СИСТЕМА АВТОМАТИЗОВАНОГО РОЗРАХУНКУ ТА ПРОЕКТУВАННЯ
ВИТРАТОМІРІВ ЗМІННОГО ПЕРЕПАДУ ТИСКУ САПР «ВИТРАТА-РУ»

Розроблена САПР відповідає вимогам нового Міждержавного стандарту ГОСТ 8.586.1,2,3,4,5—2005 «Вимірювання витрати та кількості рідин і газів за допомогою стандартних пристроїв звуження потоку».

Система розраховує параметри витратоміра за (рис.1):

  • за даним значенням верхньої межі діапазону вимірювання перепаду тиску;
  • за даним значенням допустимої втрати тиску на пристрої звуження потоку;
  • за даними характеристиками потоку й трубопроводу, що забезпечує мінімальну невизначеність результату вимірювання витрати середовища;
  • розрахунок параметрів витратоміра за заданими характеристиками пристрою звуження потоку та вимірювального трубопроводу (так званий зворотний розрахунок параметрів пристрою звуження потоку).
Рис.1. Вікно вибору типу розрахунку
При цьому можливе завантаження файлів даних, які, відповідно до вищенаведеного переліку типів розрахунків, мають розширення: *.ddp, *.dvt, *.opt, і *.qce.
Після вибору типу розв’язуваної задачі потрібно ввести необхідні дані для розрахунку. Інтерфейс програмного продукту для вводу параметрів і характеристик витратоміра складається із шести розділів (рис.2):
  • параметри і характеристики середовища;
  • параметри і характеристики пристрою звуження потоку;
  • параметри і характеристики вимірювального трубопроводу;
  • параметри і характеристики вимірювального трубопроводу і його оснащення;
  • параметри й характеристики засобів вимірювання та обчислення.
Розділ САПР «ВИТРАТА-РУ» для вводу параметрів і характеристик середовища (рис.2) складається із двох закладок, у яких задаються (вводяться):
  • тип середовища;
  • тип, значення і одиниці вимірювання тиску;
  • значення і одиниці вимірювання температури;
  • значення густини газу за стандартних умов;
  • метод розрахунку коефіцієнта стискуваності (NX19 мод., GERG-91 мод., AGA8-92DC, ВНИЦ СМВ, ДССДД 4-2002);
  • значення і одиниці вимірювання молярної концентрації двоокису вуглецю в природному газі;
  • значення і одиниці вимірювання молярної концентрації азоту в природному газі;
  • наявність сірководню в природному газі;
  • стан природного газу (сухий, вологий);
  • тип, значення і одиниці вимірювання вологості;
  • стандартна невизначеність результату вимірювання густини газу за стандартних умов;
  • стандартна невизначеність результату вимірювання молярної концентрації двоокису вуглецю в природному газі;
  • стандартна невизначеність результату вимірювання молярної концентрації азоту в природному газі;
Рис.2. Вікно вводу параметрів і характеристик середовища
Розділ САПР «ВИТРАТА-РУ» для вводу параметрів і характеристик пристрою звуження потоку (рис. 3):
  • поточний час експлуатації діафрагми;
  • тип пристрою звуження потоку (ПЗП);
  • значення початкового радіуса вхідного канта діафрагми;
  • невизначеність початкового радіуса вхідного канта діафрагми;
  • матеріал виготовлення ПЗП;
  • назва матеріалу та його середній коефіцієнт лінійного розширення (для типу матеріалу «Інший»);
  • діаметр отвору ПЗП за температури 20°С (для зворотного типу розрахунку);
  • ексцентриситет ПЗП (для зворотного типу розрахунку);
Рис.3. Вікно вводу параметрів і характеристик пристрою звуження потоку
Розділ САПР «ВИТРАТА-РУ» для вводу параметрів і характеристик вимірювального трубопроводу (ВТ) (рис. 4) складається з:
  • матеріал виготовлення ВТ;
  • назва матеріалу та його середній коефіцієнт лінійного розширення (для типу матеріалу «Інший»);
  • внутрішній діаметр ВТ до ПЗП за температури 20°С;
  • стан внутрішньої поверхні ВТ;
  • значення середньоарифметичного відхилення профілю шорсткості або значення еквівалентної шорсткості та значення відносної розширеної невизначеності (коли стан внутрішньої поверхні ВТ «вимірюється» або «оцінюється візуально»).
Рис.4. Вікно вводу параметрів і характеристик вимірювального трубопроводу
Розділ САПР «ВИТРАТА-РУ» для вводу параметрів і характеристик вимірювального трубопроводу і його оснащення (рис. 5) складається з чотирьох закладок, в яких задаються (вводяться):
  • тип струминовипрямляча або ППП до ПЗП;
  • відстань між струминовипрямлячем або ППП до ПЗП;
  • відстань між першим МО до ПЗП;
  • відстань між ПЗП і МО або найближчою границею розширювача, розміщених після ПЗП (рис. 5).
Рис.5. Вікно вводу параметрів і характеристик вимірювального трубопроводу і його оснащення. Закладка «Струминовипрямляч або ППП»
У разі відсутності струминовипрямляча або ППП, – вводяться (задаються):
  • тип першого місцевого опору (МО) до ПЗП (рис. 6);
  • відстань між першим МО і ПЗП;
  • довжина першого МО до ПЗП;
  • внутрішній діаметр ВТ між двома МО, найближчими до ПЗП при 20°С;
  • тип другого МО до ПЗП;
  • відстань між двома МО найближчими до ПЗП;
  • довжина другого МО до ПЗП;
  • внутрішній діаметр ВТ між другим і третім МО до ПЗП;
  • тип третього МО до ПЗП;
  • відстань між другим і третім МО до ПЗП;
  • довжина третього МО до ПЗП;
  • внутрішній діаметр ВТ до третього МО перед ПЗП;
  • відстань між ПЗП та МО після нього (рис. 6).
Рис.6. Вікно вводу параметрів і характеристик вимірювального трубопроводу і його оснащення. Закладка «Місцеві опори»
У закладці «Гільза термометра» вводяться (задаються):
  • місце встановлення гільзи термометра (рис. 7);
  • зовнішній діаметр перетворювача температури (ПТ) чи його захисною гільзою;
  • відстань від перетворювача температури (ПТ) чи його захисної гільзи до ПЗП.
Рис.7. Вікно вводу параметрів і характеристик вимірювального трубопроводу і його оснащення. Закладка «Гільза термометра»
У закладці «Уступи ВТ до ЗП» вводяться (задаються):
  • наявність чи відсутність уступу або різниці діаметрів між суміжними секціями ВТ (рис. 8);
  • висота уступу між суміжними секціями трубопроводу;
  • різниця діаметрів між суміжними секціями ВТЖ
  • відстань між уступом або перерізом ВТ з різницею діаметрів між суміжними секціями та отворами для відбору тисків або вхідним торцем ПЗП.
Рис.8. Вікно вводу параметрів і характеристик вимірювального трубопроводу і його оснащення. Закладка «Уступи ВТ до ПЗП»
Розділ САПР «ВИТРАТА-РУ» для вводу параметрів і характеристик засобів вимірювання та обчислення складається з п’яти закладок, у яких задаються (вводяться) (рис. 9):
  • конфігурація витратоміра змінного перепаду тиску (рис. 9);
  • допустима відносна розширена невизначеність результату вимірювання витрати середовища;
  • витрата середовища за основним дифманометром;
  • кількість додаткових дифманометрів.
Рис.9. Вікно вводу параметрів і характеристик засобів вимірювання та обчислення. Закладка «Витрати»
У закладці «Перепаду тиску на ПЗП» задаються (вводяться):
  • верхня межа перепаду тиску основного ППТ (рис.10);
  • характеристики основного ППТ (кількість перетворювачів, модель ППТ, зведена основна похибка ППТ, функція перетворення ППТ);
  • тип вторинного приладу;
  • модель вторинного приладу;
  • зведена основна похибка вторинного приладу;
  • функція перетворення вторинного приладу.
Рис.10. Вікно вводу параметрів і характеристик засобів вимірювання та обчислення. Закладка «Перепаду тиску на ПЗП».
У закладці «Тиску» задаються (вводяться):
  • верхня межа вимірювання тиску (рис.11);
  • максимальне значення тиску;
  • мінімальне значення тиску;
  • кількість перетворювачів;
  • модель ПТ;
  • зведена основна похибка ПТ;
  • модель вторинного перетворювача;
  • зведена основна похибка вторинного перетворювача;
  • тип вторинного приладу;
  • модель вторинного приладу;
  • зведена основна похибка вторинного приладу.
Рис.11. Вікно вводу параметрів і характеристик засобів вимірювання та обчислення. Закладка «Тиску»
У закладці «Температури» задаються (вводяться):
  • верхня межа вимірювання температури (рис.12);
  • нижня межа вимірювання температури;
  • максимальне значення температури;
  • мінімальне значення температури;
  • кількість перетворювачів;
  • модель перетворювача температури;
  • абсолютна похибка перетворювача температури;
  • модель вторинного перетворювача;
  • зведена основна похибка вторинного перетворювача;
  • тип вторинного приладу;
  • модель вторинного приладу;
  • зведена основна похибка вторинного приладу.
Рис.12. Вікно вводу параметрів і характеристик засобів вимірювання та обчислення. Закладка «Температури»
У закладці «Кількості» серед інших задаються (вводяться):
  • відносна стандартна невизначеність результату визначення інтервалу часу, протягом якого розрахована кількість середовища;
  • відносна стандартна невизначеність перепаду тиску, зумовлена дискретизацією аналогового сигналу в часі;
  • відносна стандартна невизначеність тиску, зумовлена дискретизацією аналогового сигналу в часі;
  • відносна стандартна невизначеність температури, зумовлена дискретизацією аналогового сигналу в часі (рис.13).
Рис.13. Вікно вводу параметрів і характеристик засобів вимірювання та обчислення. Закладка «Кількості»
Після вводу всіх необхідних для розрахунку даних, натискаємо кнопку «Розрахунок» у рядку меню програми. При цьому на екрані монітора будуть виведені основні розрахункові дані витратоміра змінного перепаду тиску. Після натискання кнопки «Вивід» в окремому вікні виводиться повний звіт з усіма вхідними, розрахунковими даними й кресленнями витратоміра. Після натискання кнопки «Графік» з’являється графічна залежність невизначеності розрахунку витрати від значення витрати (а також залежність невизначеності розрахунку витрати від відносного діаметра отвору або горловини ПЗП у випадку виконання розрахунку ПЗП, оптимального за точністю вимірювання витрати). У цій системі автоматизованого розрахунку і проектування витратомірів змінного перепаду тиску можливий вивід бланків паспортів на ПЗП, засоби вимірювання, витратомір, а також бланків актів вимірювань та опитувальних листів.

Після натискання кнопки «Правка» здійснюється повернення до попереднього головного меню програми для можливого виправлення вхідних даних.
За допомогою одного з контекстних меню «Файл», можна також конвертувати один з типів розрахунку в інший.
Всі розрахунки в системі проводяться відповідно до рівнянь повної математичної моделі витратоміра змінного перепаду тиску, прийнятих в новому міждержавному стандарті.