---

(справочное)

ПЛАНИМЕТРИРОВАНИЕ ДИАГРАММ И ОБРАБОТКА ПОКАЗАНИЙ ИНТЕГРИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Г.1 Методы обработки диаграмм планиметрами

Г.1.1 При раздельных измерениях контролируемых параметров самопишущими средствами измерений для определения средних значений этих параметров за установленный промежуток времени применяют пропорциональные, корневые и полярные планиметры.

Г.1.2 Корневые и пропорциональные планиметры применяют для обработки записей значений контролируемых параметров на дисковых диаграммах.

Полярные планиметры применяют для обработки записей значений контролируемых параметров на ленточных диаграммах.

Г.1.3 В пропорциональных планиметрах результат планиметрирования пропорционален среднему значению радиуса записи в процентах, а в корневых планиметрах - среднему значению квадратного корня из радиуса записи в процентах верхнего предела измерений.

Полярным планиметром измеряют площадь фигуры (в квадратных сантиметрах), ограниченную контуром.

Г.1.4 Планиметрирование записей на диаграммах проводят в соответствии с описанием порядка работы, приведенным в прилагаемом к планиметру паспорте или инструкции.

Г.1.5 При планиметрировании незамкнутых записей на дисковых диаграммах или планиметрировании по частям замкнутой записи следят за тем, чтобы планиметрирование завершалось на том же уровне значения параметра, с которого оно начиналось. Если кривая записи обрывается на уровне, отличном от уровня контролируемого параметра, с которого начиналось планиметрирование, то по дуге времени доводят обводной штифт до начального уровня. При этом нет необходимости замыкать кривую записи контролируемого параметра.

Г.1.6 При планиметрировании записей ленточных диаграмм визир обводной лупы перемещают обязательно по замкнутому контуру: от нулевого (или нижнего предела измерений) значения контролируемого параметра перпендикулярно к оси времени до записи кривой его значения, по самой кривой, по перпендикуляру к оси времени и по оси времени к началу планиметрирования.

При этом следят, чтобы угол между рычагами планиметра находился от 30 до 150°.

Г.1.7 Отсчет показаний корневого и пропорционального планиметров снимают с лимба и барабана в виде трехзначного числа; для корневого планиметра - отделяя запятой первую цифру, для пропорционального - отделяя первые две цифры.

Отсчет по полярному планиметру записывают в виде четырехзначного числа: первую цифру берут по стрелке диска, вторую и третью считывают с барабанчика, четвертую - с нониуса.

Для большей достоверности результатов отсчета кривую записи планиметрируют несколько раз и за результат окончательного отсчета принимают среднее арифметическое значение этих отсчетов, если не были допущены грубые ошибки.

Практикой установлено, что достаточно трехкратного планиметрирования записей на дисковой диаграмме и двухкратного - для записей на ленточной диаграмме, если не были допущены грубые ошибки.

Г.1.8 В результате планиметрирования получают отвлеченные планиметрические числа N_п, N_к и N_л соответственно для показаний пропорционального, корневого и полярного планиметров.

Преобразование планиметрических чисел в значения контролируемых параметров зависит от функции преобразования контролируемого параметра средствами измерений в отклонение записывающего устройства и от типа применяемого планиметра.

Функция преобразования контролируемого параметра средствами измерений может быть квадратичной или линейной.

Функцию преобразования считают линейной, если отклонение пера самопишущего средства измерений пропорционально значению измеряемого параметра, и квадратичной, если отклонение пера пропорционально квадратному корню из значения измеряемого параметра.

Формулы для расчета средних значений параметров за время измерения τ (в часах) по результатам планиметрирования диаграмм приведены для средств измерений с линейной функцией преобразования в таблице Г.1, а для средств измерений с квадратичной функцией преобразования - в таблице Г.2.

В таблицах Г.1 и Г.2 в формулах для расчета средних значений _{, , величины pн, рин, Δрн приняты равными нулю.}

Таблица Г.1 - Формулы для определения параметра по результатам планиметрирования диаграмм средств измерений с линейной функцией преобразования

Таблица Г.2 - Формулы для определения параметра по результатам планиметрирования диаграмм средств измерений с квадратичной функцией преобразования

Если отклонение пера самопишущего средства измерений пропорционально квадратному корню из значения измеряемого параметра с увеличенным диапазоном его изменения, а планиметрирование записи на дисковой диаграмме проводят пропорциональным планиметром, то значение измеряемого параметра определяют по формуле

_(Г.1)

При расчете квадратного корня из перепада давления по результатам планиметрирования с помощью пропорциональных планиметров формула Г.1 принимает вид

_(Г.2)

Г.1.9 Если значение параметра у (например р и Т) изменяется в широком диапазоне, а его определение связано с извлечением квадратного корня, то может возникнуть значительная дополнительная погрешность, обусловленная извлечением квадратного корня из среднего значения указанного параметра, которую рассчитывают по формуле (5.26).

Согласно требованиям 5.2.3 эту погрешность учитывают в общей погрешности измерений расхода и количества или принимают меры к ее уменьшению.

Для уменьшения дополнительной погрешности диаграммную запись у разбивают на такие участки, где изменения у незначительны. Эти участки планиметрируют отдельно, определяют _{для каждого участка, извлекают квадратный корень из и затем вычисляют среднее значение квадратного корня из значения измеряемого параметра по формуле}

_(Г.3)

При этом разбивку проводят в случае измерений расхода газа, как минимум, для двух параметров, у которых диапазон изменений наибольший, таких как Δр и р или Δр и t, а в формулу (Г.3) вместо у подставляют у = Δрр или у = Δр/Т, и полученное среднее значение _{используют при определении количества среды.}

Г.1.10 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 среднее арифметическое значение квадратного корня из значения перепада давления}

_(Г.4)

Кроме того, в этом случае учитывают дополнительную погрешность, определяемую по формулам (Д.3) и (Д.4).

Если запись периода колебаний укладывается на участке длиной более 5 мм, то планиметрирование необходимо производить по линии записи контролируемого параметра.

Г.2 Определение параметра по показаниям интегратора

Г.2.1 Если средство измерений, указатель которого отклоняется пропорционально значению измеряемого параметра, содержит интегратор, то среднее значение этого параметра определяют по формуле

_(Г.5)

где ΔN_в = N_в2-N_в1 - разность показаний интегратора за время Δ_τ0 при установке верхнего значения контролируемого параметра у_в;

ΔN_у = N_у2-N_у1 - разность показаний счетчика за время осреднения τ для определяемого параметра у.

Г.2.2 Если средство измерений, указатель которого отклоняется пропорционально квадратному корню из значения измеряемого параметра, содержит интегратор, то среднее значение этого параметра определяют по формуле

_(Г.6)

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(справочное)

ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ КОЛИЧЕСТВА СРЕДЫ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ ТЕЧЕНИЯ ПОТОКА

Д.1 Классификация режимов течения потока

Д.1.1 В зависимости от диапазона (амплитуды) и частоты изменения значений параметров потока, а также от динамических характеристик применяемых систем измерений этих параметров режимы течения потока условно разграничивают на следующие: стационарный, пульсирующий, переменный и нестационарный.

Д.1.2 Такое условное разграничение режимов течения потока обусловлено также нелинейной зависимостью количества среды от измеряемых параметров [9], значения которых изменяются во времени, и возникновением в этой связи дополнительной систематической погрешности, оценка значений которой приведена ниже.

Д.2 Стационарный режим течения

Д.2.1 Стационарный режим течения - такое течение потока, при котором пренебрегают дополнительной систематической погрешностью определения количества среды, вызванной пульсирующим или переменным течением потока, по сравнению с погрешностями измеряемых параметров этого потока, изменяющихся во времени, т.е. при _{или .}

Д.3 Пульсирующий режим течения

Д.3.1 Пульсирующий режим течения - такое течение потока, при котором частота изменений параметров потока превышает пропускную частоту систем их измерений, т.е. эти системы не обеспечивают фиксирование мгновенных изменений параметров потока.

Под системами измерений параметров подразумевают камеры для отбора давления, соединительные (импульсные) линии для передачи давления, преобразователи, электрические линии связи, регистрирующие средства измерений.

Вследствие инерционности применяемых систем измерений происходит осреднение значений измеряемых параметров, например _{и . Но квадратный корень из средних значений и всегда больше среднего квадратного корня из мгновенных значений Δр и ρ, т.е. возникает положительная дополнительная систематическая погрешность.}

Д.3.2 Если изменяющимися параметрами потока являются _{и , а изменениями значений параметров С, ε, К можно пренебречь, то дополнительную погрешность определения количества среды оценивают по формуле}

_(Д.1)

где _{- дополнительная систематическая погрешность определения количества среды;}

_{- вторая производная количества по измеряемым параметрам;}

_{и - относительное изменение параметров потока: соответственно перепада давления на диафрагме и плотности среды.}

При _и

или _(Д.2)

можно принять _(Д.3)

Формулы (Д.2) и (Д.3) соответствуют требованиям технического отчета ИСО 3313 [9], хотя в нем формула (Д.3) представлена в ином виде:

_(Д.4)

Результаты сравнения расчетов по формулам (Д.3) и (Д.4) приведены в таблице Д.1.

Таблица Д.1 - Результаты сравнения расчетов по формулам (Д.3) и (Д.4)

Технический отчет ИСО 3313 [9] допускает не учитывать _{при и .}

Согласно Д.2.1 погрешностью _{можно пренебречь при и .}

Допускается те или иные условия наличия пульсаций устанавливать договором на поставку среды.

Относительное изменение Δр должно соответствовать условию

_(Д.5)

Д.3.3 Среднее значение измеряемого параметра _{определяют более чем за 10 периодов основной частоты его изменения при опросе более 100 мгновенных значений за период по формуле}

_(Д.6)

где у_i - измеренное мгновенное неискаженное значение параметра потока;

n - общее количество измерений.

Дифференциал ду определяют как среднее квадратическое отклонение от среднего значения по формуле

_(Д.7)

Д.3.4 В связи с небольшим количеством надежных работ по экспериментальному определению влияния пульсаций потока на точность определения количества среды зарубежные стандарты, в частности [10], рекомендуют снижать уровень пульсаций.

Д.3.5 Основными источниками пульсаций являются:

- поршневые перекачивающие нагнетатели или двигатели;

- недостаточно отлаженные насосы, изношенные клапаны или плохо настроенные регуляторы давления;

- скопление конденсата в газопроводах или газов в водопроводах, образование «пробок»;

- автоматический слив конденсата или удаление шлаков из сепараторов;

- тройники, заглушенные участки трубопроводов, образующие «свистки»;

- срыв вихрей с различного рода неровностей (швов, уступов, углов, не полностью закрытой запорной арматуры).

Д.3.6 Для борьбы с пульсацией рекомендуют принимать меры:

- по возможности устраняют источники пульсаций;

- по возможности удаляют газоизмерительный пункт (далее - ГИП) от оставшихся источников пульсаций;

- при прохождении потока по трубопроводу, заполненному частично или полностью жидкостью (конденсатом), предусматривают устройство для удаления этой жидкости;