Метрологічне забезпечення відтворення і передавання одиниць об’єму та об’ємної витрати природного газу

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"

УДК 006.91:681.121.089

05.01.02 - стандартизація, сертифікація та метрологічне забезпечення

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

МЕТРОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВІДТВОРЕННЯ І ПЕРЕДАВАННЯ ОДИНИЦЬ ОБ'ЄМУ ТА ОБ'ЄМНОЇ ВИТРАТИ ПРИРОДНОГО ГАЗУ

Середюк

Орест Євгенович

Львів

2009



ДИСЕРТАЦІЄЮ Є РУКОПИС

Робота виконана в Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу Міністерства освіти і науки України.

Науковий консультант:

доктор технічних наук, професор

Кісіль Ігор Степанович,

завідувач кафедри "Методи та прилади контролю якості і с

національного технічного університету нафти і газу, м.Івано-Франківськ.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Володарський Євген Тимофійович,

професор кафедри "Автоматизація експериментальних досліджень" Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут", м.Київ;

доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Большаков Володимир Борисович,

головний науковий співробітник Національного наукового центру "Інститут метрології" Держспоживстандарту України, Заслужений діяч науки і техніки України, м.Харків;

доктор технічних наук, професор

Яцук Василь Олександрович,

професор кафедри "Метрологія, стандартизація та сертифікація" Національного університету "Львівська політехніка", м.Львів.

Захист відбудеться " 24 " квітня 2009р. о 14⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.08 у Національному університеті "Львівська політехніка" (79013, м. Львів, вул. С. Бандери, 12, ауд. 226 головного корпусу.)

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету "Львівська політехніка" (79013, м. Львів, вул. Професорська, 1).

Автореферат розісланий " 20 " березня 2009р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради

доктор технічних наук, професор

Я.Т. Луцик



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Серед найважливіших чинників досягнення енергетичної безпеки України, як було підкреслено в посланні Президента України до Верховної Ради "Європейський вибір. Концептуальні засади стратегії економічного та соціального розвитку України на 2002-2011 роки", є ефективне використання в країні енергетичних ресурсів, належний їх облік. Підтвердженням актуальності цього також є і низка прийнятих керівних документів, зокрема, Указ Президента України №1863 2005 від 27.12.2005 "Про Рішення Ради національної безпеки і оборони України від 9 грудня 2005 року "Про стан енергетичної безпеки України та основні засади державної політики у сфері її забезпечення" (із змінами, внесеними згідно з Указом Президента № 257/2005 від 24.03.2006 і № 678/2007 від 02.08.2007), які передбачають дооснащення витратовимірювальних дільниць системами високоточного обліку природного газу. Крім того, чинною є концепція створення єдиної системи обліку природного газу України, яка схвалена постановою Кабінету міністрів України №1089 від 21.08.2001 року "Про концепцію створення єдиної системи обліку природного газу". Концепцією передбачається впровадження сучасних високоточних лічильників і створення для них відповідного метрологічного забезпечення (МЗ).

Однак, багато питань щодо забезпечення єдності вимірювань у сфері витратометрії природного газу, зокрема, відтворення і передавання одиниць вимірювання, розроблення робочих еталонів (РЕ) і еталонів передавання (ЕП) потребують подальшого розвитку. Так дотепер зовсім не акцентується увага на відсутності юридично чинних нормативних документів метрологічного спрямування для вимірювання об'єму і витрати природного газу у контексті чинної з 01.07.2007 р. Державної повірочної схеми вимірювання об'єму та об'ємної витрати газу, яка практично реалізована на повітрі як робочому середовищі. Незважаючи на запро-вадження з 01.01.2007р в Україні нових Національних стандартів щодо технічних умов на турбінні і роторні лічильники газу (ДСТУ EN 12261:2006 і ДСТУ EN 12480:2006), які регламентують умови і необхідність визначення метрологічних характеристик (МХ) лічильників газу на природному газі, практично до цих пір метрологічна атестація (МА), калібрування і повірка вказаних засобів здійснюються на повітрі. Це в багатьох випадках приводить до виникнення методичних похибок при обліку газу і, незважаючи на прийняття нового Державного стандарту щодо вимірювання витрати та кількості рідин і газу із застосуванням стандартних звужувальних пристроїв (ДСТУ 8.586.1:2008 (ISO 5167-1:2003)), зумовлює необхідність оптимізації схем передавання розміру одиниць фізичних величин і, зокрема, об'єму та об'ємної витрати природного газу від еталонів до робочих засобів вимірювальної техніки (ЗВТ).

Не зважаючи на значний вклад у розробку МЗ у витратометрії природного газу та еталонних і робочих ЗВТ І.С.Бродина, Є.П.Пістуна, І.С. Петришина, С.А.Чеховського, В.С.Вощинського (Україна), П.П.Кремльовського, А.Н.Павловського, А.А.Тупіченкова, М.А.Данілова, В.Г.Цейтліна, В.М.Плотнікова, А.І.Гордюхіна, А.П.Герасимова, В.М.Красавіна (Російська Федерація), Д.Допхайде, Р.Крамера, Б.Міккана (Німеччина), М.Ван дер Беека (Нідерланди), З.Кабзи, Й.Допке (Польща), Г.Маттінглі, А.Джонсона (США) та інших, відомі існуючі РЕ і ЕП різних типів не завжди відповідають всезростаючим вимогам сьогодення як в технічному, так і метрологічному плані. Це стосується перш за все питань розроблення нових та вдосконалення існуючих еталонних витратовимірювальних засобів підвищеної точності з похибкою менше (0,3…0,5)%, які могли б функціонувати на різних видах робочого середовища (природний газ, повітря та ін.) з властивими перевагами мобільності у застосуванні, простотою конструкції і надійністю в експлуатації. Поряд з цим для забезпечення єдності вимірювань РЕ об'єму та об'ємної витрати газу, які є переважно стаціонарного виготовлення, потребують подальшого вдосконалення методологія і технічна база їх звірень, в тому числі і нормативна база у цій сфері.

Водночас актуальними є наукові дослідження методологічних аспектів метрологічної оцінки точності відтворення та передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати природного газу, зокрема, із застосуванням "теорії невизначеності у вимірюваннях", яка у вітчизняній витратометрії природного газу не набула широкого практичного поширення внаслідок дії чинної нормативної документації щодо оцінювання МХ еталонних засобів на базі "теорії похибок". Однак, зважаючи на незворотні процеси глобалізації метрології та завдання перед метрологічною службою України щодо забезпечення виходу на міжнародне визнання національних еталонів, потребує вдосконалення ця методологія з актуалізацією нових підходів, одним із компонентів якої є "теорія невизначеності" у вимірюваннях.

Таким чином, висловлене вище дозволяє зробити висновок про те, що проблема МЗ відтворення і передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати природного газу, включаючи всі її аспекти від розроблення і метрологічних досліджень еталонних установок (ЕУ) відтворення і засобів передавання вказаних одиниць обліку природного газу до вдосконалення чинних нормативних документів у цій сфері вимірювань з метрології, є актуальною для України, а її вирішення розв'язує важливу науково-прикладну проблему.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є результатом досліджень, які проводилися в Івано-Франківському національному технічному університеті нафти і газу (ІФНТУНГ) при виконанні держбюджетної науково-дослідної роботи кафедри "Методи та прилади контролю якості і сертифікації продукції" ІФНТУНГ: "Розробка методів та засобів контролю технологічних процесів якості виробів та конструкцій" (2001-2005 р.р., розділ 1.Розробка методів контролю якості конструкцій дзвонових витратовимірювальних установок)" і "Удосконалення методів, систем та технологій контролю якості нафтогазових процесів та технологій (2006-2008 р.р., розділ 3. Вивчення конструктивних особливостей і похибок засобів опосередкованого вимірювання витрати і об'єму газу)". Автор був виконавцем вказаних розділів науково-дослідних робіт.

Основні розділи роботи склали дослідження, виконані за госпдоговірною тематикою науково-дослідного сектору Івано-Франківського інституту нафти і газу (до 1994р.) і науково-дослідного інституту нафтогазових технологій ІФНТУНГ (після 1994р):

- г/т 314/90 з МВУГГ м.Дніпропетровська "Метрологическая аттестация установки РПДУ-41пг в режиме измерения газа, приведенного к нормальным условиям" (1990р., ДРН 01900005803, інв. № 02.91.0026564, відповідальний виконавець);

- г/т 336/03 з ВАТ по газопостачанню та газифікації "Дніпрогаз" м.Дніпропетровська "Дослідження та діагностування працездатності витратовимірювальної установки РПДУ-41пг" (2003-2004р.р., відповідальний виконавець);

- договір № 127/2005 з дочірньою компанією "Укртрансгаз" НАК "Нафтогаз

України" на надання консультаційних послуг та створення (передачу) науково-технічної продукції (додаткова угода №1 "Експертний аналіз стану газовимірювальних систем і їх метрологічного забезпечення на підземних сховищах газу УМГ "Львівтрансгаз", 2005 р., керівник теми);

- г/т 44/06 з дочірним підприємством "Науканафтогаз" НАК "Нафтогаз України" "Дослідження впливу фізико-хімічних параметрів природного газу" на метрологічні властивості промислових та побутових лічильників газу та роботу газоспоживаючого обладнання" (2006-2008р.р., ДРН 0106U008194, відповідальний виконавець).

Дисертаційні дослідження також пов'язані з залученням автора до виконання таких НДР:

- 11.02.57.21 "Розробка науково-методичних документів і проведення метрологічної атестації поршневої витратовимірювальної установки РПДУ-41пг" (1993р., ДРН 0193U041714, 0395U007671, Державний науково-дослідний інститут (ДНДІ) "Система", м.Львів, виконавець);

- "Актуалізована програма створення еталонної бази України до 2006 року" (2000-2004р.р., ДРН 0206U007471, державне підприємство "Івано-Франківський регіональний науково-виробничий центр стандартизації, метрології та сертифікації" (ДП "Івано-Франківськстандартметрологія"), м.Івано-Франківськ, виконавець).

Мета і задачі дослідження полягають у розв'язанні важливої науково-прикладної проблеми у галузі метрології - забезпеченні єдності вимірювань об'єму та об'ємної витрати природного газу шляхом розвитку теорії і розроблення нових та вдосконалення існуючих методів та засобів відтворення та передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати природного газу, її впровадженні у метрологічну практику України при вирішенні проблеми раціонального використання паливно-енергетичних ресурсів.

Для досягнення зазначеної мети у роботі поставлені такі задачі:

- провести аналіз сучасного стану і тенденцій розвитку МЗ засобів вимірювання об'єму та об'ємної витрати природного газу з метою формулювання методології розвитку МЗ відтворення і передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати природного газу;

- провести теоретичні дослідження фізичних процесів в ЕУ, які призначені для точного відтворення, вимірювання та передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати газу, що дозволить визначити фактори, вплив яких зумовлює виникнення похибок при відтворенні і передаванні вказаних одиниць, а також встановити умови, за яких ці похибки зводяться до мінімальних значень;

- розробити нові принципи побудови РЕ та ЕП і на цій основі розвинути теорію метрологічних досліджень складових їх похибок;

- обгрунтувати і розвинути техніко-метрологічні засади реалізації методології передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати природного газу за умов зміни виду робочого середовища;

- вдосконалити методологію звірення РЕ з метою забезпечення єдності вимірювань об'єму та об'ємної витрати газу ЕУ і робочими ЗВТ;

- розробити концепцію розвитку Державної повірочної схеми для засобів вимірювань об'єму та об'ємної витрати газу, яка б забезпечила передавання вказаних одиниць методом безпосереднього звірення з використанням природного газу як робочого середовища;

- удосконалити і впровадити в метрологічну практику України сучасні РЕ з покращеними МХ;

- реалізувати результати виконаних досліджень у нормативних документах, які б регламентували забезпечення єдності вимірювань ЕУ та підвищення точності вимірювань лічильниками природного газу.

Об'єктом дослідження є система забезпечення єдності вимірювання шляхом відтворення і передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати газу (повітря, природний газ та ін.).

Предметом дослідження є методологічні, організаційні та технічні аспекти МЗ єдності відтворення та передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати газу.

Методи досліджень, що покладені в основу роботи, базуються на використанні методів математичного моделювання фізичних процесів у РЕ і ЕП на базі основного рівняння стану реального газу, законів збереження маси газу, теорії газодинаміки і критеріїв гідродинамічної подібності потоків, методів імітаційного моделювання на ПЕОМ. Математичне моделювання складових похибок РЕ і ЕП та побудови їх метрологічних моделей (ММ) базуються на теорії похибок, в т.ч. із застосуванням методу лінеаризації похибки на основі розкладання в ряд Тейлора при нелінійних опосередкованих вимірюваннях, теорії імовірності, теорії невизначеності у вимірюваннях, із застосуванням методу структурного аналізу компонент похибок і імовірнісних методах сумування складових результуючої похибки.

Експериментальні дослідження РЕ і ЕП та узагальнення результатів здійснювалися із застосуванням теорії вимірювань і планування експерименту, регресійного та спектрального аналізу, математичної статистики і теорії імовірності, методів числової обробки результатів експериментів.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Вперше теоретично обґрунтований новий принцип створення РЕ і ЕП на базі витратоміра критичного витоку газу (ВКВГ) для низьких тисків різних видів робочого середовища (повітря, природний газ).

2. Вперше теоретично обгрунтована методологія передавання одиниць об'єму і об'ємної витрати газу при зміні виду робочого середовища шляхом переходу з повітря на природний газ, яка забезпечує можливість її практичної реалізації на базі ВКВГ і витратомірів змінного перепаду тиску (ВЗПТ).

3. Вперше розроблена узагальнена ММ еталонів з використанням теорії невизначеності у вимірюваннях і ММ еталонів з її застосуванням, що дозволило гармонізувати результати метрологічних досліджень цих еталонів з аналогічними закордонними еталонними засобами.

4. Вперше проведено математичне моделювання і чисельне оцінювання дотепер недосліджених складових похибки РЕ дзвонового типу і ЕП на базі сопел критичного витоку і ВЗПТ, що дозволило підняти їх точність на (0,05…0,1) %.

5. Набули подальшого розвитку теоретичні дослідження фізичних процесів РЕ на базі дзвонових ЕУ і ЕУ на базі ємності високого тиску, завдяки чому визначено вплив конструктивних і інформативних параметрів ЕУ на їх функціонування, що забезпечило детермінування дотепер невивчених складових похибок ЕУ.

6. Набула подальшого розвитку методологія передавання одиниць об'єму і об'ємної витрати газу із застосуванням повітря як робочого середовища, що дозволяє реалізувати звірення стаціонарних дзвонових ЕУ і забезпечує підвищення точності та достовірності вимірювань з метою досягнення єдності вимірювань за умов передавання вказаних одиниць від Державного еталону.

7. Набули подальшого розвитку ММ еталонних засобів з використанням теорії похибок, що дозволило підвищити їх точність на (0,05… 0,15) % і реалізувати їх застосування у статусі РЕ у відповідності до чинної в Україні Державної повірочної схеми для засобів вимірювання об'єму і об'ємної витрати газу.

8. Набула подальшого розвитку методологія звірення РЕ, що дозволило розробити нормативний документ по звіренню еталонів об'єму і об'ємної витрати газу дзвонового типу і забезпечити єдність вимірювань при реалізації Державної повірочної схеми у галузі витратометрії природного газу.

9. Запропоновані наукові аспекти розвитку Державної повірочної схеми для засобів вимірювань об'єму та об'ємної витрати газу, чим досягається її спрощення за рахунок зняття потреби у створенні Державного первинного еталону природного газу, а також одночасно забезпечується підвищення точності вимірювання об'єму і об'ємної витрати природного газу на (0,2…0,3) %.

Практичне значення одержаних результатів:

- впроваджена у метрологічну практику діяльності ВАТ "Івано-Франківськгаз" дзвонова повірочна установка "ІФГАЗ-1" (діапазон відтворюваних витрат 0,025…40 м³/год, границі відносної допустимої похибки при вимірюванні об'єму газу 0,17%), експлуатація якої забезпечила проведення щорічно з 2001 р. періодичної повірки близько 5 тисяч побутових лічильників газу типорозмірів G2,5; G4; G6; G10;

- впроваджена у метрологічну практику діяльності ВАТ "Івано-Франківськгаз" повірочна установка на базі ємності високого тиску типу "ІФГАЗ-PVT-6" (діапазон відтворюваних витрат 0,016…10 м³/год, границі відносної допустимої похибки при вимірюванні об'єму газу 0,5%), що дозволило вперше в Україні створити установку, метрологічні і технічні характеристики якої забезпечили проведення щорічно з 2005 р., повірки близько 1,5 тисячі побутових лічильників газу типорозмірів G2,5; G4; G64

- впроваджена в дослідно-експериментальну експлуатацію з 1991р. у ВАТ "Дніпрогаз" (м.Дніпропетровськ) поршнева витратовимірювальна установка типу "РПДУ-41пг" (робоче середовище - природний газ з діапазоном тисків 0,3…1,0 МПа і температури від мінус 5°С до 25°С, діапазон відтворюваних витрат за робочих умов 500…8000 м³/год, сумарна відносна похибка відтворення витрати і об'єму природного газу 0,4% і 0,41% відповідно), що дало можливість експериментально встановити похибки нових та існуючих ВЗПТ і обгрунтувати доцільність їх повірки і атестації прямим методом, а також здійснити проведення випробувань створюваних в Україні високоточних акустичних витратомірів природного газу;

- створений і впроваджений в експлуатацію у ВАТ "Львівгаз" (м.Львів) портативний пристрій для діагностування побутових лічильників газу на місці експлуатації (діапазон контрольованих витрат 0,04…6 м³/год, границя основної допустимої похибки 3%, технічна реалізація на базі побутового лічильника газу типу GALLUS-2000, G4), що забезпечило проведення бездемонтажного діагностування технічного стану близько 26 тис. побутових лічильників газу типорозмірів G4, G6 і зумовило проведення їх позачергової повірки і ремонту в кількості близько 21 тисячі, завдяки чому суттєво зменшились комерціні втрати газу в умовах ВАТ "Львівгаз";

- розроблені та впроваджені у метрологічну практику такі два нормативні документи, які занесені до Державного реєстру України:

РМУ-024-2008. Метрологія. Еталони об'єму та об'ємної витрати газу дзвонового типу. Методика звірень;

РМУ-025-2008. Метрологія. Лічильники газу. Методика експериментальних досліджень впливу тиску і температури природного газу на метрологічні характеристики;

- отримані в роботі наукові результати впроваджені в навчальний процес кафедр "Методи та прилади контролю якості і сертифікації продукції" і "Інформаційно-вимірювальна техніка" ІФНТУНГ;

- розроблені в дисертації нові технічні рішення МЗ засобів вимірювання об'єму та об'ємної витрати природного газу захищені 11-ма патентами України.

Особистий внесок здобувача.

Основні положення та результати роботи отримані автором самостійно. Вони стосуються теоретичних досліджень фізичних процесів в ЕУ, розроблення методології передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати газу при зміні робочого середовища, теоретичного і експериментального обґрунтування нових принципів побудови ЕП на базі ВЗПТ, створення узагальненої ММ еталонів на базі теорії невизначеності у вимірюваннях, розвитку ММ еталонів з використанням теорії похибок і теорії невизначеності у вимірюваннях, вдосконалення методології звірення РЕ та розроблення концепції розвитку Державної повірочної схеми для засобів вимірювань об'єму та об'ємної витрати газу.

У роботах, опублікованих у співавторстві, автору належать: обґрунтування та розроблення нових методологічних і метрологічних підходів до підвищення точності обліку і раціонального використання природного газу [1, 13-15, 18], обґрунтування та розроблення методології нових аспектів застосування РЕ [21], ідеї та технічні рішення нових принципів побудови і конструктивних вдосконалень РЕ та розроблення нових способів їх функціонування [30-34, 36, 37, 39,40], обґрунтування напрямків досліджень, математичне моделювання та дослідження фізичних процесів в РЕ [1, 11, 20, 55], обґрунтування та розроблення метрологічних засад побудови діагностувальних установок для промислових і побутових лічильників газу [23, 52], створення вдосконалених метрологічних моделей ЕУ і дослідження складових їх похибки [5, 11, 24, 27, 42, 53, 54, 56], розроблення методології застосування теорії невизначеності при оцінці точності РЕ [24], розроблення методології метрологічної атестації поршневої ЕУ з використанням критичних сопел (КС) [3], розроблення методології і конструктивних рішень створення технічних засобів для визначення параметрів функціонування РЕ [10, 12, 16, 17, 19], ідеї та обґрунтування нових методологічних і технічних рішень при передаванні одиниць вимірювання об'єму та витрати природного газу при зміні виду робочого середовища [29, 38, 48], розроблення наукових і технічних аспектів розвитку методології звірення РЕ [9, 41, 43, 44].

Апробація роботи. Основні наукові положення та результати дисертаційної роботи доповідались на 13-ти міжнародних і 16-ти Всеукраїнських науково-технічних конференціях, серед них: VI Всесоюзна наук.-техн. конф. "Развитие системы метрологического обеспечения измерений расхода и количества веществ", г.Казань, 1991г.; 1-а Міжнар. наук.-практ. конф. "Системи транспортування, контролю якості та обліку енергоносіїв", м. Львів 1997р.; 2-а Міжнар. наук.-практ. конф. "Проблеми економії енергії", м.Львів, 1999 р.; 8-а Міжнар. наук.-техн. конф. "Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах" (ВОТТП 8-01), м.Хмельницький (Головчинці), 2001 р.; III, IV, V, VI Міжнар. наук.-техн. конф. "Метрологія та вимірювальна техніка", м. Харків, 2002, 2004, 2006, 2008 р.р.; 8-а Міжнар. наук.-практ. конф. „Нафта і газ України-2004", м.Судак, 2004р.; VII Міжнар. наук.-практ. конф. "Наука і освіта 2004", м.Дніпропетровськ, 2004р.; 3-я Міжнар. наук.-техн. конф. "Інформаційна техніка та електромеханіка" (ІТЕМ-2005), м.Луганськ, 2005 р.; Міжнар. наук.-техн. конф. "Ресурсозберігаючі технології в нафтогазовій енергетиці (ІФНТУНГ-40)", м. Івано-Франківськ, 2007р.; 25-а Міжнар. наук.-техн. конф. "Коммерческий учет энергоносителей", г. Санкт-Петербург, 2007г; Всеукраїнські конференції "Сучасні прилади, матеріали, технології для неруйнівного контролю і технічної діагностики промислового обладнання", м. Івано-Франківськ, 1996, 1999, 2002, 2005р.р.; 1-7 наук.-техн. конф. "Приладобудування: стан і перспективи", м.Київ, 2002-2008р.р.; 5-а Національна наук.-техн. конф. і виставка "Неруйнівний контроль та технічна діагностика", м.Київ, 2006р.; Всеукраїнські наук.-техн. конф. "Вимірювання витрати та кількості газу", м. Івано-Франківськ, 2003, 2005, 2007р.р.

За матеріалами окремих положень дисертаційної роботи здійснені виступи на нараді фахівців з науково-технічного співробітництва між ВАТ "Газпром" (Російська Федерація), НАК "Нафтогаз України" (Україна), ВАТ "Белтрансгаз" (Білорусь), АТ "Молдовагаз" (Республіка Молдова), АТ "Интергаз Центральная Азия" (Казахстан) в напрямку метрологічного забезпечення вимірювання витрати і показників якості газу (м.Яремче, 04-08 червня 2007 р.). Матеріали роботи доповідались на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу ІФНТУНГ впродовж 1991-2008рр.

Публікації. Основні результати дисертації викладені у 57-ми публікаціях, у тому числі в 28 наукових працях (із них 8 одноосібних) у виданнях, що входять до переліку ВАК України, в одному довіднику, в 11-ти патентах України (із них 1 одноосібний), в 2 нормативних документах України в галузі метрології та в 15-ти публікаціях (із них 7 одноосібних) за матеріалами праць міжнародних та всеукраїнських науково-технічних конференцій.

Структура та обсяг роботи. Робота складається зі вступу, шести розділів, висновків та додатків. Матеріали викладені на 384 сторінках; робота містить 14 таблиць, 60 рисунків, список використаних джерел з 285 найменувань та 13 додатків на 34 сторінках.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету та задачі досліджень, показано зв'язок дисертації з науковими програмами та планами, визначено об'єкт та предмет дослідження, наукову новизну, практичну цінність та особистий внесок здобувача в одержаних результатах, подано відомості про їх апробацію та впровадження.

У першому розділі здійснений аналіз сучасного стану і тенденції розвитку МЗ засобів вимірювання об'єму та об'ємної витрати газу, поданий аналіз відомих засобів передавання вказаних одиниць вимірювання і закордонних повірочних схем для цих засобів вимірювання у контексті до чинної аналогічної повірочної схеми України.

На підставі проведеного аналізу встановлено, що:

- при створенні МЗ має місце значна різноманітність принципів побудови, конструктивних реалізацій і широкий діапазон технічних і МХ еталонної витратовимірювальної техніки. Однак оцінені їх МХ і використання при цьому повітря як робочого середовища замість природного газу зумовлено недостатнім рівнем вивчення фізичних процесів у ЕП і РЕ, що обґрунтовує необхідність подальшого дослідження теоретичних основ функціонування еталонів об'єму та об'ємної витрати газу;

- потребують вдосконалення існуючі ЕУ і розроблення нові принципи побудови ЕП і РЕ для досягнення підвищення їх точності і розширення умов функціонування;

- необхідність підвищення точності і достовірності МА і повірки робочих ЗВТ обліку природного газу обгрунтовують доцільність розвитку ММ еталонних засобів;

- введення з 01.07.2007р. нового Національного стандарту України щодо Державної повірочної схеми для засобів вимірювання об'єму та об'ємної витрати газу, яким запроваджено застосування ЕП, зумовлює необхідність розвитку методології передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати газу, а стаціонарність виготовлення РЕ, крім того, потребує вдосконалення наукових, технічних і метрологічних аспектів методології звірення РЕ між собою і з Державним еталоном;

– практична реалізація забезпечення єдності вимірювань при МЗ відтворення і передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати природного газу потребує розроблення і впровадження відповідної нормативної бази;

- з урахуванням процесу інтеграції України до Євросоюзу і в міжнародний метрологічний простір потребують актуалізації дослідження і оцінювання МХ еталонних засобів витратометрії газу з використанням концепції теорії невизначеності у вимірюваннях, що необхідно для практичної реалізації міждержавних звірень і гармонізації оцінок МХ витратовимірювальної техніки на європейському і міждержавному рівнях;

- незважаючи на запровадження нової Державної повірочної схеми, встановлена її недосконалість при передаванні одиниць об'єму та об'ємної витрати природного газу з урахуванням реального робочого середовища, що зумовлює актуальність розроблення наукових аспектів її розвитку.

На підставі викладеного сформовані основні завдання дисертаційного дослідження.

У другому розділі викладені результати досліджень теоретичних основ функціонування еталонів об'єму та об'ємної витрати газу. При цьому акцентована увага на розвиток математичних моделей ЕУ, які є технічною основою практичної реалізації МЗ відтворення і передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати газу, а також на моделюванні теоретичних засад передавання одиниць витрати природного газу.

Враховуючи значне практичне застосування в Україні дзвонових ЕУ і можливість досягнення в них високих МХ (значення відносної допустимої похибки може становити менше ±0,15%), проведене математичне моделювання фізичних процесів в них, зокрема, шляхом дослідження впливу функціонування окремих вузлів ЕУ на точність відтворення об'єму та об'ємної витрати газу. Розроблена багатопараметрична математична модель відтворення об'єму газу дзвоновими ЕУ, яка визначає алгоритми корекції відтворюваного контрольного об'єму газу V_К за параметрами ДV_Р та ДV_Т:

де, - зміна рівня замкової рідини у внутрішній кільцевій секції резервуара внаслідок збільшення занурення дзвона на величину і внаслідок зміни тиску під дзвоном відповідно, м; - густина замкової рідини витіснювача, кг/м³; - прискорення вільного падіння, м/с², - площа поперечного перерізу стінки дзвона, м²; - площі кільцевих перерізів замкової рідини, утворених поверхнями стінок дзвона та внутнішньою і зовнішньою стінкою витіснювача відповідно, м².

Практична реалізація моделі дозволила також здійснювати коригування контрольного об'єму. Для практичної реалізації моделі здійснене моделювання впливу конструктивних параметрів дзвонової ЕУ на її МХ.

З урахуванням необхідності вивчення умов досягнення покращення стабільності відтворюваних витрат газу проведені дослідження частотних характеристик відтворюваних витрат як основних інформативних параметрів ЕУ. Спектральний аналіз проводився шляхом експериментальних досліджень тиску під дзвоном і перед досліджуваним приладом (ДП) дзвонової ЕУ ІФГАЗ-1 (ВАТ "Івано-Франківськгаз") на витратах 2 і 10 м³/год. Для цього використовувалося інформаційно-програмне забезпечення з використанням мікропроцесорних сенсорів, які забезпечували одночасне реєстрування вказаних параметрів з інтервалом 0,75 с. Цифрова обробка результатів досліджень (рис.1) дала можливість обчислити спектральні характеристики сигналів інформативних параметрів, які наведені на рис.2.

З них очевидною є нестабільність сигналів тиску під дзвоном ЕУ і перед ДП, що відображено в результатах обчислень дискретної трансформації Фур'є (модуль, спектральних характеристик сигналів). Наведені графіки модуля взаємної спектральної щільності свідчать про достатньо виражену кореляцію частоти пульсацій тиску, яка передається до ДП і зменшується із зниженням відтворюваної витрати від 0,08 Гц при 10 м³/год до 0,015 Гц при 2 м³/год. Запропонована методологія аналізу дозволила дослідити і математично описати взаємозв'язок між характеристиками витрати і об'єму газу, відтворюваними дзвоновою ЕУ, та їх значеннями, переданими до ДП. На основі спектрального аналізу виявлено фактори і умови виникнення резонансних явищ, які мають місце при метрологічних дослідженнях ротаційних лічильників газу. Отримані результати також відкривають нові методологічні аспекти вивчення і кількісної оцінки динамічних складових похибки дзвонових ЕУ, а також ЕУ на базі лічильників з обертовими елементами.

Виконані теоретичні дослідження фізичних процесів в ЕУ опосередкованого вимірювання витрати PVTt-типу дали можливість запропонувати такий вдосконалений алгоритм функціонування установок цього типу, який передбачає застосування доповнення ємності робочим середовищем з еталонною витратою, яка формується КС:

Вираз (3) дає можливість розраховувати невідомі режимні параметри реалізації патентозахищеного способу градуювання ЗВТ при заданих значеннях інших параметрів. Це стосується перш за все визначення необхідного значення вхідного тиску Р_КС за значеннями робочих умов Р_ДП, Т_ДП і коефіцієнта Z_ДП перед ДП та витратою газу на ньому. При цьому також можна коригувати діапазон зміни робочого тиску в ємності від p₁₁ до p₁₂ і одночасно виконувати умову вибору необхідної тривалості вимірювального циклу .

З алгоритму (3) очевидною є необхідність точного визначення значення ФС робочого середовища ЕУ. Зважаючи на відсутність відомих апроксимаційних характеристик для ФС повітря на основі виконаного математичного моделювання табличних даних зміни ФС, отримані такі апроксимаційні залежності при вимірюванні абсолютного тиску в МПа і температури в К:

Точність апроксимації оцінювалася згідно критерію мінімуму СКВ, що подано в табл.1. Це забезпечує вибір оптимального виду поліноміальних функцій в залежності від умов повірки ДП і функціонування РЕ.

Для реалізації методологічних аспектів передавання одиниці витрати природного газу на базі ВЗПТ здійснене імітаційне моделювання градуювального коефіцієнта цього типу витратомірів, прийнятого як добутку коефіцієнтів витікання С і розширення робочого середовища на базі нових стандартизованих аналітичних залежностей з ISO 5167-2:2003. Результати моделювання представлені на рис.3.

Для забезпечення коректних результатів моделювання проводилося для значень внутрішнього діаметра вимірювального трубопровода D>71,12 мм і співвідношенні тисків після і до звужувального пристрою ВЗПТ . Із рис.3 видно, що на стабільність градуювального коефіцієнта впливають значення числа Рейнольдса Re_D і показника адіабати k, а також конструктивних параметрів ВЗПТ, що в цілому є відомим. Однак, проведене чисельне моделювання вказує, що для діапазону Re_D = (10⁵ ч 10⁸) зміна градуювального коефіцієнта Се є найменшою (0,089 %) для відносного діаметра звужувального пристрою (відношення діаметра отвору d діафрагми до внутрішнього діаметра D вимірювального трубопровода ВЗПТ) в=0,1 і найбільшою (2,41%) для в=0,74 (рис.3,а). При цьому очевидним є практично однаковий вплив зміни показника адіабати k на нестабільність градуювального коефіцієнта Се , який в межах Re_D = (10⁵ ч 10⁸) змінюється близько 1,75% для практично всього можливого діапазону зміни показника k від 1,2 до 1,66. Орієнтовна паралельність форми кривих (рис.3,б) свідчить про методичний вплив на нього робочого середовища і про можливість аналізу цього явища з вивченням впливу як систематичних похибок і обгрунтуванням введення поправок щодо них. Із рис. 3,а також витікає можливість підвищення стабільності градуювального коефіцієнта із зменшенням параметра в. Поряд з цим внаслідок більшої досконалості математичних моделей за ISO 5167-2:2003 порівняно з відомими аналогічними формулами із РД 50-213-80 встановлена зона підвищеної стабільності (зміна не більше 0,017%) градуювального коефіцієнта в межах Re_D = (10⁶ ч 10⁸ ) при в=0,1 і зміни Се до 0,37% при в=0,5623, які математично обгрунтовують можливість їх використання для створення ЕП. Враховуючи систематичний вплив на зміну градуювального коефіцієнта параметрів Re_D, в і k, стає можливим його коригування шляхом введення поправок. Цим відкривається можливість підвищення точності ЕП і РЕ на базі ВЗПТ.

Третій розділ присвячено удосконаленню конструкції і розробленню нових принципів побудови РЕ об'єму та об'ємної витрати газу.

Один із напрямків удосконалення конструкції дзвонових ЕУ спрямований на вдосконалення пристрою стабілізації тиску шляхом розроблення нового принципу компенсування впливу виштовхувальної сили дзвона. Така конструкція ЕУ забезпечує досягнення постійності відтворюваної витрати через ДП 13 (рис.4), яка задається регулятором 14 у вихідному трубопроводі 12 і вимірюється за допомогою з'єднаної з дзвоном 5 контрольної лінійки 6, оптоелек-тронної пари 7 і обчислювача 8. При цьому забезпечується підвищення стабільності від-творюваних витрат з врахуванням непостій-ності поперечного перерізу дзвона 5 і з враху-ванням значень відтворюваних витрат газу ЕУ. Це досягається за рахунок виконання пристрою стабілізації тиску 2 під дзвоном 5 у вигляді компенсаційної посудини 3 з профіль-ною боковою поверхнею 1, яка заповнена рідиною і яка через гнучку стрічку 4 зв'язана з дзвоном 5 і під'єднана до витіснювача 9 гнучким трубопроводом 11. Форма профілю 1 компенсаційної посудини 3 вздовж її висоти змінювана відповідно до умови забез-печення постійного співвідношення G/F (G-вага дзвона, F-площа локального поперечного перерізу дзвона вздовж його висоти). Водночас форма компенсаційної посудини 3 є додатково коректованою за допомогою задавача 10 стосовно режиму роботи установки. Показано, що застосування такої компенсаційної посудини дозво-лило зменшити похибку відтворення об'єму та об'ємної витрати газу на (0,02-0,03)%.

Урахування декількох факторів, які спричиняють зниження точності дзвонових ЕУ і змодельовані алгоритмом (1)-(2), може бути технічно реалізоване з використанням спеціального пристрою 8 корекції відтворюваного контрольного об'єму (рис. 5), який виконаний у вигляді диференціального перетворювача тиску 9 із каналами 7, 11 вимірювання тиску у піддзвоновому просторі 2 та у внутрішній секції кільцевого резервуару 1 і додатково оснащеного через блок спряження 10 мікропроцесором- обчислювачем 6 приросту контрольного об'єму газу. За рахунок використання пристрою корекції стає можливим здійснення автоматичного коректування контрольного об'єму газу дзвона 3, який вимірюється контрольною лінійкою 4 з відліковим пристроєм 5 і передається до ДП 12.

У цьому розділі також розглядаються оптимізовані конструкції РЕ на базі установок PVTt - типу, які забезпечують:

- градуювання та повірку витратомірів і лічильників газу з використанням алгоритму (3) у відповідності до патентозахищеного способу;

- обладнання лінії подачі газу до ємності осушувачем газу і застосування необхідного взаємозв'язку погодженої дії з відповідним обладнанням РЕ, що дозволяє забезпечувати керування та миттєво-порівняльне зняття параметричних характеристик РЕ і ДП в процесі випробування останніх;

- реалізацію конструктивних вдосконалень РЕ з метою стабілізації термогазодинамічних парамет-рів і, зокрема, усунення градієнта температури всередині ємності при підготовчому і випробуваль-ному циклах за рахунок обладнання лінії подачі газу вузлом аксіального закручування потоку.

Новий патентозахищений принцип побудови РЕ з використанням КС забезпечує можливість їх функціонування в мережах низького тиску, чим досягається повірка засобів обліку газу за реальних умов експлуатації при низьких тисках. Принцип дії ЕУ полягає в безпосередньому порівнянні показів послідовно змонтованих ДП і КС з відповідним контрольно-вимірювальним обладнанням для точного вимірювання об'єму чи витрати газу. Установка містить вхідний трубопровід 1 (рис. 6), випробувальну ділянку з ДП 2, набір декількох паралельно змонтованих КС, наприклад, 3, 4, 5 з відповідною запірною арматурою 6, 7, 8 і вихідний трубопровід 10. З метою забезпечення критичного режиму потоку через КС РЕ містить у вихідному трубопроводі 10 газоструминний інжектор 9, завдяки якому досягається пониження робочого тиску на виході КС. Наявність байпасної лінії 11 з засобом компримування газу 12 забезпечує подачу необхідної витрати робочого середовища з підвищеним тиском Р₄ для функціонування газоструминного інжектора 9. Вибір витратних режимів РЕ досягається протіканням газу через попередньо вибрані для роботи одне або декілька КС, робочі лінії яких відкриваються запірною арматурою, керованою задавачем витрати 14. Досягнення необхідного режиму роботи газоструминного інжектора забезпечується регулятором критичного режиму 13, вхідним сигналом якого є тиск Р₅ інжектованого потоку газу (тиску у вихідному колекторі КС), а вихідний сигнал регулятора 13 змінює режим роботи засобу 12 шляхом зміни витрати і тиску Р₄ на виході засобу 12. При цьому параметри настройки регулятора 13 попередньо визначаються задавачем 14 стосовно вибраного значення витрати ДП 2.

Обчислення об'ємної витрати в i-ій випробувальній лінії здійснюється за результатами вимірювань тиску і температури ізоентропічно загальмо-ваного газу на вході і-го КС і розрахо-ваного для цих умов коефіцієнта стисливості (КфС) газу. Тиск і температура визначають параметри стану газу перед ДП і дозволяють розраховувати масові або об'ємні витрати (при дослідженні витратомірів) чи масу або об'єм виміряного газу (при дослідженні лічильників). Тиск характеризує параметр стану газу на виході ЕУ, а тиски і - параметри функціонування газоструминного інжектора, перший з яких визначає тиск робочого середовища, яке подається від засобу компримування 12, а другий - тиск інжектованого потоку, що забезпечує критичний режим протікання газу через КС.

Показано, що РЕ цього типу може бути конструктивно реалізований у вигляді мобільної або стаціонарної ЕУ, а також як еталонний засіб, що може працювати на будь-яких робочих середовищах (повітря, природний газ та ін.).

У четвертому розділі наведені результати запропонованих напрямків розвитку ММ еталонів об'єму та об'ємної витрати газу шляхом теоретичних досліджень, моделювання досі невивчених складових їх похибки, а також результати експериментальних досліджень МХ еталонів, розроблена узагальнена ММ для вказаних еталонів з використанням теорії невизначеності у вимірюваннях.

При розробленні узагальненої ММ проаналізований бюджет невизначеності РЕ, розглянуті джерела, що формують методологічні принципи побудови ММ, які об'єднані у такі групи невизначеностей:

- визначені алгоритмом функціонування РЕ згідно принципу дії (типи А, В);

- сформовані еталонними засобами вищої точності при передаванні одиниці об'є-му чи витрати до РЕ або які застосовуються при метрологічній атестації РЕ опосередкованим методом (тип В);

- вимірювальних каналів (типи А, В);

- від дестабілізуючих факторів роботи РЕ (тип А, які визначаються експеримен-тальним чином, і тип В, які розраховуються від граничних меж зміни параметрів РЕ);

- розрахунку параметрів чи коефіцієнтів, які застосовуються при роботі РЕ, наприклад, невизначеності розрахунку ФС чи густини робочого середовища або коефіцієнта витікання звужувального пристрою (тип В);

- точності збирання вимірювальної інформації з ДП (тип В);

- системи обробки вимірювальної інформації (тип В);

- зумовлені точністю передавання одиниці вимірювання від РЕ до ДП (тип В).

Крім того, за наявності кореляції між параметрами РЕ розраховано бюджет кореляцій вхідних величин (тип А чи В) в залежності від експериментально чи теоретично встановленого виду коваріації.

Виходячи з перерахованих складових невизначеностей розроблена узагальнена ММ у вигляді ієрархічної структури їх побудови (рис. 7), яка дозволила сформувати компоненти складових невизначе-ності для конкретного типу РЕ, а також здійснити їх кількісний аналіз і сумування згідно основних положень теорії невизначеності.

Практична реалізація узагаль-неної ММ конкретизована на рис. 8 для ЕУ PVTt - типу з функціонуванням без донаповнення ємності, який є частковим випадком алгоритму (3). За таких умов невизначеності типу А визначаються параметрами, які підлягають експериментальному визначенню під час метрологічних досліджень, а саме: визначення об'єму ємності високого тиску; функціонування вимірювальних каналів тиску, температури; від нестабільності тиску і температури перед ДП; від градієнта температури в ємності.

Невизначеності типу В формуються стандартними невизна-ченостями використаних в установці і для її метрологічних досліджень ЗВТ, а також невизначеністю параметрів, які визначаються роз-рахунковим методом, зокрема, ФС робочого середовища. Установлено, що перелік не-визначеностей типу В будуть доповнювати невизначеності, які можуть вносити додаткові методичні похибки від: наявності водяної пари в робочому середовищі; наяв-ності осаду в ємності; дискретності пристрою збору вимірювальної інформації з ДП.

За результатами проведених експериментальних досліджень і чисельного імітаційного моделювання встановлено, що розширена невизначеність для цього типу установок може знаходиться в межах ±(0,25…0,45)%, чим обгрунтовується можливість їх застосування як РЕ.

Для оцінки похибки визначення ФС повітря, що є однією із найбільш впливових складових похибки для установок цього типу (похибка ±0,25%), проведений метрологічний аналіз алгоритму визначення цього параметра. При цьому сумарна похибка визначення ФС розраховувалася таким чином:

При застосуванні рівнянь (4), (5) отримана формула для розрахунку методичної похибки визначення ФС повітря для діапазону (0,1…р_max), яка може бути подана у вигляді:

Установлено, що за цієї умови діапазон можливих значень похибки буде знаходитися в межах ±(0,005…0,16)% і визна-чається діапазоном робочих тисків і режимом роботи установки PVTt-типу. Показано, що значення похибки визначається видом вибраного полінома (4) або (5), технічними характеристиками установки і режимом її роботи. Чисельне значення цієї похибки знаходиться в межах ±(0,013… 0,037)% і вибирається із табл. 1.

Рівняння (4) і (5) також дають можливість здійснити оцінку похибки як при опосередкованих вимірюваннях:

Проведені дослідження, математичне моделювання і чисельний аналіз кількісного значення похибки визначення ФС показали, що оцінка точності визначення ФС повітря при належному виборі вимірювальних засобів тиску і температури, а також правильному виборі робочого діапазону установки не буде перевищувати ±(0,05ч0,08)%. Це в кінцевому результаті дозволяє підвищити точність МА установок PVTt-типу і досягти її відповідності за МХ для повірки побутових лічильників газу.

Для оцінки впливу вологи на складову похибки ЕУ PVTt-типу запропоновано використовувати алгоритм

Значення тиску ( - парціальний тиск насиченої водяної пари) визначається з врахуванням діапазону робочих тисків у ємності, а також відносної вологості повітря, яке подається в ємність. Тиск розраховується як різниця тисків і , а значення коефіцієнтів , визначаються для значень тиску і температури робочого середовища в ємності і перед ДП.

За результатами чисельного аналізу встановлено, що волога сприяє збільшенню КфС і наближенню його до одиниці. При цьому її вплив зростає як із збільшенням температури, так і із збільшенням тиску. Встановлено, що при максимальних робочих тисках 1,0 МПа і температурах 303 К для відносної вологості повітря до 80% різниця значень КфС вологого і сухого повітря не перевищує 0,005%, однак це може зумовити появу додаткової складової похибки установки в межах (0,003-0,015)%, якою в ЕУ не можна нехтувати.

В цьому розділі також проведені теоретичні дослідження і математичне моделювання складових похибки для дзвонових ЕУ від: непостійності тиску під дзвоном ЕУ; зміни значення робочого тиску під дзвоном; впливу конструктивних параметрів (геометричних розмірів дзвона, розмірів ємності з замковою рідиною); кута відхилення дзвона стосовно вертикальної осі. Для кожної із вказаних складових похибки запропоновані алгоритми їх обчислення.

Розроблена ММ РЕ на базі сопел критичного витоку з функціонуванням за таким алгоритмом відтворення об'єму газу:

Згідно алгоритму (10) і за умови припускання відсутності кореляційних зв'язків між значеннями параметрів РЕ розроблений такий вираз для його ММ:

Наведені результати експериментальних досліджень і МА поршневої ЕУ типу РПДУ-41пг, яка є єдиною цього типу ЕУ на теренах України і СНД і може відтворювати і передавати одиниці об'єму та витрати природного газу.

МА установки РПДУ-4Іпг передбачала окремо МА контрольного вимірювального трубопроводу (КВТ) установки і окремо МА установки в цілому. МА КВТ проводилась за результатами його досліджень, виконаних геометричним методом. Експериментальні дослідження установки в цілому полягали у створенні потоку газу, який послідовно проходить через КВТ і компаратор. При обробці даних обчислювалися об'ємна витрати газу поршневої установки і об'ємна витрата газу в точці розміщення КС:

Порівнянням значень і обчислювалась відносна похибка відтворення та вимірювання установкою витрат природного газу. Експериментальні дослідження установки РПДУ-41пг здійснювались в точках 500, 1050, 2100, 4250, 5300, 6350, 8000 м³/год. Крім того, при МА установки аналізувалися НСП, які зумовлені неточністю: задання об'єму природного газу, визначення часу проходження поршневого розділювача між фотодетекторами, відтворення витрат КС.

За результатами МА похибка установки склала 0,4% при відтворенні витрати газу і 0,41% при відтворенні об'єму природного газу. Це підтверджує можливість використання установки як еталонного засобу відтворення і передавання одиниці об'єму та об'ємної витрати природного газу.

У п'ятому розділі висвітлені аспекти розвитку методології передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати газу. За участю автора розроблений пристрій, який забезпечує використання дзвонових ЕУ для метрологічної атестації ВКВГ на витратах, які визначаються робочим діапазоном ЕУ, і не вимагає застосування додаткових пристроїв зміни параметрів газового потоку. Основними вузлами цього пристрою є дзвонова ЕУ, випробувальна ділянка і система забезпечення критичного режиму потоку через ВКВГ. В свою чергу система забезпечення критичного режиму складається з газоструминного інжектора, джерела витрати стисненого повітря, блока керування і трубопроводів.

При МА ВКВГ вимірюються параметри тиску і температури повітря під дзвоном і перед КС, які забезпечують проведення обчислень за алгоритмом:

Запропонований пристрій забезпечує підвищення точності градуювання експериментальним методом КС, оскільки при цьому може бути використаний ство-рений на базі дзвонової ЕУ Державний еталон одиниць об'єму та об'ємної витрати газу.

Іншим технічним рішенням, яке забезпечує градуювання ВКВГ на повітрі або природному газі є застосування засобу компримування газу перед КС у вихідному трубопроводі дзвонової ЕУ. За рахунок стабільної частоти обертання роторів засобу компримування, яка формується задавачем, здійснюється стиснення потоку робочого середовища на виході дзвонової ЕУ до значення, яке забезпечує критичний режим протікання повітря через КС. Для стабілізації потоку і згладжування коливань тиску у системі на виході засобу компримування встановлений погашувач пульсацій тиску. Для забезпечення потрібного температурного режиму при градуюванні критичного витратоміра на виході засобу компримування газу розміщується теплообмінник, під'єднаний до регулятора температури з задавачем, чим досягається нагрів або охолодження компримованого газу.

...