуры, два из которых (Т₁, Т₂) предназначены для измерения температуры в подающем и обратном трубопроводах сетевой воды, а два других (Т₃, Т₄) - для измерения температуры в подающем и циркуляционном трубопроводах горячего водоснабжения, в качестве испытуемых точек рекомендуются следующие:

1. Т1 = 130°С;	Т2 = 70°С;	Т3 = 65°С;	Т4 = 45°С;
2. Т1 = 90°С;	Т2 = 50°С;	Т3 = 60°С;	Т4 = 50°С;
3. Т1 = 60°С;	Т2 = 40°С;	Т3 = 55°С;	Т4 = 50°С;
4. Т1 = 50°С;	Т2 = 40°С;	Т3 = 52°С;	Т4 = 50°С;
5. Т1 = 40°С;	Т2 = 35°С;	Т3 = 50°С;	Т4 = 49°С.

Если назначение каналов температуры, т.е. диапазоны температур и разностей температур, при выпуске из производства не определяется, то в качестве испытуемых точек для всех каналов температуры рекомендуется принимать указанные выше значения для Т₁ и Т₂.

Для испытуемых точек на мерах электрического сопротивления устанавливают значения сопротивлений, соответствующих статическим характеристикам преобразования входящих в комплект испытуемого теплосчетчика термопреобразователей сопротивления.

В каждой испытуемой точке проводят 3 измерения и для каждого измерения оценивают абсолютную погрешность каналов измерения температуры по формуле D_Ti = T_i – T₀, а также относительную погрешность измерения разности температур каналами по формулам (для приведенного примера с 4-мя каналами):

;

где T₀, (T₁ - T₂)₀, (Т₃ - Т₄)₀ - соответственно значения имитируемых температур и разностей температур; T_i, (T₁ - T₂)_i, (Т₃ - Т₄)_i - соответственно результаты измерения испытуемым теплосчетчиком имитируемых температур и разностей температур.

По всем i-м измерениям в каждой испытуемой точке для всех каналов измерения температуры находят средние арифметические значения указанных погрешностей.

Для приведенного примера с 4-мя каналами это будут:

, , , , ,

Полученные значения являются оценками основной погрешности каналов измерения температуры тепловычислителя без учета погрешности термопреобразователей сопротивления, входящих в комплект теплосчетчика.

Испытания термопреобразователей сопротивления проводят в термостатах (калибраторах температуры) в тех же испытуемых точках и результаты измерений обрабатывают также, а за основную погрешность теплосчетчика принимают сумму модулей погрешностей тепловычислителя и термопреобразователей сопротивления по каждому каналу измерения температуры и разности температур в диапазоне температур.

Возможно применение одного термостата (калибратора температур) с поочередным или одновременным погружением испытуемых термопреобразователей на глубину, не меньшую минимально допустимой по ТУ на них.

Испытания термопреобразователей сопротивления могут не проводиться, если они включены в Госстандарт и необходимые сведения об их индивидуальных характеристиках и погрешностях измерения температуры и разности температур содержатся в эксплуатационной документации на них.

4.3.2. Если термопреобразователи сопротивления в соответствии с ТУ на теплосчетчик конструктивно неотделимы от тепловычислителя (подключаются к нему при выпуске из производства кабелем заданной длины), то определение основной погрешности при измерениях температуры и разности температур проводят с использованием термостатов (калибраторов температур).

Термопреобразователи сопротивления помещают в термостаты вместе с эталонными термометрами.

Рекомендуемое число используемых термостатов (калибраторов температуры) - не менее двух. В таком случае испытания проводят поочередно с каждой парой каналов, погружая один термопреобразователь сопротивления в первый термостат (калибратор температуры), другой термопреобразователь сопротивления - во второй термостат (калибратор температуры).

В термостатах (калибраторах температуры) устанавливают температуры, близкие к значениям испытуемых точек, указанным в п. 4.3.1, проводят измерения и обработку, как описано в п. 4.3.1.

Полученные оценки представляют собой основную погрешность каналов измерения температуры теплосчетчика с учетом погрешности термопреобразователей сопротивления, входящих в его комплект.

Возможность применения одного термостата для испытаний по п. 4.3.2 и методику их проведения определяет ГЦИ СИ, проводящий эти испытания. Испытания по п. 4.3.2 целесообразно проводить взамен испытаний по п. 4.3.1 и в тех случаях, когда термопреобразователи сопротивления конструктивно не представляют с тепловычислителем единое целое.

4.4. Определение основной погрешности при измерениях давления в диапазоне давлений (п. 6.3 таблицы).

4.4.1. Ко входным клеммам всех каналов давления испытуемого теплосчетчика подключают имитаторы выходных сигналов датчиков давления.

В зависимости от типа датчики давления могут иметь токовый, частотно/импульсный выход, выход в виде цифрового кода. Соответственно и имитаторы должны обеспечивать воспроизведение, изменение и измерение приборами тока, частоты числа импульсов. Если преобразователи в ток, частоту и т.д. тензосопротивлений, емкости датчиков давления размещаются в тепловычислителе, то имитаторы - это многозначные меры сопротивления или емкости, воспроизводящие изменение этих величин в соответствии со статической характеристикой преобразования датчиков давления. Имитаторы, должны иметь подтвержденные метрологические характеристики. Если они отсутствуют, то до выполнения п. 4.4.1 ГЦИ СИ, проводящий испытания теплосчетчика, должны быть испытаны имитаторы по программе, утвержденной этой организацией.

Испытуемые точки: Р = 1,0 Р_m; 0,5 Р_m; 0,2 Р_m; 0,1 Р_m, где Р_m - верхний предел измерения теплосчетчика по каждому каналу измерения давления (ГЦИ СИ, проводящим испытания, могут быть установлены другие испытуемые точки).

В каждой испытуемой точке проводят 3 измерения и для каждого измерения оценивают погрешность по формуле:

,

где Р₀ - значения имитируемых давлений; P_i - показания испытуемого теплосчетчика при измерении давления. По i-м измерениям в каждой испытуемой точке для каждого канала измерения давления вычисляют средние арифметические значения, которые являются оценками основной погрешности каналов измерения давления тепловычислителя без учета погрешности датчиков давления, входящих в комплект теплосчетчика.

Испытания датчиков давления проводят на калибраторах давления в тех же испытуемых точках и результаты измерений обрабатывают также, а за основную погрешность теплосчетчика при измерениях давления принимают сумму модулей погрешностей тепловычислителя и датчиков давления в диапазоне давлений по каждому каналу измерения давления. Испытания датчиков давления могут не проводиться, а сведения об их погрешностях могут быть получены из эксплуатационной документации на них.

4.4.2. Определение основной погрешности теплосчетчика при измерении давления допускается проводить с подключенными датчиками давления к тепловычислителю и использованием калибратора давления. В таком случае датчик давления устанавливают на калибратор давления и подключают к соответствующему входу тепловычислителя. Если число каналов у испытуемого теплосчетчика превышает число датчиков давления, которое можно одновременно установить на калибратор (калибраторы), то испытание каналов давления допускается проводить поочередно. Испытания проводят в тех же испытуемых точках и результаты измерений обрабатываются также, как указано в п. 4.4.1. Полученные при этом средние арифметические значения представляют собой основную погрешность каналов измерения давления теплосчетчика с учетом погрешности датчиков давления, входящих в комплект теплосчетчика. Испытания по п. 4.4.2 предпочтительнее испытаний по п. 4.4.1.

4.5. Определение основной погрешности тепловычислителя при вычислении тепловой мощности и энергии, массового расхода и массы (п. 6.4 таблицы).

К соответствующим входам испытуемого теплосчетчика вместо первичных преобразователей температуры, давления и расхода подключают: ко входам каналов измерения температуры - меры электрического сопротивления многозначные (п. 4.3.1), ко входам каналов измерения давления - имитаторы выходных сигналов датчиков давления (п. 4.4.1), ко входам каналов измерения объема - имитаторы выходных сигналов преобразователей расхода. В зависимости от типа преобразователи расхода могут иметь токовый, частотно/импульсный выход, выход в виде цифрового кода. Соответственно и имитаторы согласно статических характеристик преобразователей расхода должны обеспечивать воспроизведение значений тока, частоты, числа импульсов, цифрового кода в испытуемых точках.

Значения расходов, температур и давлений для испытуемых точек определяет организация, проводящая испытания, исходя из назначения каждого канала. Например, теплосчетчик имеет 4 канала измерения объема (G₁, G₂, G₃, G₄), 4 канала измерения температур (Т₁, Т₂, Т₃, Т₄), 4 канала измерения давления (P₁, Р₂, P₃, P₄); каналы G₁, G₂, T₁, Т₂, P₁, Р₂ используются для измерений в подающем и обратном трубопроводах сетевой воды и последующих вычислений тепловой мощности и энергии, массового расхода и массы, потребляемых по этим трубопроводам; каналы G₃, G₄, Т₃, Т₄, Р₃, Р₄ используются для измерений в подающем и циркуляционном трубопроводах горячего водоснабжения и последующих вычислений тепловой мощности и энергии массового расхода и массы, потребляемой на горячее водоснабжение. Тогда в качестве испытуемых точек рекомендуются следующие:

 

 

Расход от верхнего предела измерения канала, %		Температура, °С			Давление, МПа			Интервал времени, с
G1	G2	T1	Т2	Тх1	P1	Р2	Рх1	t
100	90	130	70	5	0,8	0,4	0,6	100
50	40	90	50	5	0,8	0,4	0,6	200
8	4	60	40	10	0,6	0,3	0,4	500
2,5	2,5	50	40	10	0,4	0,2	0,4	1000
G3	G4	T3	Т4	Тх2	P3	Р4	Рх2	t
100	80	65	45	5	0,8	0,4	0,6	100
50	30	60	50	5	0,8	0,4	0,6	200
8	4	55	50	10	0,6	0,3	0,4	500
2,5	2,5	52	50	15	0,4	0,2	0,4	1000

 

В каждой испытуемой точке проводят 3 измерения и для каждого измерения оценивают погрешности

; ;

; ;

где Q_i, q_i, M_i, m_i - измеренные значения соответственно тепловой энергии, тепловой мощности, массы и массового расхода для каждой испытуемой точки;

Q₀, q₀, M₀, m₀ - эталонные значения тепловой энергии, тепловой мощности, массы и массового расхода для каждой испытуемой точки, рассчитанные для рассматриваемого примера по следующим формулам:

m₀₁ = r₁G₁; m₀₂ = r₂G₂; m₀₃ = r₃G₃; m₀₄ = r₄G₄;

M₀₁ = m₀₁ t; M₀₂ = m₀₂ t; M₀₃ = m₀₃ t; M₀₄ = m₀₄ t;

Q₀₁ = M₀₁ (h₁ - h₂) + (M₀₁ - M₀₂)(h₂ - h_x1);

q₀₁ = m₀₁ (h₁ - h₂) + (m₀₁ - m₀₂)(h₂ - h_x1);

Q₀₃ = M₀₃ (h₃ – h₄) + (M₀₃ - M₀₄)(h₄ - h_x2);

q₀₃ = m₀₃ (h₃ – h₄) + (m₀₃ - m₀₄)(h₄ - h_x2);

В приведенных выше формулах:

G₁¸G₄ - измеренные испытуемым теплосчетчиком значения расхода (м³/ч);

r₁¸r₄ - плотность воды (т/м³), соответствующая значениям Т₁¸Т₄ и Р₁¸Р₄ и определенная по таблицам ГСССД для каждого канала;

h₁¸h₄ - удельная энтальпия воды (ГДж/т), соответствующая значениям Т₁¸Т₄ и Р₁¸Р₄ и определенная по таблицам ГСССД для каждого канала;

t - интервал времени, в течение которого проводят измерения, его значения могут отличаться от указанных в таблице по решению организации, проводящей испытания;

h_x1 - удельная энтальпия воды (ГДж/т), соответствующая приведенным выше значениям Т_х1 и Р_х1 и определенная по таблицам ГСССД;

h_x2 - удельная энтальпия воды (ГДж/т), соответствующая приведенным выше значениям Т_х2 и Р_х2 и определенная по таблицам ГСССД.

По всем i-м измерениям в каждой испытуемой точке вычисляют средние арифметические, которые принимают за основную погрешность тепловычислителя. Для приведенного примера это будут:

, , , ,, , , , , , , .

Испытания по п. 4.5 можно совмещать с испытаниями по п. 4.2, а также п. 4.3 и 4.4. Формулы для вычисления Q₀, q₀, M₀, m₀ могут отличаться от приведенных выше, если в тепловычислителе используются иные уравнения измерений, разрешенные к применению в коммерческих расчетах. Решение о формулах для вычисления Q₀, q₀, M₀, m₀ принимает организация, проводящая испытания.

4.6. Определение долговременной нестабильности тепловычислителей (электронных блоков водосчетчиков) (п. 6.5 таблицы).

К соответствующим входам испытуемого тепловычислителя (электронных блоков водосчетчика) вместо первичных преобразователей температуры, давления и расхода подключают имитаторы (п. 4.5), а к каналу связи - ПЭВМ.

4.6.1. В течение не менее 3-х суток осуществляют непрерывную регистрацию текущих значений (считывают и записывают в файл ПЭВМ) по всем каналам температуры, давления и расхода при постоянных значениях выходных сигналов имитаторов, соответствующих примерно 50 % от верхнего предела измерений по каждому каналу. При этом определяют:

1) отсутствие сбоев в работе испытуемого теплосчетчика по каждому каналу;

2) изменение за время непрерывной регистрации накопленных (или усредненных) за час значений параметров по каждому каналу, формируемых в часовом архиве испытуемого теплосчетчика; эти изменения не должны превышать нестабильности выходных сигналов имитаторов каждого параметра за время регистрации;

3) правильность формирования в архиве накопленных или усредненных за сутки значений параметров, итоговых параметров за все время регистрации;

4) сохранение архива при пропадании питания и правильность фиксирования времени отсутствия питания; для этого несколько раз после начала испытаний выключают питание испытуемого теплосчетчика, а затем снова включают; измеряют время отсутствия питания и сравнивают с зарегистрированным испытуемым теплосчетчиком значением и сохраненным в архиве (методику проведения испытаний по данному пункту тепловычислителей со встроенными батарейными источниками питания определяет организация, проводящая испытания);

5) правильность ведения календаря, правильность передачи текущих и архивных данных по каналу связи с ПЭВМ путем проверки соответствия показаний индикатора результатам регистрации на ПЭВМ.

4.6.2. Изменением выходных сигналов имитаторов проверяются условия, при которых в теплосчетчике фиксируются неисправности, заложенные в алгоритме его работы.

4.7. Определение дополнительной погрешности тепловычислителей (электронных блоков водосчетчиков) при изменении температуры окружающей среды (п. 6.6 таблицы).

Испытуемый тепловычислитель (электронные блоки водосчетчика) устанавливают в тепловую камеру. К их входным клеммам вместо первичных преобразователей расхода, температуры и давления подключают соответствующие имитаторы, к каналам связи - ПЭВМ. Имитаторы и ПЭВМ располагают вне тепловой камеры. В качестве имитаторов используются те же устройства, что и при выполнении п.4.6. В тепловой камере устанавливают следующие значения температуры: +5°С; +10°С; +20°С; +40°С; +55°С. Для каждого вновь установленного значения температуры в тепловой камере осуществляют в течение 30 минут регистрацию текущих значений (считывают и записывают в файл ПЭВМ) по всем каналам при тех же постоянных значениях выходных сигналов имитаторов, что и в п. 4.6. При температуре +5°С и + 55°С регистрацию осуществляют в течение 120 минут.

При этом определяют то же, что и в подпунктах 1, 2, 3, 5 п. 4.6, а также:

1) дополнительную погрешность тепловычислителей (электронных блоков водосчетчиков) при изменении температуры окружающей среды по формулам :

- для каждого канала измерения давления и расхода

, ,

с определением по этим значениям дополнительной погрешности измерения разности расходов парными каналами измерения объема тепловычислителем;

- для каждого канала измерения температуры

, ;

- для каналов измерения разности температур (например, Т₁, Т₂ и Т₃, Т₄)

,

где , ,  - средние арифметические значения параметров в температурных точках + 5°С, + 20°С и + 55°С за интервал регистрации;

2) сохранение архива при пропадании питания и правильность фиксирования времени отсутствия питания при температурах в тепловой камере +5°С и +55°С.

4.8. Определение дополнительной погрешности тепловычислителя (электронных блоков водосчетчиков) при изменении напряжения питания (п. 6.7 таблицы). К входным клеммам тепловычислителя (электронных блоков водосчетчиков) вместо первичных преобразователей расхода, температуры и давления подключают те же имитаторы, что и при выполнении п. 4.6 и 4.7, а к каналам связи — ПЭВМ.

4.8.1. Питание тепловычислителя (электронных блоков водосчетчиков) осуществляют через лабораторный автотрансформатор с помощью которого, используя вольтметр, устанавливаются следующие значения напряжения: (187±2) В, (220+2) В, (242+2) В. Для каждого вновь установленного значения напряжения осуществляют в течение 20 минут регистрацию текущих значений (считывают и записывают в файл ПЭВМ) по всем каналам при тех же постоянных значениях выходных сигналов имитаторов, что и в п. 4.6 и 4.7. При этом определяют то же, что и в подпунктах 1-5, а также дополнительную погрешность тепловычислителей (электронных блоков водосчетчиков) при изменении напряжения питания по формулам:

- для каждого канала измерения давления и расхода

, ;

- для каждого канала измерения температуры

,

- для каналов измерения разности температур (например, Т₁, Т₂)

,

где , ,  - средние арифметические значения параметров при напряжениях питания 187 В, 220 В, 242 В за интервал регистрации.

4.8.2. Если теплосчетчик (электронные блоки водосчетчиков) имеют встроенные батарейные источники питания, то испытания по п. 4.8 выполняют используя вместо батареек вспомогательный источник питания (имитатор батареи) с внутренним сопротивлением, близким по значению к внутреннему сопротивлению батареи. Выходное напряжение имитатора батареи устанавливают равным: номинальному значению батареи, на 15 % ниже номинального и на 10 % выше номинального. Все последующие операции проводят аналогично п. 4.8.1 с определением дополнительной погрешности при измерении напряжения питания по тем же формулам, что и в п. 4.8.1 с заменой 220 В - на номинальное напряжение батареи, 187 В - на номинальное напряжение батареи минус 15 %, 242 В - на номинальное напряжение батареи плюс 10 %.

4.9. Проверка герметичности и определение дополнительной погрешности теплосчетчика (водосчетчика), обусловленной остаточными деформациями первичных преобразователей расхода при одновременном воздействии на них повышенных температуры и давления (п. 6.8 таблицы). Первичный преобразователь расхода каждого типа, входящего в комплект испытуемого теплосчетчика (водосчетчика) с двух сторон герметично заглушают и заливают водой. С помощью ТЭНа, введенного во внутреннюю полость первичного преобразователя расхода, воду нагревают до 100°С, а гидравлическим прессом (через штуцер в заглушках) поднимают давление во внутренней полости до 1,0 МПа. В таком состоянии первичные преобразователи расхода выдерживают 30 минут, контролируя давление. Отсутствие падения давления свидетельствует о герметичности первичного преобразователя расхода. После этого первичные преобразователи расхода устанавливают на поверочную проливную установку и в двух испытуемых точках G = l,0·G_m; 0,5·G_m; 0,l·G_m согласно методики, изложенной в п. 4.2.2, при температуре воды, соответствующей нормальным условиям, находят погрешность измерения d_V5. За дополнительную погрешность, обусловленную остаточными деформациями первичных преобразователей расхода при одновременном воздействии повышенных температуры и давления, принимают разность d_V - d_V5, где d_V - погрешность измерения объема (массы), найденная при испытаниях по п. 4.2.2 с использованием этих же первичных преобразователей расхода в испытуемых точках G = l,0·G_m; 0,5·G_m; 0,l·G_m.

4.10. Проверка тепловычислителя (электронных блоков водосчетчика) на устойчивость к вибрациям.

Тепловычислитель (электронные блоки водосчетчика) устанавливают на платформу вибростенда и испытания проводят с амплитудой вибраций около 0,1 мм при частоте вибраций 20¸25 Гц в течение 20 минут по каждому из трех взаимоперпендикулярных направлений. После этого тепловычислитель (электронные блоки водосчетчика) подвергают испытаниям по п. 4.6 в течение 3 часов. При отсутствии вибростенда испытания по п. 4.10 допускается заменить транспортировкой тепловычислителя (электронных блоков водосчетчика) грузовым автомобилем (с креплением на жестком основании) по неровной дороге в течение 2 часов с последующим испытанием по п. 4.6 в течение 3 часов.

4.11. При подготовке и проведении указанных выше экспериментальных исследований учитывают следующее:

4.11.1. Если в состав теплосчетчика входят конструктивно отдельные электронные блоки водосчетчиков, то испытания тепловычислителя по п.п. 4.6, 4.7, 4.8, 4.10 проводят совместно с подсоединенными электронными блоками водосчетчика.

4.11.2. В зависимости от конструкции и особенностей применения испытуемого типа теплосчетчика номенклатура испытаний может быть дополнена или сокращена.

4.11.3. Метрологические характеристики теплосчетчика, полученные при испытаниях, должны быть не хуже установленных в ТД на него.

4.11.4. Типы указанных средств испытаний могут быть любыми, удовлетворяющими требуемым диапазону и погрешностям, и уточняются при составлении программы испытаний на конкретный тип теплосчетчика.

4.11.5. При испытаниях теплосчетчиков, как правило, устанавливают следующие условия:

а) нормальные (при которых определяют основную погрешность):

- температура окружающего воздуха, °С          20±5,

- относительная влажность воздуха, %              30¸80,

- атмосферное давление, кПа                                 84¸106,

- напряжение питающей сети, В                            220±4,4,

- частота питающей сети, Гц                                 50±0,5,

- поверочная жидкость - водопроводная вода

с комнатной температурой, °С                              15¸30;

б) эксплуатации прибора (рабочие условия применения, в которых определяют дополнительную погрешность):

- температура окружающего воздуха, °С          5¸55,

- напряжение питающей сети, В                            187¸242,

- частота питающей сети, Гц                                 50±0,5,

- температура теплоносителя, °С                         5¸150,

- давление теплоносителя, МПа                            0,1¸1,0.

Если в ТД на испытуемый тип теплосчетчика установлены иные условия, то испытания проводят в установленных в ТД условиях.

4.11.6. Подготовку к испытаниям осуществляют в соответствии с ТД на испытуемый тип теплосчетчика.

4.12. После положительных результатов испытаний для целей утверждения типа устанавливают межповерочный интервал не более 1 года.

4.12.1. Для установления межповерочного интервала 2 года необходимо выполнение, как правило, следующих условий:

представленный на испытания для целей утверждения типа теплосчетчик является продолжением семейства разработок данной организации в области создания приборов для коммерческого учета тепловой энергии и теплоносителя; предыдущие разработки включены в Госреестр, серийно выпускаются и успешно эксплуатируются;

после проведения испытаний по п. 4.1¸4.10 представленные образцы приборов пломбируют и в течение 30 дней один из них испытывают в соответствии с п. 4.6, а один - оставляют в выключенном состоянии; через 30 дней оба образца вновь испытывают в соответствии с п.п. 4.2 и 4.7; оценивают изменение метрологических характеристик образцов приборов за данное время; это изменение не должно превышать 1/3 основной погрешности.

4.12.2. Если изготовитель (разработчик) считает целесообразным увеличить межповерочный интервал относительно установленного (1 или 2 года), то он предоставляет ГЦИ СИ, проводившему испытания, отобранные им два образца серийных приборов, отработавших один тепловой сезон, а также отзывы энергоснабжающих организаций, местных органов энергонадзора и потребителей о всех эксплуатируемых серийных приборах. В случае положительных отзывов указанных организаций представленные два образца проходят испытания для целей утверждения типа в соответствии с п.п. 4.1¸4.8. При положительных результатах этих испытаний межповерочный интервал увеличивают на 1 год и устанавливают его равным 2 года или 3 года. Дальнейшее увеличение межповерочного интервала возможно после повторения процедуры по п. 4.12.2.

 

5. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

 

5.1. ГЦИ СИ, проводящий испытания, в данном разделе программы при необходимости приводит формы протоколов испытаний с учетом специфики испытуемого типа теплосчетчика.

5.2. Оформление результатов проведенных испытаний, перечень необходимых документов и порядок их представления для принятия решения об утверждении типа должны соответствовать требованиям ПР 50.2.009-94.

 

 

Приложение

 

М.П.	УТВЕРЖДАЮ _______________________________________ (должность руководителя и наименование _______________________________________ ГЦИ СИ) ______________    ________________________ (подпись)                  (инициалы, фамилия) _______________ (дата)

 

 

ТЕПЛОСЧЕТЧИКИ

____________________________________________

(обозначение типа)

 

Программа испытаний для целей утверждения типа