Таблица Е.2 - Формулы для расчета величины по результатам планиметрирования диаграмм СИ с квадратичной функцией преобразования
|
#G0Обозначение величины |
Формула расчета величины при применении планиметров
|
|
|
|
пропорционального
|
полярного
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В формулах для расчета средних значений , , значения , , приняты равными нулю.
Если отклонение пера самопишущего СИ пропорционально квадратному корню из значения измеряемой величины с увеличенным диапазоном ее изменения, а планиметрирование записи на дисковой диаграмме проводят пропорциональным планиметром, то значение измеряемой величины рассчитывают по формуле
. (Е.1)
При расчете квадратного корня из значения перепада давления по результатам планиметрирования с помощью пропорциональных планиметров формула Е.1 принимает вид:
. (Е.2)
Е.1.7 Для уменьшения неопределенности (см. 10.4.3.3) диаграммную запись разбивают на такие участки, где изменения величины незначительны. Эти участки планиметрируют отдельно, определяют для каждого участка, извлекают квадратный корень из и затем рассчитывают среднее значение квадратного корня из значения измеряемой величины по формуле
. (Е.3)
При этом разбивку проводят в случае измерений расхода газа, как минимум, для двух параметров, у которых диапазон изменений наибольший, таких как и или и , а в формулу (Е.3) вместо подставляют или , и полученное среднее значение используют при определении количества среды.
Е.1.8 Если запись периода колебаний укладывается на участке длиной не более 5 мм и амплитуда пульсаций не превышает 7% измеряемой величины, то планиметрирование производят по средней линии; если амплитуда пульсаций превышает 7%, то планиметрирование выполняют по внутренней () и внешней () огибающим линиям пульсаций. В последнем случае за результат планиметрирования принимают среднеарифметическое значение квадратного корня из значения перепада давления, рассчитываемое по формуле
. (Е.4)
Если запись периода колебаний укладывается на участке длиной более 5 мм, то планиметрирование необходимо проводить по линии записи измеряемого параметра.
Е.2 Определение величины по показаниям интегратора
Е.2.1 Если СИ, указатель которого отклоняется пропорционально значению измеряемой величины, содержит интегратор, то среднее значение этой величины рассчитывают по формуле
, (Е.5)
где - разность показаний интегратора за время при установке верхнего значения измеряемой величины ;
- разность показаний счетчика за время осреднения для определяемой величины .
Е.2.2 Если СИ, указатель которого отклоняется пропорционально квадратному корню из значения измеряемой величины, содержит интегратор, то среднее значение этой величины определяют по формуле
. (Е.6)
Приложение Ж
(рекомендуемое)
Измерение количества среды при нестационарном потоке
Ж.1 Назначение, область применения
Ж.1.1 Настоящее приложение устанавливает основные правила, средства и порядок проведения работ, необходимые для:
- определения режима течения среды;
- определения составляющей неопределенности измерения количества среды, обусловленной нестационарностью потока;
- учета составляющей неопределенности измерения количества среды, обусловленной нестационарностью потока.
Ж.1.2 Настоящее приложение рекомендуется применять в случае, если допускаемая относительная расширенная неопределенность измерений расхода и количества среды менее 1,5%.
Ж.2 Обозначения и сокращения
Ж.2.1 Обозначения
Дополнительные условные обозначения, используемые в настоящем приложении, приведены в таблице Ж.1.
Таблица Ж.1 - Условные обозначения величин
|
#G0Обозначение
|
Наименование величины
|
Единица величины
|
|
|
Интервал или длительность цикла времени измерений
|
с
|
|
|
Отчетное время
|
с
|
|
|
Функция изменения параметра во времени
|
*
|
|
|
Мгновенное значение параметра
|
*
|
|
|
Среднее значение параметра
|
*
|
|
|
Отклонение от
|
*
|
|
|
Относительное отклонение значения параметра от
|
1
|
|
|
Амплитуда пульсаций значения параметра
|
*
|
|
|
Относительная амплитуда пульсаций значения параметра
|
1
|
|
|
Среднеквадратическое отклонение результата измерений значения параметра
|
*
|
|
|
Среднеквадратическая (средневзвешенная) амплитуда спектра пульсаций перепада давления
|
*
|
|
|
Относительная среднеквадратическая амплитуда спектра пульсаций перепада давления
|
1
|
|
|
Частота пульсаций
|
Гц
|
|
|
Составляющая неопределенности измерения количества среды, обусловленная нестационарностью потока среды
|
%
|
|
|
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние нестационарности потока на результат определения количества среды
|
1
|
|
* Единица величины зависит от параметра.
Примечание - Остальные обозначения приведены в тексте.
|
Ж.2.2 Индексы обозначений параметров
Дополнительные индексы, соответствующие обозначениям параметров, относят к величинам, характеризующим данные параметры.
Следующие индексы относят к обозначениям:
и - измеренное значение;
min - минимальное значение;
max - максимальное значение.
Ж.2.3 Сокращения
В настоящем приложении применены следующие дополнительные сокращения:
АЧС - амплитудно-частотный спектр;
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика;
ВБ - вентильный блок;
ВП - вторичный прибор;
ВУ - вычислительное устройство расхода и количества среды;
ИОР - испытания по определению режима течения;
ИОН - испытания по определению неопределенности измерения количества среды, обусловленной нестационарностью потока;
КИ - канал измерения параметра, измерительный канал;
МВИ - методика выполнения измерений;
СРП - способ определения количества среды с раздельным измерением параметров;
САП - способ определения количества среды с автоматизированным измерением параметров.
Ж.3 Термины и определения
В настоящем приложении применены следующие дополнительные термины с соответствующими определениями.
Ж.3.1 Характеристики нестационарного потока среды
Ж.3.1.1 мгновенное значение параметра: Значение параметра, соответствующее определенному моменту времени, моменту события.
Ж.3.1.2 нестационарность: Любое изменение мгновенного значения параметра во времени.
Ж.3.1.3 нестационарный поток среды: Поток среды, в котором значения его основных параметров являются нестационарными.
Ж.3.1.4 режим течения нестационарного потока: Разновидность течения среды, в котором характер ее движения определяется диапазоном изменения масштабных и временных параметров нестационарного потока.
Ж.3.1.5 способ определения количества среды с раздельным измерением параметров: Способ, при котором определение количества среды осуществляют по результатам обработки данных регистрации параметров потока за отчетный период времени.
Ж.3.1.6 способ определения количества среды с автоматизированным измерением параметров: Способ, при котором для определения расхода и количества среды применяют ВУ или измерительные комплексы.
Ж.3.1.7 основные параметры потока: Массовый и объемный расход, а также параметры среды, являющиеся определяющими при измерении расхода: перепад давления на СУ и плотность среды (давление и температура среды).
Ж.3.1.8 динамические параметры режима течения потока: Характеристики потока, используемые для анализа режимов течения нестационарного потока.
Примечание - К динамическим параметрам режима течения потока относят:
а) средние значения основных параметров за определенный интервал (цикл) времени;
б) временные параметры, такие как:
- частота пульсаций;
- время переходного процесса;
в) масштабные параметры, такие как:
- амплитуда (относительная амплитуда) пульсаций;
- среднеквадратическая амплитуда пульсаций;
- относительное отклонение параметра;
г) совокупные динамические параметры, такие как:
- вид функции изменения параметра во времени;
- амплитудно-частотный спектр пульсаций.
Ж.3.1.9 вид нестационарности потока: Характер изменения параметров потока во времени.
Примечание - В настоящем приложении приняты следующие виды нестационарности потока:
а) низкочастотные пульсации потока - обобщенное определение вида нестационарности, подразумевающее под собой характер изменения параметров потока, обусловленный технологическим режимом работы ИТ за отчетный период времени (в основном - разнообразные переходные процессы, связанные с режимом поступления и потребления среды, в частности и пульсирующие процессы);
б) среднечастотные пульсации потока - пульсации основных параметров потока среды, обусловленные АЧС () на входе в ИТ (зависит от типа источника потока среды и АЧХ системы подачи среды до ИТ) и собственными динамическими свойствами ИТ;
в) высокочастотные пульсации - обобщенное определение пульсаций любых параметров в ИТ и КИ, связанные с акустическими эффектами, турбулентными пульсациями.
Ж.3.1.10 относительное отклонение параметра: Характеристика степени отклонения параметра от его среднего значения. Значение определяют по формуле
. (Ж.3.1)
Примечание - Данный масштабный параметр является определяющим для низкочастотных пульсаций при нахождении режима течения.
Ж.3.1.11 амплитуда (относительная амплитуда) пульсаций параметра: Масштабный параметр, характеризующий максимальное отклонение параметра или степень отклонения относительно его среднего значения в течение периода пульсаций.
Примечание - Значение амплитуды рассчитывают по формулам:
; (Ж.3.2)
. (Ж.3.3)
Ж.3.1.12 среднеквадратическая амплитуда пульсаций перепада давления: Среднеквадратическое отклонение значений за интервал времени измерений (средневзвешенная амплитуда АЧС ).
Примечание - Среднеквадратическую амплитуду пульсаций перепада давления определяют по формуле
, (Ж.3.4)
где 1+ - номер точки измерения;
- число точек измерения за интервал времени измерения.
Ж.3.1.13 относительная среднеквадратическая амплитуда пульсаций перепада давления: Средневзвешенная относительная амплитуда части АЧС , относящейся к среднечастотным пульсациям. Значение относительной среднеквадратической амплитуды пульсаций перепада давления рассчитывают по формуле:
. (Ж.3.5)
Примечание - Данный масштабный параметр является определяющим для среднечастотных пульсаций при нахождении режима течения.
Ж.3.1.14 амплитудно-частотный спектр пульсаций параметра: Зависимость амплитуды или относительной амплитуды пульсаций параметра от частоты его пульсаций.
Примечание - Характерный вид АЧС приведен на рисунке Ж.1.
Рисунок Ж.1 - Характерные виды АЧС на диафрагме при нестационарном
потоке природного газа
АЧС содержит три части: низко-, средне- и высокочастотную, условно разделенные между собой значениями граничных частот, соответственно , . Принято, что значения , соответствуют =0,14.
Низко- и среднечастотные части относятся к действительной части спектра. Высокочастотная часть спектра может содержать мнимые области частот (отмечено на одном из графиков пунктирной линией), не отвечающих за реальное изменение расхода, соответственно и , во времени: последние могут возникать из-за резонансных явлений в камерах отбора давления и соединительных линиях до ППД.
Ж.3.1.15 амплитудно-частотная характеристика: Частотная динамическая характеристика, связывающая между собой амплитуды входных и выходных параметров системы КИ как функцию .
Примечание - АЧХ рассчитывают по формулам:
; (Ж.3.6)
