; (Ж.3.7)
где - амплитудный коэффициент КИ параметра;
- амплитуда параметра на входе;
- амплитуда параметра на выходе.
Ж.3.1.16 равномерная полоса пропускания частоты: Диапазон частот, в котором значение 1,0, т.е. система или КИ пропускает (измеряет) пульсации без искажений.
Ж.3.1.17 коэффициент коррекции: Коэффициент, учитывающий неопределенность при определении расхода и количества среды, рассчитываемый по формуле
. (Ж.3.8)
Ж.3.2 Измерительный канал и его компоненты
Ж.3.2.1 измерительный канал: Совокупность определенным образом связанных между собой СИ и других входящих в канал систем (компонентов измерительного канала), реализующих процесс измерения параметра и обеспечивающих получение результатов измерений параметра.
Ж.3.2.2 компоненты измерительного канала: Входящие в состав измерительного канала системы или технические устройства, выполняющие одну из функций, предусмотренную процессом измерения.
Примечание - Компоненты КИ подразделяют на измерительные, вычислительные и связующие.
Ж.3.2.3 измерительный компонент КИ: Средство измерений, измерительный прибор (например, дифманометр), первичный преобразователь параметра и ВП.
Ж.3.2.4 связующий компонент КИ: Техническое устройство, система и (или) часть среды, предназначенные или используемые для передачи сигналов от одного компонента КИ к другому.
Примечание - Связующими компонентами КИ являются технические устройства (разделительные сосуды, запорные, уравнительные и продувочные вентили, соединительные линии, газосборники, разделительная жидкость и др.), используемые в схемах установок разделительных сосудов (см. приложение В) и схемах присоединения дифманометров (см. приложение Г).
Ж.3.2.5 вычислительный компонент КИ: ВУ (или его часть) совместно с программным обеспечением, выполняющее функцию обработки (вычисления) наблюдений (или прямых измерений) для получения результатов прямых (или косвенных, совместных) измерений параметра, выражаемых числовым значением или соответствующим ему кодом.
Ж.4 Метод определения количества среды
Ж.4.1 Основные положения
Ж.4.1.1 Метод определения количества среды основывается на следующих допущениях:
а) значение не превышает 0,5;
б) значение относительной среднеквадратической амплитуды пульсаций плотности (давления) или не превышает 0,025. В настоящем приложении принято, что данное предположение выполняется для мало сжимаемой среды (жидкость) и сжимаемой среды (газ) с абсолютным ее давлением в ИТ1,0 МПа;
в) потоки в конкретных ИТ являются детерминированными относительно АЧС , относительной амплитуды пульсаций перепада давления и, следовательно, для и основных составляющих ;
г) неопределенность измерения количества среды в основном обусловлена наличием среднечастотных пульсаций потока;
д) при определении соблюдается условие квазистационарности уравнения мгновенного значения расхода. Данное допущение предполагает, что значения коэффициентов истечения и расширения равны своим значениям при стационарном (установившемся) режиме течения.
Примечание - В других случаях для определения количества среды при ее нестационарном течении в ИТ требуется соответствующая МВИ.
Ж.4.1.2 Метод определения количества среды при нестационарных потоках заключается в следующем:
- определении режима течения среды в ИТ на основании полученных в процессе испытаний данных об АЧС (), и ;
- определении значения для ИТ;
- корректировке, в случае необходимости, измеренного количества среды.
Ж.4.2 Неопределенность и ее составляющие
Ж.4.2.1 Общие положения
Источниками возникновения неопределенности являются:
- нелинейность зависимости от (неопределенность );
- отсутствие инерционного члена в подкоренном выражении квазистационарного уравнения расхода (неопределенность );
- дискретность опроса СИ основных параметров потока при использовании ВУ и особенностями обработки записи нестационарного параметра (неопределенность );
- динамические свойства КИ (неопределенность ).
Ж.4.2.2 Неопределенность
Ж.4.2.2.1 Значение при использовании СРП в общем случае рассчитывают по формуле
, (Ж.4.1)
где 1... - номер основного параметра;
- число основных параметров.
С учетом принятых допущений и функциональной зависимости от значение рассчитывают по формуле
. (Ж.4.2)
Значение для ИТ следует определять после проведения ИОР.
Ж.4.2.2.2 Значение при использовании САП рассчитывают по формуле
, (Ж.4.3)
где , - усредненные значения массива корней квадратных, вычисленных по показаниям ВП малоинерционного ППД и ВУ за интервал времени измерения в соответствии с Ж.7.2.
Значение для каждого ИТ следует определять в ходе проведения ИОН.
Ж.4.2.3 Неопределенность
Значение рассчитывают по формулам:
; (Ж.4.4)
; (Ж.4.5)
; (Ж.4.6)
; (Ж.4.7)
, (Ж.4.8)
где - коэффициент гармонических искажений;
- номер гармоники в интеграле Фурье;
- частота основной гармоники среднечастотных пульсаций ;
- коэффициент инерции;
- коэффициент истечения (1 для сопел и труб Вентури, 0,6 для диафрагм);
- эффективная длина ();
- средняя скорость в отверстии СУ;
- число Струхаля.
Значение следует определять в ходе проведения ИОН.
Ж.4.2.4 Неопределенность
Значение рассчитывают по формуле (10.38).
Ж.4.2.5 Неопределенность
Ж.4.2.5.1 Значение при использовании СРП рассчитывают по формулам:
; (Ж.4.9)
, (Ж.4.10)
где - функция нелинейной передачи в КИ ().
Примечание - Предполагают, что ППД имеет линейную динамическую характеристику.
Определение проводят в ходе проведения ИОН.
Ж.4.2.5.2 При использовании САП включает в себя неопределенность , поэтому отсутствует необходимость в отдельном ее определении.
Ж.4.3 Определение количества среды
Ж.4.3.1 При стационарном режиме течения (см. Ж.5.3) неопределенность принимают равной нулю. Определение расхода и количества среды в этом случае проводят в соответствии с разделом 8.
Ж.4.3.2 При пульсирующем режиме течения (см. Ж.5.4) количество (объем и масса) среды рассчитывают по формулам:
, (Ж.4.11)
, (Ж.4.12)
, (Ж.4.13)
где , - соответственно, значение объема и массы среды, рассчитанное в соответствии с требованиями раздела 8.
Ж.4.3.3 При переменном режиме течения в соответствии с Ж.5.5 неопределенность принимают равной нулю при выполнении одного из следующих условий:
а) обработку результатов регистрации проводят корневым устройством считывания (планиметром);
б) проводят непосредственное измерение или рассчитывают квадратный корень из значения , определенного за короткий промежуточный цикл (интервал) измерения (2,0 с).
Определение количества среды в этом случае проводят в соответствии с разделом 8.
Если условие не соблюдается, то проводят оценку составляющей неопределенности определения количества среды по формуле (10.38).
Ж.4.3.4 При нестационарном режиме течения (см. Ж.5.6) определение количества среды проводят в соответствии с Ж.4.3.2 с учетом положений Ж.4.3.3.
Ж.4.3.5 При использовании СРП с целью облегчения обработки записи (регистрации) (Ж.4.3.3а) допускается устанавливать в соединительные линии перед ППД идентичные гасители пульсаций давления (демпферы) с нормированной линейной АЧХ.
Выбор параметров АЧХ демпферов осуществляют на основании определения АЧХ КИ (Ж.9) и АЧС на СУ (Ж.6.2).
Ж.5 Классификация режимов течения потока
Ж.5.1 В зависимости от диапазона изменения масштабных и временных параметров нестационарного потока принята следующая условная классификация режимов течения среды (см. рисунки Ж.1, Ж.2):
- стационарный;
- пульсирующий;
- переменный;
- нестационарный.
Рисунок Ж.2 - Характер изменения
Ж.5.2 При классификации режимов условно принято разделение временных параметров нестационарного потока на следующие виды:
- низкочастотные пульсации - от 10 до 0,5 Гц;
- среднечастотные пульсации - от 0,5 до 30 Гц;
- высокочастотные пульсации - более 30 Гц.
Ж.5.3 Стационарный режим течения
Стационарный режим течения характеризуется наличием совокупности низко- и среднечастотных пульсаций с пренебрежимо малыми основными масштабными параметрами потока, следовательно, и расхода.
Условием реализации стационарного режима течения является выполнение следующих требований:
а) значение относительного отклонения низкочастотных пульсаций перепада давления
; (Ж.5.1)
б) значение относительной среднеквадратической амплитуды среднечастотных пульсаций перепада давления
; (Ж.5.2)
в) мгновенное значение должно находится в рабочем диапазоне ППД.
При выполнении данных требований неопределенность принимают равной нулю.
Ж.5.4 Пульсирующий режим течения
Пульсирующий режим течения характеризуется наличием ярко выраженных среднечастотных пульсаций хотя бы одного из основных параметров потока, соответственно и расхода, и возможным наличием низкочастотных пульсаций параметров потока с пренебрежимо малыми масштабными параметрами.
Условием реализации пульсирующего режима течения является выполнение следующих требований:
а) относительное отклонение мгновенного значения низкочастотных пульсаций перепада давления
; (Ж.5.3)
б) низкочастотная составляющая изменения перепада давления должна находиться в рабочем диапазоне ППД;
в) относительная среднеквадратическая амплитуда среднечастотных пульсаций
; (Ж.5.4)
г) относительная среднеквадратическая амплитуда среднечастотных пульсаций
. (Ж.5.5)
Ж.5.5 Переменный режим течения
Переменный режим течения характеризуется наличием ярко выраженных низкочастотных пульсаций (переходных процессов) хотя бы одного из основных параметров потока, соответственно и расхода, отсутствием или наличием среднечастотных пульсаций параметров потока с пренебрежимо малыми масштабными параметрами.
Условием реализации переменного режима течения является выполнение следующих требований:
а) относительное отклонение мгновенного значения низкочастотных пульсаций перепада давления за отчетный период
; (Ж.5.6)
б) относительная среднеквадратическая амплитуда среднечастотных пульсаций
; (Ж.5.7)
в) мгновенное значение должно находиться в рабочем диапазоне ППД.
Ж.5.6 Нестационарный режим течения
Нестационарный режим течения характеризуется совокупностью ярко выраженных низко- и среднечастотных пульсаций хотя бы одного из основных параметров потока, следовательно, и расхода, имеющих значительные масштабные параметры.
Нестационарный режим является комбинацией пульсирующего и переменного режимов течения.
Условием реализации нестационарного режима течения является выполнение следующих требований:
а) относительное отклонение мгновенного значения низкочастотных пульсаций перепада давления за отчетный период времени
; (Ж.5.8)
б) низкочастотная составляющая изменения перепада давления должна находиться в рабочем диапазоне ППД;
в) относительная среднеквадратическая амплитуда среднечастотных пульсаций
; (Ж.5.9)
г) относительная среднеквадратическая амплитуда среднечастотных пульсаций
. (Ж.5.10)
В случае невыполнения условий (Ж.5.5), (Ж.5.10) для определения расхода и количества среды требуется соответствующая МВИ.
Ж.5.7 Требования к динамическим характеристикам ППД
Ж.5.7.1 АЧХ ППД при переменном режиме течения должна соответствовать АЧХ фильтра низких частот с равномерной полосой пропускания до частоты .
Ж.5.7.2 АЧХ ППД при пульсирующем и нестационарном режиме течения должна соответствовать АЧХ фильтра низких частот с равномерной полосой пропускания до частоты .
Ж.6 Определение режима течения
Ж.6.1 Общие положения
Ж.6.1.1 Тип режима течения в ИТ (см. 5.3-5.6) устанавливают в ходе проведения испытаний по результатам опытного определения , и анализа АЧС .
Ж.6.1.2 Общая схема измерений при определении режима течения приведена на рисунке Ж.3.
КД1, 2 - камеры отбора давления; КР1, 2 - разделительные краны; КР3 - уравнительный кран;
ГШ - бронированные шланги; ППД () - СИ перепада давления, применяемое для испытаний;
ППД () - СИ перепада давления, входящее в комплект технических средств, применяемых
для определения расхода и количества среды
Рисунок Ж.3 - Общая схема измерений при проведении ИОР
Определение следует проводить при двух значениях рабочего диапазона расхода ( и ) (1, 2 - номер режима, расходной точки). На каждом режиме число измерений должно быть не менее 7 (1...7 - номер точки измерения).
Ж.6.1.3 Испытания следует проводить с использованием СИ, имеющих в своем составе ППД и ВП (анализатор), обеспечивающие выполнение следующих основных функций:
