О поверке счётчиков газа

О поверке счётчиков газа

В соответствии с Федеральным законом «Об обеспечении единства измерений» средства измерений, предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта подлежат первичной поверке, а в процессе эксплуатации — периодической поверке. В соответствии со статьей 2 Федерального закона под термином «поверка средств измерений» понимается совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям.

Таким образом, средство измерений должно допускаться к применению, если его нормированные метрологические характеристики во всех точках диапазона измерений удовлетворяют нормам, установленным для данного типа средства измерений.

Как при выпуске из производства, так и периодически в процессе эксплуатации контролировать у каждого экземпляра средства измерений все его нормируемые метрологические характеристики не целесообразно.

На практике при первичной и периодических поверках контролируют, как правило, только характеристики основной погрешности средства измерений.

В соответствии с требованиями ГОСТ 8.324 счетчик газа признается прошедшим поверку, если его основная относительная погрешность не превышает предела допускаемой основной относительной погрешности, указанной в паспорте счетчика. При этом предел допускаемой основной относительной погрешности поверочной установки не должен превышать ⅓ предела допускаемой основной относительной погрешности поверяемого счетчика (δνn).

В рекомендациях OIMLR 137-1  указано, что определение погрешности счетчика газа должно осуществляться с применением поверочных установок, обеспечивающих измерения количества газа с расширенной неопределенностью (при коэффициенте охвата, равным 2) меньшей ⅓ максимальной допускаемой погрешности счетчика. Однако, если данное условие не может быть выполнено, то в соответствии с рекомендациями OIMLR 137-1 счетчик газа признается прошедшим поверку, если его погрешность удовлетворяет условию:

где

δν — относительная погрешность счетчика газа, %;

δνmax — максимальная допускаемая относительная погрешность счетчика газа, %;

U — расширенная неопределенность (при коэффициенте охвата 2) результата измерений объема газа с помощью поверочной установки, %.

Процедура поверки счетчиков газа, изложенная в ГОСТ 8.324, имеет следующие недостатки:

— если погрешность счетчика принимает значение близкое к его пределу допускаемой относительной погрешности, то вероятность ошибочного признания дефектного счетчика годным будет близка к значению, равному 50%;

— невозможно применение установок, предел допускаемой основной относительной погрешности которых превышает ⅓ предела допускаемой основной относительной погрешности поверяемого счетчика.

Рекомендации OIMLR 137-1 допускают для поверки счетчиков применение установок с пониженной точностью. Однако критерий признания счетчика годным, используемый в данном документе, не обеспечивает одинакового уровня достоверности контроля погрешности счетчика для поверочных установок с отличающимися метрологическими характеристиками.

Главной задачей контроля метрологических характеристик средств измерений является предотвращение применения дефектных средств измерений. В связи с этим обстоятельством, как указано в методических указаниях и, в качестве основного показателя достоверности контроля метрологических характеристик средств измерений должна применяться наибольшая возможная вероятность необнаруженного брака.

Ниже приведена процедура определение метрологических характеристик счетчиков газа, где в качестве показателя достоверности контроля погрешности счетчика принята наибольшая возможная вероятность необнаруженного брака (Рbam). При выполнении расчетов в настоящей статье значение Рbam принято равным 0,2. Изложенная процедура обеспечивает возможность проведения поверки счетчиков газа с помощью поверочных установок, отношение предела допускаемой относительной погрешности которых к пределу допускаемой относительной погрешности поверяемого ультразвукового преобразователя не более 1:1,5.

Определение метрологических характеристик счетчика газа проводят при расходах поверочной среды, значения которых указаны в его методике поверки.

Рекомендуется определение метрологических характеристик счетчиков газа проводить при значениях расхода, приведенных в таблице 1, с допустимым отклонением:

±3% для точек шкалы, соответствующих объемному расходу газа при рабочих условиях (qν), не превышающих верхнего предела измерений счетчика газа (qνʙ);

−3% для qνʙ.

Если поверка проводится не в полном паспортном диапазоне измерений расхода счетчика газа, а в рабочем диапазоне измерений, в котором предусматривается его эксплуатация, то значения расходов, при которых выполняют поверку счетчика газа, рассчитывают по формуле:

(2)

где i — порядковый номер поверяемой точки;

r — число поверяемых точек.

Число поверяемых точек рассчитывают по формуле:

(3)

где:

round — функция округления результата вычислений до ближайшего целого числа;

lg — десятичный логарифм.

При каждом значении расхода поверочной среды продолжительность измерений должна быть не менее значения, установленного в его методике поверки.

Определение метрологических характеристик счетчика газа проводят в следующей последовательности:

1. проводят подготовительные операции в соответствии с требованиями эксплуатационной документации поверочной установки и счетчика газа;
2. устанавливают необходимое значение расхода через счетчик газа;
3. при заданном значении расхода осуществляют регистрацию следующих параметров:
• значение объемного расхода поверочной среды при рабочих условиях по показаниям поверяемого счетчика газа и рабочего эталона поверочной установки;
• абсолютное давление поверочной среды в рабочем эталоне поверочной установки (pэ) и в поверяемом счетчике газа (р);
• перепад давления поверочной среды между рабочим эталоном поверочной установки и поверяемым счетчиком газа (∆р);
• абсолютная температура поверочной среды в рабочем эталоне поверочной установки (Тэ) и в поверяемом счетчике газа (Т);
• время измерения;
• объем газа при рабочих условиях, заданный или измеренный поверочной установкой (Vэ), и объем газа, измеренный поверяемым счетчиком газа (V) за время измерений;
• влажность воздуха в случае его применения в качестве поверочной среды;
• влажность и состав природного газа в случае его применения в качестве поверочной среды;
4. рассчитывают фактор сжимаемости газа для условий в рабочем эталоне поверочной установки (Zэ) и условий в поверяемом счетчике газа (Z);
5. значение объема Vэ приводят к условиям измерений поверяемого счетчика газа по формуле:
   
   

(4) (5)

где

V*э — объем газа по показаниям рабочего эталона поверочной установки, приведенный к условиям поверяемого счетчика, м3;

Vэ — объем газа по показаниям рабочего эталона, м3;

Δp — значение перепада давления между рабочим эталоном поверочной установки и поверяемым счетчиком газа, МПа;

pэ — абсолютное давление газа в рабочем эталоне поверочной установки, МПа;

p — абсолютного давления газа в поверяемом счетчике газа, МПа;

Тэ — температура газа в рабочем эталоне поверочной установки, К;

Т — температура газа в поверяемом счетчике газа, К;

Примечание. Фактор сжимаемости сухого и влажного воздуха рекомендуется рассчитывать в соответствии c ГСССД 167-94 [6], ГСССД 8-79 [7], природного газа — по ГОСТ 8.662 [8];

1. рассчитывают относительное отклонение показаний поверяемого счетчика от показаний поверочной установки по формуле:
   
   

(6)

1. процедуры, указанные в перечислениях c) — f) проводят не менее 5 раз;
2. вычисляют среднее значение относительного отклонения показаний поверяемого счетчика от показаний поверочной установки по формуле:
   
   

(7)

где Ej — значение относительного отклонения показаний поверяемого счетчика от показаний поверочной установки при j измерении (см. формулу 6);

n — число измерений;

1. вычисляют относительную расширенную неопределенность типа А по формуле:
   
   

(8)

где κ — коэффициент Стьюдента для доверительной вероятности 95% и числа степеней свободы ν = n − 1;

1. рассчитывают неопределенность поверки счетчика газа при установленном значении расхода по формуле:
   
   

(9)

где U’э — расширенная относительная неопределенность при доверительной вероятности 95% или относительная погрешность поверочной установки;

1. операции, приведенные в перечислениях c) — i), проводят для всех значений расхода, указанных в методике поверки счетчика газа или в таблице 1;
2. результаты измерений параметров и расчетов, выполненных в соответствии с требованиями перечислений c) — j), оформляют в виде таблицы 2;
3. проводят анализ результатов измерений и расчетов.
   
   

Если при всех расходах значение () не превышает предела допускаемой относительной погрешности (δνп), то счетчик газа считается прошедшим поверку.

Если имеется значение расхода, при котором значение () превышает предел допускаемой погрешности (δνп), то счетчик газа считается не прошедшим поверку.

Если имеются значения расхода, при которых выполняется условие:

(10)

то путем интерполяции данных, приведенных в таблицах 3 — 5, рассчитывают значение Рbam.

Если Рbam ≤0,2, то счетчик газа считается прошедшим поверку.

Если Рbam > 0,2 и разница между наибольшим и наименьшим значением  не превышает 0,5δνп, то счетчик газа допускается к дальнейшей эксплуатации при условии обеспечения автоматической компенсации систематической составляющей погрешности счетчика газа путем ввода в вычислитель или устройство обработки сигналов поправочного коэффициента, либо его калибровочной кривой, либо значения поправок к его показаниям в точках расхода, при которых проводилась поверка счетчика.

Поправочный коэффициент рассчитывают по формуле:

(11)

Таблица 2 — Форма представления результатов измерений и расчетов

Таблица 3 − Значения  для Рbam, находящегося в пределах от 0 до 0,175

	Значения  при Рbam, равном:
	0,000	0,025	0,050	0,075	0,100	0,125	0,150	0,175
0,20	1,000	1,056	1,077	1,094	1,107	1,117	1,127	1,136
0,25	1,000	1,070	1,097	1,117	1,133	1,147	1,159	1,169
0,30	1,000	1,084	1,116	1,140	1,160	1,176	1,191	1,203
0,35	1,000	1,097	1,136	1,164	1,187	1,206	1,222	1,237
0,40	1,000	1,111	1,160	1,155	1,213	1,235	1,254	1,271
0,45	1,000	1,125	1,174	1,211	1,240	1,265	1,286	1,305
0,50	1,000	1,139	1,194	1,234	1,267	1,294	1,318	1,339
0,55	1,000	1,153	1,213	1,257	1,293	1,323	1,349	1,372
0,60	1,000	1,167	1,232	1,281	1,320	1,353	1,381	1,406
0,65	1,000	1,181	1,252	1,304	1,346	1,382	1,413	1,440
0,70	1,000	1,195	1,271	1,328	1,373	1,411	1,445	1,474

Таблица 4 − Значения  для Рbam, находящегося в пределах от 0,2

до 0,375

	Значения  при Рbam, равном:
	0,200	0,225	0,250	0,275	0,300	0,325	0,35	0,375
0,20	1,143	1,150	1,156	1,161	1,167	1,172	1,176	1,180
0,25	1,179	1,187	1,195	1,202	1,209	1,214	1,220	1,226
0,30	1,214	1,224	1,234	1,242	1,250	1,257	1,263	1,271
0,35	1,250	1,262	1,273	1,282	1,292	1,300	1,308	1,316
0,40	1,286	1,299	1,312	1,323	1,333	1,343	1,352	1,361
0,45	1,322	1,337	1,351	1,363	1,375	1,386	1,396	1,406
0,50	1,357	1,374	1,389	1,404	1,417	1,429	1,440	1,451
0,55	1,393	1,412	1,428	1,444	1,458	1,472	1,484	1,496
0,60	1,429	1,449	1,467	1,484	1,500	1,515	1,528	1,541
0,65	1,464	1,486	1,506	1,525	1,542	1,557	1,572	1,586
0,70	1,500	1,524	1,545	1,565	1,583	1,600	1,616	1,631

Таблица5 − Значения  для Рbam, находящегося в пределах от 0,4 до 1

	Значения  при Рbam, равном:
0,40	0,45	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	1
0,20	1,185	1,193	1,200	1,216	1,234	1,257	1,293	1,4
0,25	1,231	1,241	1,250	1,269	1,292	1,321	1,367	1,5
0,30	1,277	1,289	1,300	1,323	1,350	1,386	1,440	1,6
0,35	1,323	1,337	1,350	1,377	1,409	1,450	1,513	1,7
0,40	1,369	1,385	1,400	1,431	1,467	1,514	1,587	1,8
0,45	1,415	1,433	1,450	1,485	1,525	1,578	1,660	1,9
0,50	1,461	1,481	1,500	1,539	1,584	1,643	1,734	2,0
0,55	1,508	1,529	1,550	1,593	1,642	1,708	1,807	2,1
0,60	1,554	1,577	1,600	1,647	1,700	1,771	1,880	2,2
0,65	1,600	1,625	1,650	1,700	1,759	1,836	1,954	2,3
0,70	1,646	1,674	1,700	1,754	1,817	1,900	2,027	2,4

Литература

— Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» (с изменениями от 30 ноября 2011 года) от 26 июня 2008 № 102-ФЗ
— ГОСТ 8.324-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Счетчики газа. Методика поверки.
— OIMLR 137-1:2006 Gasmeters. Part 1: Requirements
— МИ 188-86 Методические указания. Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений. Установление значений параметров методик поверки
— МИ 187-86 Методические указания. Государственная система обеспечения единства измерений. Средства измерений. Критерии достоверности и параметры методик поверки
— ГСССД 167-94 Влажный воздух. Термодинамические свойства в диапазоне температур 200...400 К, давлений 0,1...10 МПа и относительной влажности 0,2...1,0
— ГСССД 8-79 Плотность, энтальпия и изобарная теплоемкость газообразного воздуха при тем-пературах 70...1500 К и давлениях 0,1...100 МПа
— ГОСТ Р 8.662–2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Газ природный. Термодинамические свойства газовой фазы. Методы расчетного определения для целей транспортирования и распределения газа на основе фундаментального уравнения состояния AGA8

Авторы статьи: Племенкова Светлана Феофановна (Ведущий инженер филиала ООО «ОМЦ Газметрология») и Личко Александр Антонович (зам. директора – начальник филиала ООО «ОМЦ Газметрология») компания Elster Газэлектроника.

Все статьи