Одна из главных характеристик средства измерений, которая учитывается потребителями при принятии решения о приобретении – его погрешность. Это в полной мере относится и к счётчикам газа, электронным корректорам и измерительным комплексам коммерческого учёта газа. В настоящее время, стремление потребителей природного газа более точно учитывать полученный газ привело к значительному увеличению объемов производства, установки и введения в эксплуатацию этих приборов [ 1 ]. Заявленные производителями высокие точностные характеристики приводят к необходимости совершенствования системы метрологического обеспечения их поверки при выпуске из производства и в процессе эксплуатации. В настоящей статье рассматриваются средства измерений, необходимые для проведения поверки измерительных комплексов коммерческого учёта газа и их составляющих (счётчики газа, электронные корректоры, датчики и т.п.).

1. Поверочные установки для поверки бытовых и промышленных счётчиков газа

Основным принципом определения погрешности счетчиков газа практически всех типов является сравнение объема газа, прошедшего через поверяемый счетчик с объемом газа, прошедшим через последовательно соединенное с ним эталонное средство. При этом учитываются давление и температура в условиях поверяемого счетчика и эталонного средства.Определение метрологических характеристик газовых счетчиков проводится с помощью различного типа поверочных установок, в состав которых включены эталонные средства. Наиболее широкое применение находят следующие типы установок для оценки погрешности газовых счетчиков:

• поверочные установки с эталонным газовым мерником;
• установки для поверки, в которых в качестве эталонных средств применяются критические сопла (сопла Вентури);
• поверочные установки с эталонными средствами – соплами Ветошинского;
• поверочные установки с мастер-счетчиками барабанного, турбинного, роликолопастного или ротационного типов со стабильной систематической погрешностью и высоким классом точности (не хуже 0,3), при поверке эта погрешность может быть учтена алгоритмически для каждого значения расхода.

При решении вопроса об оснащении поверочной установкой, необходимо учитывать требования по составу, производительности и степени автоматизации процесса поверки.Существуют объективные критерии выбора поверочного оборудования, которыми необходимо руководствоваться для получения оптимального соотношения стоимости и назначения.К основным критериям выбора поверочного оборудования можно отнести следующие:

• Назначение поверочной установки.
• Относительная погрешность поверочной установки.
• Диапазон расходов.
• Производительность.
• Степень автоматизации поверки.
• Стоимость поверочной установки и работ по её наладке и вводу в эксплуатацию.

Назначение поверочной установки определяет требования по другим критериям, например:

• относительная погрешность определяется величиной погрешности самого точного счетчика газа из тех, которые планируется поверять. Для поверки промышленных счетчиков газа класс поверочной установки должен быть не хуже 0,3, а для бытовых - не хуже 0,5;
• верхняя граница расхода поверочной установки должна соответствовать максимальному расходу наиболее производительного счетчика, минимальный расход должен соответствовать минимальному расходу счетчика наименьшей производительности;
• необходимая производительность определяется предполагаемым количеством поверок и лимитом времени на их проведение.

После окончательного выяснения технических требований к поверочной установке можно определить её состав, комплектность и стоимость.

Предприятие ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника» г. Арзамас, как производитель счётчиков газа различных типов и диапазонов:

• диафрагменные счётчики газа типа ВК (G1.6 – G4),
• ротационные счётчики газа типа RVG (G16 – G400),
• турбинные счётчики газа типа TRZ (G100 – G4000),

А также измерительных комплексов коммерческого учёта газа СГ-ЭК и пунктов учёта и редуцирования давления газа типов ПУГ и ПУРДГ на их основе, имеет 2 современные поверочные установки, обеспечивающие выпуск из производства точных приборов.

1.1. Поверочная установка Q10M

Рисунок 1 Поверочная установка на критических соплах Q10M (рис. 1), изготовленная на фирме «ЭЛЬСТЕР», Германия, применяется при первичной и периодической поверке бытовых диафрагменных счетчиков газа G1,6 - G6. Установка сертифицирована в России. Максимальный расход установки составляет 10 м3/ч. Класс точности 0,3. Установка Q10M рассчитана на массовый выпуск бытовых счетчиков газа и имеет возможность одновременно поверять до 6 счетчиков. Воздух из внешней сети низкого давления подается в установку. Проходя через воздушный инжектор, воздух создаёт разряжение в трубопроводе за эталонными соплами. В результате этого воздух из помещения поступает во входной трубопровод установки и проходит через поверяемые счётчики и эталонные сопла. Измеряя давление, температуру и время прохождения объёма воздуха, компьютер рассчитывает значение эталонного объёма, сравнивает его с показаниями поверяемых счётчиков и рассчитывает погрешность.

1.2. Поверочная установка УПСГ-3200

Поверочная установка УПСГ-3200 (рис. 2), также изготовленная на фирме «ЭЛЬСТЕР», Германия и сертифицированная для применения в России, применяется при первичной и периодической поверке диафрагменных, ротационных и турбинных счетчиков газа. Класс точности установки - 0,3.

Установка УПСГ-3200 позволяет осуществлять поверку счетчиков газа, диапазон расхода которых лежит в пределах 0,01-3200 м3/ч. Работу сопел в критическом режиме, а так же компенсацию потери давления на поверяемом счетчике обеспечивают воздушные насосы. Кроме двух наборов критических сопел (от 0,01 до 2,5 м3/ч и от 1 до 250 м3/ч), установка содержит два турбинных мастер - счетчика типоразмера G1000 (диапазон измерения от 160 до 1600 м3/ч). Производительность воздушного насоса для классических эталонов (турбинные мастер-счетчики, максимальный расход Qmax=3200 м3/ч) составляет 3350 м3/ч, производительность насоса для критических сопел (Qmax=250 м3/ч) - 250 м3/ч. Запорно-регулирующая аппаратура, датчики давления и температуры управляются и опрашиваются компьютером по интерфейсу INTERBUS-S. Установка работает на всасывание воздуха при давлении, близком к атмосферному. Забор воздуха осуществляется из помещения поверочной лаборатории. Преимуществом поверки на всасывание является минимальная температурная погрешность, так как воздух при поверке не сжимается и его температура равна температуре воздуха в поверочной лаборатории. Процесс поверки на установке контролируется компьютером, в том числе атмосферное давление, температура и влажность воздуха. Результаты поверки сохраняются в памяти компьютера.
Для решения задачи поддержания необходимых для проведения поверки климатических условий помещение лаборатории, в котором смонтирована УПСГ 3200, оснащена системой кондиционирования и вентиляции. Точность поддержания температуры составляет 0,5 оС.

При возникновении необходимости проведения поверки счетчиков газа на большие расходы, поверочная установка УПСГ-3200 может быть дооснащена дополнительной линией для обеспечения поверки счетчиков с максимальным расходом 6500 м3/ч (класс точности 0,3) [ 2 ].

По своим техническим характеристикам, составу, степени автоматизации и достоверности процесса поверки обе установки являются одними из лучших образцов подобного оборудования.

2. Поверка электронных корректоров

Электронный корректор объёма газа, как средство измерений также требует проведения первичной и периодической поверок. На каждый тип электронного корректора при получении Сертификата об утверждении типа средств измерений разрабатывается методика поверки, в которой приводится перечень оборудования, необходимого для проведения поверки. В большинстве своём выпускаемые в настоящее время в России электронные корректоры делятся на 2 типа (в соответствие с 2-мя концепциями построения узлов коммерческого учёта газа [ 3 ]):

• 1-й тип - включающие в свой состав датчики давления и температуры (поверка каналов давления и температуры проводится совместно с датчиками);
• 2- тип - отдельные вычислители.

Кроме общих средств измерений, необходимых для поверки корректоров (генератор импульсов, счётчик импульсов и т.д.), для поверки корректоров 1-го типа необходимо наличие задатчика и эталонного измерителя давления, а также термостата и криостата для задания необходимых значений температуры (в соответствие с методикой поверки) и эталонного средства измерения температуры. При выборе оборудования для поверки также необходимо руководствоваться требованием, чтобы эталонное средство было, как минимум в три раза точнее, чем поверяемое средство измерений. Поверка корректоров 1-го типа обычно проводится в поверочной лаборатории (рис.3). При проведении поверки проводятся измерения: атмосферного давления, температуры окружающей среды и влажности воздуха и проверяется их соответствие заданным диапазонам значений (в соответствие с методикой поверки).

При проведении первичной и периодической поверок корректоров объёма газа ЕК260 и ТС210 (относящихся к 1-му типу), выпускаемых ООО «ЭЛЬСТЕР Газэлектроника», хорошо зарекомендовали себя прецизионные задатчики – калибраторы давления DPI 605 с внешними датчиками (фирма «DRUCK», Англия), прецизионные измерители температуры МИТ 8.10 с эталонными датчиками ПТСВ (ООО «ИзТех», г. Зеленоград), а также термостаты фирмы Lauda.

Для поверки корректоров 2-го типа могут быть использованы универсальные приборы и/или испытательные стенды (пульты), разработанные производителями корректоров и указанные в методике поверки. Эти стенды также должны также быть сертифицированы в установленном порядке как средства измерений. В некоторых случаях поверка корректоров 2-го типа может быть проведена на месте установки (с помощью вышеназванных стендов), но датчики давления и температуры, используемые совместно с этими корректорами, все равно должны проходить отдельную периодическую поверку в поверочных лабораториях. Т.о. возможность проведения поверки на месте установки корректора не приводит к уменьшению общего времени поверки или затрат на её проведение.

3. Поверка измерительных комплексов

Измерительный комплекс коммерческого учёта газа включает в себя первичный преобразователь расхода и электронный корректор объёма газа, датчики давления и температуры. В случае, если измерительный комплекс сертифицирован как средство измерений, то он проходит первичную и периодическую поверку по утверждённой методике поверки. Если сертификат на измерительный комплекс отсутствует, и он собирается на месте установки из комплектующих разных поставщиков, то необходимо разработать и утвердить методику выполнения измерений на такой комплекс и провести его аттестацию на месте. Сборка и первичная поверка измерительного комплекса на предприятии-изготовителе обеспечивает более точное определение погрешности за счёт индивидуальной совместной калибровки приборов.

В заключении хочется отметить, что в настоящий момент очень актуальны вопросы эффективного использования энергоресурсов, в том числе и природного газа [ 4 ]. Осуществить надёжный контроль на всех стадиях использования (добычи, транспортирования и потребления) газа можно только с помощью установки точных измерительных комплексов учёта газа. Это, в свою очередь, возможно только при применении современного точного поверочного оборудования, которое позволяет обеспечить высокую точность и достоверность поверки счетчиков газа, электронных корректоров объёма газа и измерительных комплексов, выполненных на их основе.