Межгосударственный стандарт ГОСТ 8.611-2013
"Государственная система обеспечения единства измерений. Расход и количество газа. Методика (метод) измерений с помощью ультразвуковых преобразователей расхода"
(введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 сентября 2013 г. N 1085-ст)
State system for ensuring the uniformity of measurements. Flow rate and quantity of gas. Technique (method) of measurements by ultrasonic meters
Дата введения - 1 июля 2014 г.
Введен впервые
Предисловие
Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"
Введение
В соответствии с требованиями к методикам (методам) измерений, установленными в Российской Федерации Федеральным законом от 26 июня 2008 г. N 102-ФЗ "Об обеспечении единства измерений" методики измерений должны описывать конкретные операции, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с установленными показателями точности.
В качестве показателя точности результатов измерений, выполненных по методике измерений, изложенной в настоящем стандарте, использована относительная расширенная неопределенность измерений (при коэффициенте охвата 2) в соответствии с [1].
Необходимый уровень точности измерений расхода и количества газа определяется экономической целесообразностью и экономическим интересом, а также назначением результатов измерений. В связи с этим изложенная в настоящем стандарте методика измерений предусматривает возможность измерений расхода и количества газа с различными значениями показателя неопределенности измерений.
С целью подтверждения возможности применения методики измерений с установленным уровнем точности измерений в конкретных условиях в стандарте предусмотрена процедура проверки соответствия реализации методики измерений требованиям настоящего стандарта.
Методика измерений, изложенная в настоящем стандарте, аттестована Федеральным государственным унитарным предприятием Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии (ФГУП "ВНИИР") и зарегистрирована в едином реестре методик измерений Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений под N ФР.1.29.2012.12671.
1 Область применения
1.1 Настоящий стандарт устанавливает методику (метод) измерений объемного расхода и объема, приведенных к стандартным условиям, однокомпонентных и многокомпонентных газов, находящихся в однофазном состоянии, с помощью ультразвуковых преобразователей расхода.
1.2 Настоящий стандарт распространяется на ультразвуковые преобразователи расхода газа с накладными электроакустическими преобразователями и ультразвуковые преобразователи расхода газа с электроакустическими преобразователями, врезанными в его корпус, и не распространяется на ультразвуковые преобразователи расхода газа с электроакустическими преобразователями, врезанными непосредственно в измерительный трубопровод.
1.3 Применение методики измерений, изложенной в настоящем стандарте, обеспечивает измерения объемного расхода и объема газа, приведенных к стандартным условиям, с различными уровнями точности измерений, которые выбирают в зависимости от установленных норм точности измерений.
1.4 Положения настоящего стандарта рекомендуется использовать при разработке и аттестации индивидуальных методик измерений для конкретных систем измерений расхода и количества газа.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 8.566-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Межгосударственная система данных о физических константах и свойствах веществ и материалов. Основные положения
ГОСТ 6651-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ 9293-74 Азот газообразный и жидкий. Технические условия
ГОСТ 15528-86 Средства измерений расхода, объема или массы протекающих жидкости и газа. Термины и определения
ГОСТ 17310-2002 Газы. Пикнометрический метод определения плотности
ГОСТ 30319.1-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Определение физических свойств природного газа, его компонентов и продуктов его переработки
ГОСТ 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава
ГОСТ 31370-2008 Газ природный. Руководство по отбору проб
ГОСТ 31371.7-2008 Газ природный. Определение состава методом газовой хроматографии с оценкой неопределенности. Часть 7. Методика выполнения измерений молярной доли компонентов
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети "Интернет" или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 15528, рекомендациям по межгосударственной стандартизации [1] и [2], а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 Средства измерений и их компоненты
3.1.1 основные средства измерений: Ультразвуковой преобразователь расхода, а также средства измерений теплофизических характеристик и физико-химических параметров газа, используемых для корректировки показаний ультразвукового преобразователя расхода и приведения объемного расхода и объема газа к стандартным условиям.
3.1.2 дополнительные средства измерений: Средства измерений, предназначенные для контроля работоспособности основных средств измерений, дополнительных устройств и выполнения требований к условиям измерений.
Примечание - К дополнительным средствам измерений относятся, например, средства измерений перепада давления на фильтрах, устройстве подготовки потока.
3.1.3 ультразвуковой преобразователь расхода: Акустический преобразователь расхода, работающий в ультразвуковом диапазоне частот, в котором создается сигнал измерительной информации, основанный на измерении времени распространения ультразвукового импульса в текущей среде.
Ультразвуковой преобразователь расхода состоит из электроакустических преобразователей, установленных в корпусе либо накладываемых на наружную поверхность корпуса или измерительного трубопровода, и устройства обработки его сигналов.
3.1.4 электроакустический преобразователь: Устройство, преобразующее электрическую энергию в акустическую (энергию упругих колебаний среды) и обратно.
3.1.5 устройство обработки сигналов: Устройство, осуществляющее генерацию сигналов, поступающих на электроакустические преобразователи, обработку сигналов, поступающих с электроакустических преобразователей, и формирование стандартного выходного сигнала, пропорционального измеряемому расходу газа.
3.1.6 корпус ультразвукового преобразователя расхода: Элемент конструкции ультразвукового преобразователя расхода, через который проходит измеряемая среда, содержащий электроакустические преобразователи.
3.1.7 ультразвуковой преобразователь расхода газа с накладными электроакустическими преобразователями: Ультразвуковой преобразователь расхода газа, у которого электроакустические преобразователи накладываются на наружную поверхность его корпуса или на наружную поверхность измерительного трубопровода.
3.1.8 ультразвуковой преобразователь расхода газа с электроакустическими преобразователями, врезанными в корпус: Ультразвуковой преобразователь расхода газа, у которого электроакустические преобразователи установлены в его корпусе и находятся в непосредственном контакте с измеряемым газом.
3.1.9 ультразвуковой преобразователь расхода газа с электроакустическими преобразователями, врезанными в измерительный трубопровод: Ультразвуковой преобразователь расхода газа, у которого электроакустические преобразователи врезаются непосредственно в измерительный трубопровод и находятся в контакте с измеряемым газом.
3.1.10 корпусной ультразвуковой преобразователь расхода: Ультразвуковой преобразователь расхода, у которого электроакустические преобразователи установлены в его корпусе или на наружной поверхности корпуса.
3.1.11 ультразвуковой импульс: Сигнал (ультразвуковые колебания, волны в среде), генерируемый электроакустическими преобразователями при подаче на него возбуждающего электрического сигнала ограниченной продолжительности.
3.1.12 акустический канал: Совокупность измеряемой среды и пары электроакустических преобразователей, передающих и принимающих ультразвуковой импульс.
3.1.13 акустический луч: Прямая линия, вдоль которой распространяется ультразвуковой импульс, генерируемый электроакустическим преобразователем.
3.1.14 акустический путь: Траектория движения акустического импульса в потоке газа между электроакустическими преобразователями.
Примечание - Кривизна акустического пути зависит от числа Рейнольдса и числа Маха и возрастает с увеличением числа Маха и кривизны распределения скоростей потока.
3.1.15 одноканальный ультразвуковой преобразователь расхода: Преобразователь расхода, в котором для измерения расхода используется один акустический канал.
Примечания
1 Одноканальные ультразвуковые преобразователи часто в технической литературе называют однолучевыми или однопутевыми преобразователями расхода.
2 Акустический импульс в одноканальном преобразователе расхода газа может передаваться между электроакустическими преобразователями в виде прямых или отраженных (однократно или многократно) от стенок измерительного трубопровода акустических лучей.
3.1.16 многоканальный ультразвуковой преобразователь расхода: Преобразователь расхода, в котором для измерения расхода используется несколько акустических каналов.
Примечания
1 Многоканальные ультразвуковые преобразователи часто в технической литературе называют многолучевыми или многопутевыми преобразователями расхода.
2 Акустический импульс в многоканальном преобразователе расхода может передаваться между электроакустическими преобразователями в виде прямых или отраженных (однократно или многократно) от стенок измерительного трубопровода акустических лучей.
3.2 Вспомогательные и дополнительные устройства
3.2.1 вспомогательные устройства: Технические устройства, соединенные со средствами измерений и устройствами обработки результатов измерений, предназначенные для выполнения конкретных функций, непосредственно относящихся к преобразованию, передаче или отображению результатов измерений.
Примечания
1 К вспомогательным устройствам относятся, например, устройства повторной индикации, устройства печати, памяти, линии связи, адаптеры и межсетевые адаптеры.
2 Вспомогательные устройства могут быть интегрированы или входить в состав основных средств измерений, либо средств обработки результатов измерений.
3.2.2
показывающее устройство средства измерений: Совокупность элементов средства измерений, которые обеспечивают визуальное восприятие значений измеряемой величины или связанных с ней величин.
[рекомендации по межгосударственной стандартизации [2], подраздел 6.29]
|
3.2.3 дополнительные устройства: Оборудование и устройства, предназначенные для подготовки потока и среды и обеспечивающие необходимые условия проведения измерений.
Примечание - К дополнительным устройствам относятся, например, измерительные трубопроводы, фильтры, формирователи потока, байпасные линии, задвижки, регуляторы давления.
3.2.4 формирователь потока: Устройство подготовки потока или струевыпрямитель, позволяющие устранить закрутку потока и/или уменьшить искажение эпюры скоростей потока газа.
3.2.5 устройство для очистки газа: Техническое устройство, предназначенное для защиты средств измерений, установленных на трубопроводе от капельной жидкости, смолистых веществ, а также пыли, песка, металлической окалины, ржавчины и других твердых частиц, содержащихся в потоке газа.
3.3 Средства обработки результатов измерений
3.3.1 вычислитель: Средство измерительной техники, которое преобразовывает выходные сигналы основных средств измерений и вычисляет объемный расход и объем газа, приведенные к стандартным условиям.
3.3.2 измерительно-вычислительный комплекс: Функционально объединенная совокупность средств измерительной техники, которая преобразует выходной сигнал ультразвукового преобразователя расхода, измеряет все или некоторые необходимые параметры потока и среды и вычисляет объемный расход и объем газа, приведенные к стандартным условиям.
3.4 Параметры потока и среды
3.4.1 объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям: Объемный расход газа, определенный путем пересчета объема газа при рабочих условиях, протекающего через первичный преобразователь в единицу времени, к стандартным условиям.
3.4.2 количество газа: Объем газа, приведенный к стандартным условиям.
3.4.3 параметры состояния газа: Величины, характеризующие состояние газа.
Примечание - В настоящем стандарте в качестве параметров состояния газа приняты давление и температура газа.
3.4.4 теплофизические характеристики газа: Величины, характеризующие теплофизические свойства газа.
Примечание - В настоящем стандарте в качестве теплофизических характеристик газа приняты плотность при рабочих условиях, вязкость, фактор и коэффициент сжимаемости, скорость распространения звука.
3.4.5 физико-химические параметры газа: Величины, характеризующие физико-химические свойства газа, применяемые для расчета теплофизических характеристик газа.
Примечание - В настоящем стандарте в качестве физико-химических параметров газа приняты состав газа и плотность газа при стандартных условиях.
3.4.6 условно-постоянная величина: Параметр состояния газа или физико-химический параметр, или теплофизическая характеристика, значение которого (которой) при расчетах объема газа принимают в качестве постоянной величины на определенный период времени (например, час, сутки, месяц и т.д.).
3.4.7 статическое давление газа: Абсолютное давление движущегося газа, которое может быть измерено посредством подключения средства измерений к отверстию для отбора давления.
3.4.8 перепад давления: Разность между значениями статического давления газа в двух точках потока.
3.4.9 потери давления газа: Часть статического давления, идущая на преодоление сил гидравлического сопротивления.
3.4.10 рабочие условия: Давление и температура газа, при которых выполняют измерение его расхода и/или объема.
3.4.11 стандартные условия: Условия, к которым приводят измеренные при рабочих условиях объемный расход и объем газа, характеризуемые абсолютным давлением газа, равным 0,101325 МПа, и температурой газа, равной 20°С (293,15 К).
3.4.12 средняя скорость потока газа: Отношение объемного расхода газа при рабочих условиях к площади поперечного сечения потока газа.
3.4.13 фактор сжимаемости газа: Отношение фактического (реального) объема произвольной массы газа, при конкретном давлении и температуре, к объему того же самого газа, находящегося при таких же условиях, рассчитанного так, как если бы он подчинялся закону поведения идеального газа*.
3.4.14 коэффициент сжимаемости газа: Коэффициент, равный отношению значения фактора сжимаемости газа при рабочих условиях к значению фактора сжимаемости газа, рассчитанного при стандартных условиях.
3.5 Измерительный трубопровод
3.5.1 измерительный трубопровод: Участок трубопровода с установленным на нем ультразвуковым преобразователем расхода, границы и геометрические характеристики которого, а также размещение на нем средств измерений и дополнительных устройств устанавливается настоящим стандартом и/или нормативными документами на конкретные средства измерений.
3.5.2 местное сопротивление: Фитинг, запорная арматура, фильтр и другие элементы трубопровода, искажающие кинематическую структуру потока газа.
3.5.3 уступ: Смещение внутренних поверхностей секций измерительного трубопровода и/или ультразвукового преобразователя расхода в месте их соединения, обусловленное смещением их осей и/или различием значений их внутренних диаметров, и/или отклонением от крутости их внутренних сечений.
3.6 Система измерений расхода и количества газа
|
