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

Для реалізації передавання одиниць об'єму і об'ємної витрати природного газу із зміною виду робочого середовища розроблена нова методологія побудови ЕП вказаних одиниць з використанням ВЗПТ, яка може бути реалізована на базі Державного еталону цих одиниць, робочим середовищем якого є повітря.

Суть розробленої методології зводиться до застосування в Державній повірочній схемі ЕП одиниць об'єму і об'ємної витрати, особливістю яких була би можливість їх практичної реалізації при різних видах робочого середовища, перш за все на повітрі і природному газі. При цьому технічна реалізація цих ЕП забезпечує як передавання одиниці за різних параметрів робочого середовища, так і проведення звірень з аналогічними закордонними еталонами.

ЕП на базі ВЗПТ реалізує такий алгоритм вимірювання витрати:

Використання Державного еталону, який забезпечує відтворення і вимірювання в робочому діапазоні витрат повітря за робочих умов з значенням НСП 5·10^-4 і СКВ 1·10^-3, забезпечує з урахуванням проведених теоретичних і експериментальних метрологічних досліджень можливість суттєво більш точного від ±0.5% експериментального визначення коефіцієнта Се для ВЗПТ, який при метрологічних дослідженнях монтують у випробувальній ділянці вихідного трубопроводу Державного еталону. Зміною відтворюваних витрат досягається зміна значень числа Re_D і параметра k у вимірювальному трубопроводі ВЗПТ, що забезпечує можливість отримання функціональної залежності від цих показників. При цьому у випадку зміни робочого середовища завдяки теорії гідродинамічної подібності стає можливим такий вибір параметрів потоку, для якого є експериментально визначене значення градуювального коефіцієнта Се, чим досягається передавання одиниці вимірювання до РЕ.

Водночас з метою розширення діапазону витрат, які передаються до РЕ, за експериментально встановленими значеннями коефіцієнта Се для конкретного ВЗПТ стає можливим коригування його фактичних значень стосовно реальних значень числа Re_D , показника k і, як наслідок, обчислювати витрату чи об'єм природного газу.

Другий напрям розробленої методології передавання одиниці витрати природного газу при зміні виду робочого середовища може бути реалізований на базі ВКВГ. Цей напрям реалізації принципу побудови ЕП одиниці витрати полягає в застосуванні КС з експериментально визначеним значенням коефіцієнта витрати. Це здійснюють у відповідності до алгоритму (13) за допомогою одного з створених за участю автора пристроїв при використанні повітря як робочого середовища. Змінюючи значення робочого тиску дзвонової ЕУ стає можливим знаходження коефіцієнта м для різних параметрів робочого середовища (повітря), а розрахунок при цьому числа Рейнольдса (Red) для течії в горловині КС забезпечує отримання апроксимаційної залежності м=f(Red). При цьому ЕП функціонує, наприклад, за алгоритмом (10). При передаванні одиниць знайдене значення м коригується за результатами отриманої апроксимаційної залежності м=f(Red) для робочих умов природного газу, а значення функції СКС розраховується для цих умов згідно відомих методик.

В цьому розділі роботи також проведений аналіз невизначеності вимірювань при передаванні одиниці витрати природного газу еталоном на базі ВЗПТ у відповідності до алгоритму (14). Показано, що сумарна невизначеність розрахунку коефіцієнта , визначається на основі розрахованих значень невизначеностей вхідних величин, що входять в формулу (16), а також з врахуванням їх ступеня впливу через наступні коефіцієнти впливу:

З урахуванням обчисленого значення невизначеності розроблена ММ передавання одиниці витрати природного газу при зміні робочого середовища. При цьому алгоритм функціонування ЕП буде визначатися рівнянням (16), у якому введений коефіцієнт К_гр, а також коефіцієнт коригування К_к градуювального коефіцієнта, що може бути подано у вигляді:

Показано, що при побудові ММ необхідно враховувати похибки всіх складових, що входять в алгоритм (16) функціонування ЕП при вимірюванні об'ємної витрати природного газу. Для розрахунку сумарної невизначеності вимірювання витрати природного газу ЕП використаний вираз, що враховує ступінь впливу кожного із параметрів через часткові похідні і за умови припускання відсутності кореляційних зв'язків між ними, який представлений згідно алгоритму (16) у наступному вигляді:

За результатами розрахованих значень коефіцієнтів впливу отримане числове значення сумарної невизначеності вимірювання витрати становить З метою підтвердження коректності розробленого методичного підходу щодо визначення градуювального коефіцієнта ЕП на базі ВЗПТ проведені репрезентативні експериментальні його дослідження з використанням дзвонового РЕ типу РКДУ-0,44 (ВАТ "Промприлад", м.Івано-Франківськ). Результати виконаних досліджень подані на рис.10. Їх аналіз показав, що максимальне значення невизначеності типу А для даного ЕП становить ±0,041%, а теоретично визначена похибка знаходження коефіцієнта є суттєво більшою, яка в абсолютних одиницях не перевищує 0,003 або ±0,52% від числового значення . Зона перекриття похибок свідчить про правильність методичного підходу щодо визначення градуювального коефіцієнта ЕП. При Re 8010³, де відсутня зона перекриття границь похибок, очевидним є вплив систематичної складової методичної похибки для дослідного зразка ЕП. Ця похибка може бути усунена шляхом індивідуального градуювання ЕП, завдяки чому відкривається можливість підвищення точності еталона вимірювання об'єму та об'ємної витрати газу і застосування його в статусі ЕП.

Концепцію створення мобільних установок для повірки і діагностування побутових лічильників газу (ПЛГ) реалізовано на базі розроблених техніко-метрологічних засад їх побудови, а розроблений алгоритм функціонування має вигляд:

Особливістю функціонування розробленої установки є визначення тиску і температури газу перед ЗП шляхом вимірювання цих параметрів на ПЛГ з наступним приведенням до умов ЗП згідно заданої витрати і технологічних параметрів з'єднувальних трубопроводів між ПЛГ і ЗП. Зважаючи на такий підхід щодо визначення параметрів газу перед ЗП, їх значення розраховується опосередкованим методом і є функціями наступних величин:

Сформована ММ, яка відображає основні складові допустимої похибки створеної установки. Чисельний аналіз моделі показав, що допустима похибка створеної діагностувальної установки не перевищує (0,6…0,7)%, що відповідає чинним вимогам до МЗ ПЛГ.

В розділі також наводяться дані про розробку та експериментальні дослідження пристрою на базі усереднюючих напірних трубок, який є перспективним для проведення технічного діагностування промислових лічильників газу без демонтажу за реальних умов експлуатації.

В шостому розділі розглянуті напрями вдосконалення методології звірення РЕ. При цьому запропоновано застосування створеного компаратора для звірення дзвонових еталонів, який реалізований на базі КС з допоміжними засобами забезпечення критичного режиму їх функціонування. Розроблена методика звірень еталонів, яка передбачає визначення експериментальним шляхом як значень коефіцієнта витрати КС за алгоритмом (13) для кожного еталона дзвонового типу, так і шляхом статистичної обробки експериментальних даних систематичної і випадкової складових похибки, а також границі НСП для кожного звірюваного еталона.

Розроблена ММ звірення еталонів об'єму та об'ємної витрати газу, яка реалізована у відповідності до алгоритму (13) і представлена у вигляді:

Показано, що розрахункове значення коефіцієнта =0,9881, а значення відносної сумарної невизначеності для нього не перевищуватиме ±0,092%.

Таким чином, розроблена ММ звірення еталонів об'єму та об'ємної витрати газу дзвонового типу і її кількісний метрологічний аналіз засвідчують можливість проведення таких метрологічних робіт, оскільки похибку визначення коефіцієнта витрати можна віднести до НСП, яка може бути прийнята як розширена невизначеність при коефіцієнті охоплення = 2 рівною 0,18%, що обгрунтовує можливість застосування розробленої методології на базі ВКВГ для звірення еталонів об'єму та об'ємної витрати газу дзвонового типу.

Виконано апробацію звірень РЕ з різними видами робочих середовищ на базі поршневої ЕУ РПДУ-41пг в діапазоні (500…8000) м³/год витрат природного газу за робочих умов при статичних тисках до 1,5 МПа. Реалізація цього процесу здійснена за допомогою компаратора з використанням КС завдяки їх достатньо високих МХ, мобільності і можливості функціонування на різних видах робочого середовища. При цьому за еталонну одиницю витрати газу вибрано одиницю витрати газу, яку відтворює Державний первинний еталон одиниці масової витрати газу ГЭТ 118-79, який був узаконеним в СРСР як вища ланка загальносоюзної повірочної схеми для засобів вимірювання масової витрати газу стандартом ГОСТ 8.369-79, що і донині є чинним в Україні. За допомогою цього еталону попередньо здійснювалося на повітрі калібрування (градуювання) КС еталонів передавання одиниці витрати газу.

За результатами звірень виявлені кількісні значення НСП поршневої ЕУ і СКВ визначення коефіцієнта витрати j-го КС. При цьому його значення за умови переходу з повітря на природний газ обчислювалися за формулою:

Багаторазові вимірювання на кожній досліджуваній витраті дали можливість обчислити СКВ S(м_j) випадкової складової похибки вимірювання коефіцієнта витрати м_j і його середнього значення . Показано, що S(м_j) знаходилося в межах ±(0,16…0,31)%, а значення = (0,9032…0,9510) для різних виконань КС компаратора, завдяки чому практично реалізується передавання одиниць об'єму і витрати газу.

Для практичної реалізації методології звірення РЕ безпосередньо на природному газі розроблена методика експериментальних досліджень впливу параметрів природного газу на МХ лічильників газу, яка апробована на калібрувальній установці ВАТ "Івано-Франківськгаз". При цьому запропонований такий вираз для розрахунку відносної похибки лічильників:

На базі виконаних експериментальних досліджень визначалися додаткові похибки від впливу тиску і температури природного газу за алгоритмами:

Методика визначення додаткових похибок викладена в розробленому за участю автора нормативному документі. Результати експериментальних досліджень засвідчили наявність суттєвого (±0,3% і більше) впливу тиску і температури природного газу на зміну кривої похибок лічильників газу всіх досліджуваних засобів: роторних (типу Delta, GMS, ТЕМП), турбінних (типу TZ Fluxi, ЛГ80) і ультразвукових (типу КУРС). При цьому практично відсутні єдині закономірності для різних типів лічильників газу, що актуалізує необхідність подальших досліджень в цьому напрямку.

З урахуванням розробленої в роботі методології передавання одиниці об'єму та об'ємної витрати природного газу розроблена концепція розвитку чинної Державної повірочної схеми, яка забезпечує досягнення єдності вимірювань у сфері витратовимірювання природного газу і подана у двох аспектах. Перший з них передбачає проект доповнення до чинної повірочної схеми. Методологічною основою вдосконаленої повірочної схеми є перенесення поля "Робочі еталони, запозичені з інших повірочних схем" із зони метрологічної ієрархії після поля ЕП в зону перед полем ЕП. Це дає можливість розроблення ЕП з урахуванням одиниць вимірювання якісних параметрів природного газу: густини, вологості, компонентного складу. Для цього застосовуються еталонні густиноміри природного газу за ГОСТ 17310, еталонні вологоміри природного газу за ГОСТ 20060, еталонні хроматографи природного газу за ГОСТ 23781.

У відповідності до розробленої концепції вдосконалення Державної повірочної схеми ЕП технологічно повинні забезпечувати можливість реалізації на базі ЕУ, які можуть функціонувати на двох видах робочого середовища: повітрі і природному газі. В роботі обґрунтовано застосування таких типів ЕП: на базі установок PVTt-типу, еталонних КС, еталонних ВЗПТ і набору еталонних лічильників та витратомірів об'ємної витрати газу. Як вторинні еталони застосовуються установки повірочні, типи яких відповідають типам ЕП, а також можуть бути застосовані поршневі ЕУ.

При цьому поле РЕ згідно розробленої концепції порівняно з чинною схемою доповнюється повірочними установками з еталонними ВЗПТ. В роботі конкретизовані МХ і діапазони вимірювання кожного із застосованих видів еталонних засобів, що в цілому відповідає чинній Державній повірочній схемі.

Інший аспект розвитку чинної Державної повірочної схеми передбачає розроблення проекту повірочної схеми для засобів вимірювання об'єму і об'ємної витрати природного газу. Цей проект передбачає використання чотирьох ступенів повірочної схеми, вихідним еталонним засобом якої є вторинний еталон одиниці об'єму та об'ємної витрати природного газу, створений на базі поршневої ЕУ типу РПДУ-41пг, і передбачає її МА з використанням розробленої методології передавання одиниці вимірювання від Державного еталона за допомогою ВКВГ. При цьому за результатами МА в режимі відтворення об'єму газу НСП установки не повинно перевищувати И_В = 1·10^-3 і СКВ результату вимірювання S_В = 2,1·10^-3, а в режимі відтворення об'ємної витрати газу ці значення НСП і СКВ не повинні перевищувати И_В = 1·10^-3 і S_В= 2·10^-3 . Другим ступенем повірочної схеми є РЕ, запозичені з інших повірочних схем (густиноміри, вологоміри, хроматографи), які забезпечують передаваня одиниці вимірювання об'єму і витрати методом опосередкованих вимірювань до РЕ, які відносяться до третього ступеня схеми, тобто до РЕ. Повірочна схема також передбачає передавання одиниць вимірювання до РЕ методом безпосереднього звірення від вторинного еталона з використанням еталонних засобів для контролю якісних характеристик природного газу (густиномір, вологомір, хроматограф). Четвертим ступенем повірочної схеми є робочі ЗВТ, калібрування і повірку яких здійснюють за допомогою РЕ.

В цілому розроблений проект повірочної схеми відповідає вимогам чинної Державної повірочної схеми як фундаментальної метрологічної концепції у галузі витратовимірювання будь-яких видів газоподібних середовищ і конкретизований числовими значеннями МХ і діапазонами вимірювання еталонних і робочих ЗВТ.

Модернізація установки РПДУ-41пг і надання їй метрологічного статусу вторинного еталона одиниці об'єму та об'ємної витрати природного газу дасть можливість практично реалізувати принцип забезпечення єдності вимірювання витрати природного газу, підвищивши одночасно рівень МЗ цього виду вимірювань.

У додатках подані чинна Державна повірочна схема для засобів вимірювання об'єму та об'ємної витрати газу, принципові схеми і МХ відомих ЕУ, результати експериментальних досліджень РЕ і ЕП, проект доповнення до чинної повірочної схеми і проект повірочної схеми на базі вторинного еталону об'єму та об'ємної витрати природного газу , а також акти впровадження результатів дисертації.

ВИСНОВКИ

Отримані нові науково обгрунтовані теоретичні і експериментальні результати, що в сукупності є значним досягненням для розвитку науково-прикладної проблеми у галузі метрології - забезпечення 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, що має важливе значення для метрологічної практики України при вирішенні проблеми раціонального використання паливно-енергетичних ресурсів.

На основі проведених аналізу та досліджень отримані такі наукові та практичні результати:

1. Встановлено, що основними факторами, які обмежують рівень МЗ еталонних витратовимірювальних засобів, є недосконалість їх математичних моделей, а також методології і технічних засобів для забезпечення єдності результатів вимірювання при передаванні одиниць об'єму та об'ємної витрати природного газу для МЗ промислових і побутових засобів його обліку.

2. Вперше теоретично і експериментально обґрунтований новий принцип побудови РЕ і ЕП на базі витратомірів критичного витоку газу, які на відміну від відомих еталонних засобів цього типу забезпечують функціонування для умов низьких тисків робочого середовища, зокрема повітря і природного газу. При цьому значення відносної сумарної невизначеності таких РЕ зведено до 0,12 %, а розширена невизначеність не перевищує 0,25 %, що відповідає вимогам чинної Державної повірочної схеми для засобів вимірювання об'єму та об'ємної витрати газу, а їх функціонування на повітрі і природному газі забезпечує досягнення єдності вимірю-вань при передаванні одиниці вимірювання за умов зміни виду робочого середовища.

3. Вперше теоретично і експериментально обгрунтований принцип побудови РЕ і ЕП на базі витратомірів змінного перепаду тиску, які забезпечують реалізацію методології передавання одиниць об'єму і об'ємної витрати газу за умов зміни виду робочого середовища і оціненими значеннями відносної сумарної і розширеної невизначеностей при функціонування на природному газі, які становлять 0,26 % і 0,53 %, відповідно. При цьому розширена невизначеність, яка характеризує повторюваність результатів при калібруванні ЕП на РЕ дзвонового типу, становить 0,04 %, що відповідає вимогам чинної Державної повірочної схеми.

4. Вперше розроблена узагальнена метрологічна модель ЕУ з використанням теорії невизначеності у вимірюваннях, на базі якої здійснена актуалізація метрологічних моделей РЕ і ЕП, що дозволяє гармонізувати результати метрологічних досліджень цих еталонів з аналогічними закордонними еталонними засобами.

5. Вперше теоретично обгрунтована і розроблена методологія передавання одиниць об'єму і об'ємної витрати природного газу при зміні виду робочого середовища, завдяки чому досягнута оптимізація повірочної схеми шляхом спрощення її структури внаслідок можливості не застосування первинного еталона об'єму та об'ємної витрати природного газу.

6. Набули подальшого розвитку теоретичні дослідження фізичних процесів РЕ на базі дзвонових ЕУ і ЕУ на базі ємності високого тиску, завдяки чому досліджено вплив конструктивних і інформативних параметрів ЕУ на їх функціонування, що забезпечило формування напрямків метрологічних досліджень дотепер невивчених складових похибок ЕУ. На цій основі 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 відповідно до чинної в Україні Державної повірочної схеми для засобів вимірювань об'єму та об'ємної витрати газу.

7. Набула подальшого розвитку методологія передавання одиниць об'єму і об'ємної витрати пиродного газу із застосуванням повітря як робочого середовища, яка на відміну від відомих ЕП на базі еталонних турбінних, роторних і барабанних лічильників реалізується з використанням компаратора з соплами критичного витоку газу, що дозволяє здійснювати передавання вказаних одиниць і звірення стаціонарних дзвонових ЕУ і завдяки чому досягається підвищення точності та достовірності вимірювань при досягненні єдності вимірювань за умов передавання вказаних одиниць від Державного еталону.

8. Набула подальшого розвитку методологія звірення РЕ з вперше розробленими і кількісно охарактеризованими метрологічними моделями звірення, за якими відносна сумарна невизначеність знаходження експериментральним методом коефіцієнта витрати компаратора становить 0,09 %. Це дозволило розробити і впровадити у метрологічну практику України два організаційно-методичні нормативні документи з метрології, один з яких регламентує методику звірення еталонів об'єму і об'ємної витрати газу дзвонового типу, чим забезпечується досягнення єдності вимірювань вказаними еталонами, другий - методику експериментальних досліджень впливу тиску і температури природного газу на метрологічні характеристики лічильників, чим досягається підвищення на (0,3…0,8) % точності вимірювань об'єму природного газу в реальних умовах їх експлуатації.

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) %.

10. Розроблені нові алгоритми функціонування, технічні рішення і конструкції РЕ, зокрема, на базі дзвонових установок, установок РVТt-типу і установок з використанням сопел критичного витоку, а також ЕП і РЕ на базі витратомірів змінного перепаду тиску, які захищені патентами України.

11. Розроблені і впроваджені в експлуатацію у ВАТ "Івано-Франківськгаз" РЕ одиниць об'єму та об'ємної витрати газу на базі дзвонових установок і установок PVTt-типу, а також у ВАТ "Львівгаз" портативний пристрій для діагностування побутових лічильників газу на місцях їх експлуатації.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Вимірювання витрати та кількості газу: довідник / [М.П.Андріїшин, С.О.Канєвський, О.М.Карпаш, Я.С.Марчук, І.С.Петришин, А.А.Руднік, О.Є.Середюк, С.А.Чеховський]; за ред. О.М.Карпаша. - Івано-Франківськ: ПП "Сімик", 2004. - 160 с.

2. Середюк О.Є. Методологія побудови еталонів передавання одиниці об'єму природного газу / О.Є. Середюк // Український метрологічний журнал. - 2007. - №1. - С.38-41.

3. Метрологическая аттестация поршневой расходоизмерительной установки природного газа / Б.Д Колпак., О.П Крук., М.Ф.Наталюк, С.Г.Нетесин, О.Е. Середюк, А.И. Шевцов // Измерительная техника. - 1995. - № 11. - С.28-30

4. Середюк О.Є. Математичне моделювання похибки від непостійності тиску в дзвонових витратовимірювальних установках / О.Є. Середюк // Методи та прилади контролю якості. - 1998. - № 2. - С.23 -27.

5. Вощинський В.С. Аналіз точності визначення коефіцієнта стисливості повітря в комерційному обліку енергоносіїв / В.С.Вощинський, О.Є. Середюк // Проблеми економії енергії: зб. наук. праць / Вісник Держ. ун-ту "Львівська політехніка": - Львів: Вид-во ДУ "Львівська політехніка". -1999. - № 2. - С.157-161.

6. Середюк О.Є. Вдосконалення витратовимірювальних повірочних установок на базі ємності високого тиску / О.Є. Середюк // Методи та прилади контролю якості - 2004. - №12. - С. 51-56.

7. Середюк О.Є. Метрологічна модель еталона передавання одиниці витрати природного газу на базі витратоміра змінного перепаду тиску / О.Є. Середюк // Український метрологічний журнал. - 2007. - №4. - С.44-49.

8. Середюк О.Є. Дослідження впливу конструктивних параметрів еталонних дзвонових витратовимірювальних установок на їх метрологічні характеристики / О.Є. Середюк // Методи та прилади контролю якості. - 2006. - № 16. - С.50-54.

9. Середюк О.Є. Технічне забезпечення звіряння еталонів об'єму та витрати газу / О.Є. Середюк, І.С. Петришин // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. -- 2001. -- №1. -- С. 49 - 51.

10. Долішній Б.В. Аналіз точності визначення частоти нестаціонарних коливань пульсуючих газових потоків / Б.В. Долішній, Ф.В. Козак, О.Є. Середюк // Розвідка і розробка нафтових і газових родовищ: держ. міжвід. наук.-техн. зб. / Івано-Франк. держ. техн. ун-т нафти і газу .- Івано-Франківськ, 2001. - С.135-140. - (Серія: Техн. кібернетика та електрифікація об'єктів паливно-енергетичного комплексу; вип.37 (т.6)).

11. Середюк О.Є. Аналіз впливу робочого тиску еталонних дзвонових витрато-вимірювальних установок на їх метрологічні характеристики / О.Є. Середюк, С.А. Чеховський, Б.І. Прудніков // Методи та прилади контролю якості. - 2001. - № 7. - С. 111-116.

12. Малоінерційний термометр для дослідження пульсуючих високо-темпера-турних газових потоків / Б.В. Долішній, Ф.В. Козак, О.Є. Середюк, С.А.Чеховський, Л.І. Гаєва // Геологія, буріння та експлуатація родовищ нафти і газу: зб. наук. праць. - К.: ВАТ "Український нафтогазовий інститут". - 2000. - Вип. 2. - С. 81-89.

13. Гончарук М.І. Раціональне використання природного газу як одна із складових збереження його ресурсів / М.І. Гончарук, С.А. Чеховський, О.Є. Середюк // Нафтова і газова промисловість. - 2005. - №2. - С.3- 10.

14. Наукові основи створення нормативної та технічної бази контролю раціонального використання природного газу / Є.П. Пістун, С.А. Чеховський, О.Є. Середюк, М.І. Гончарук // Наука та інновації. - 2005. - Т.1 - №5. - С.150-166.

15. Власюк Я.М. Реалізація концепції створення єдиної системи обліку природного газу в Україні / Я.М.Власюк, І.С.Кісіль, О.Є. Середюк// Методи та прилади контролю якості. - 2005. - № 13. - С. 61-65.

16. Долішній Б.В. Метрологічні дослідження малоінерційного манометра для контролю нестаціонарних газових потоків / Б.В. Долішній, Ф.В. Козак, О.Є. Середюк // Наук. вісник Івано-Франк. нац. техн. ун-ту нафти і газу. - 2005. - №1 (10). - С.92- 97.

17. Долішній Б.В. Підвищення точності вимірювання пульсацій тиску нестаціонарних газових потоків / Б.В. Долішній, О.Є. Середюк // Методи та прилади контролю якості. - 2003. - №11. - С.97-101.

18. Повірка побутових лічильників газу під час експлуатації / О.Є. Середюк, Т.І. Лісевич, Б.І. Прудніков, Я.С. Федоришин // Методи та прилади контролю якості. - 1999. - № 3. - С. 89-91.

19. Дослідження якісних параметрів дизельних двигунів / Б.В. Долішній, Ф.В. Козак, О.Є. Середюк, С.А. Чеховський // Методи та прилади контролю якості. - 2000. - № 5. - С.79-83.

20. Середюк О.Є. Дзвонові повірочні установки для побутових і промислових засобів вимірювання витрати / О.Є. Середюк, Д.О. Середюк // Вісник Східноукр. Націон. ун-ту ім. В. Даля.: наук. журнал. - Луганськ. - 2006. - №1(95). - С.203-207.

21. Середюк О.Є. Новітні технології метрологічного забезпечення обліку газу як елемент енергозбереження / О.Є.Середюк, С.А.Чеховський// Нафтогазова енергетика. - 2006. - №1. - С.84-89.

22. Середюк О.Є. Аналіз невизначеності вимірювань при передаванні одиниці витрати природного газу / О.Є.Середюк, Л.А. Витвицька // Методи та прилади контролю якості. - 2006. - №17. - С.58-62.

23. Середюк О.Є. Техніко-метрологічні засади побудови діагностувальних установок для побутових лічильників газу / О.Є. Середюк, С.А. Чеховський, А.Г. Винничук // Нафтова і газова промисловість. - 2006. - №6. - С.38-42.

24. Середюк О.Є. Мобільна установка для бездемонтажного діагностування побутових лічильників газу / О.Є. Середюк, А.Г. Винничук. // Нафтогазова енергетика. - 2007. - №3(4). - С.76 - 80.

25. Середюк О.Є. Методологічні і технічні засади звірення робочих еталонів витрати газу з різними видами робочого середовища / О.Є. Середюк // Вісник Хмельницького Націон. ун-ту: наук. журнал. - Хмельницький. - 2007. - № 6. - Т.2(101). - С.172-177. - ( Т.2: Технічні науки).

26. Середюк О.Є. Технічне рішення і метрологічна модель робочого еталона на базі витратоміра критичного витікання газу / О.Є. Середюк // Вісник Націон. техн. ун-ту "Харківський політехнічний інститут": зб. наук. праць. - Харків: НТУ "ХПІ", 2007. - №35. - С.87-97.

27. Методика експериментальних досліджень впливу параметрів природного газу на метрологічні характеристики лічильників газу / А.Г. Бестелесний, Я.М. Власюк, І.С. Кісіль, Б.І. Прудніков, О.Є. Середюк, С.А. Чеховський // Методи та прилади контролю якості. - 2007. - № 18. - С.46-50.

28. Середюк О.Є. Метрологічні дослідження еталона передавання одиниці витрати природного газу на базі витратоміра змінного перепаду тиску / О.Є. Середюк // Теплоенергетика. Інженерія довкілля. Автоматизація: зб. наук. праць / Вісник Націон. ун-ту "Львівська політехніка". - Львів: Вид-во НУ "Львівська політехніка". - 2008. - Вип.617. - С.154-162.

29. Середюк О.Є. Концепція розвитку державної повірочної схеми для засобів вимірювання об'єму та об'ємної витрати природного газу / О.Є. Середюк, І.С. Кісіль // Нафтогазова енергетика. - 2008. - № 2(7) . - С.64-69.

30. Пат. 23832 С2 Україна, МПК 6 G 01 F 15/00; G 01 F 25/00. Пристрій для градуювання критичних витратомірів газу / Петришин І.С., Середюк О.Є., Дмитрусь М.М. [та ін.]; заявник і патентовласник - Івано-Франківський державний центр стандартизації, метрології та сертифікації. - № 97052481; заявл. 28.05.97; опубл. 15.11.02, Бюл.№11.

31. Пат. 30411 С2 Україна, МПК 7 G 01 F 25/00. Пристрій для градуювання критичних витратомірів газу / Середюк О.Є., Петришин І.С.; заявники і патентовласники - Середюк О.Є., Петришин І.С. - № 98031485; заявл. 25.03.98; опубл. 17.02.03, Бюл. №2.

32. Пат. 42275 С2 Україна, МПК 7 G 01 F 25/00. Дзвонова установка для градуювання та перевірки витратомірів і лічильників газу / Прудніков Б.І., Середюк О.Є., Федоришин Я.С.; заявники і патентовласники - Прудніков Б.І., Середюк О.Є., Федоришин Я.С. - № 2000127353; заявл. 20.12.00; опубл. 15.02.05, Бюл. №2.

33. Пат. 52765 С2 Україна, МПК 7 G 01 F 25/00. Дзвонова установка для градуювання та перевірки витратомірів і лічильників газу / Прудніков Б.І., Середюк О.Є., Федоришин Я.С.; заявники і патентовласники - Прудніков Б.І., Середюк О.Є., Федоришин Я.С. - № 2000020812; заявл. 15.02.00; опубл. 15.01.03, Бюл. №1.

34. Пат. 54316 С2 Україна, МПК (2006) G 01F 25/00. Установка для перевірки витратомірів і лічильників газу / Петришин І.С., Середюк О.Є.; заявники і патентовласники - Петришин І.С., Середюк О.Є. - №. 2002076003; заявл. 19.07.02; опубл. 16.01.06, Бюл. №1.

35. Пат. 62268 С2 Україна, МПК (2006) G 01 F 25/00. Спосіб градуювання та вивірення витратомірів і лічильників газу / Середюк О.Є.; заявник і патентовласник - Середюк О.Є. - №2003021415; заявл. 18.02.03; опубл. 16.10.06, Бюл. №10.

36. Пат. 64734 С2 Україна, МПК 7 G 01 F 25/00. Устаткування для градуювання та перевірки витратомірів і лічильників газу / Прудніков Б.І., Середюк О.Є.; заявники і патентовласники - Прудніков Б.І., Середюк О.Є. - № 99063426; заявл. 18.06.99; опубл. 15.03.04, Бюл. №3.

37. Пат. 16522 U Україна, МПК (2006) G 01 F 25/00. Спосіб діагностування та перевірки побутових лічильників газу / Середюк О.Є., Чеховський С.А., Винничук А.Г., Гончарук М.І., Прудніков Б.І.; завник і патентовласник - Івано-Франківський націон. техн. ун-т нафти і газу. - № u200601289; заявл. 09.02.06; опубл. 15.08.06, Бюл. №8.

38. Пат. 25208 U Україна, МПК (2006) G 01 F 25/00. Еталон передавання одиниці об'єму, маси та витрати природного газу. / Середюк О.Є., Крук І.С., Рудко В.П., Чеховськиий С.А., Луцик Р.П., Прудніков Б.І.; заявники і патентовласники - вказані вище автори. - № u200704218; заявл. 16.04.07; опубл. 25.07.07, Бюл. № 11.

39. Пат. 27563 U Україна, МПК (2006) G 01 F 25/00. Дзвонова установка для гра-дуювання та перевірки витратомірів і лічильників газу / Середюк Д.О., Винничук А.Г., Середюк О.Є, Чеховський С.А.; заявник і патентовласник - Івано-Франківський націон. техн. ун-т нафти і газу. - № u200705883; заявл. 29.05.07; опубл. 12.11.07, Бюл. №18.

40. Пат. 27565 U Україна, МПК (2006) G 01 F 25/00. Установка для градуювання та перевірки витратомірів і лічильників газу / Середюк О.Є, Костинюк В.В., Прудніков Б.І.; заявник і патентовласник - Івано-Франківський націон. техн. ун-т нафти і газу. - № u200705894; заявл. 29.05.07; опубл. 12.11.07, Бюл. №18.

41. Метрологія. Еталони об'єму та об'ємної витрати газу дзвонового типу. Методика звірень: РМУ-024-2008./ І.Петришин, О.Середюк, Я.Безгачнюк, Д.Середюк.- [Чинна від 2008-09-01].-Івано-Франківськ: ДП "Івано-Франківськстандартметрологія", 2008. - ІІ, 11 с. - (Нормативний документ Держспоживстандарту України: Інструкція).

42. Метрологія. Лічильники газу. Методика експериментальних досліджень впливу тиску і температури природного газу на метрологічні характеристики: РМУ-025-2008. / І.Кісіль, О.Середюк, І.Петришин, Я.Безгачнюк. - [Чинна від 2008-09-01]. - Івано-Франківськ: Івано-Франк. Націон. техн. ун-т нафти і газу; ДП "Івано-Франківськстандартметрологія", 2008. - ІІ, 19 с. - (Нормативний документ Держспоживстандарту України: Інструкція).

43. Сличение обьемно-поршневой дискретно-динамической поверочной систе-мы с государственным эталоном единицы массового расхода газа / И.С. Бродин, О.Е. Середюк, З.М. Бродин, А.П. Герасимов, В.Д. Куликов // Развитие системы метроло-гического обеспечения измерений расхода и количества веществ: VI Всесоюзн. научн.-техн. конф., 20-22 ноября 1991 г., Казань: тез. докл. - Казань, 1991. - С. 90-91.

44. Петришин І.С. Методологія звіряння еталонів об'єму і об'ємної витрати газу / І.С. Петришин, О.Є. Середюк // Системи транспортування, контролю якості та обліку енергоносіїв: 1-а Міжнар. наук.-практ. конф., 27-29 листопада 1997р, Львів: матеріали доп. - Львів, 1997. - С.206-212.

45. Середюк О.Є. Вдосконалення алгоритму функціонування вагового компенсатора дзвонових витратовимірювальних еталонів / О.Є. Середюк // Наука і освіта 2004: VII Міжнар. наук.-практ. конф., 10-25 лютого 2004 р., Дніпропетровськ: матеріали конф. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2004. - С.67-69. - (Серія: Технічні науки; том 63).

46. Середюк О.Є. Метрологічні аспекти і перспективи застосування еталонів у витратометрії природного газу / О.Є. Середюк // Метрологія та вимірювальна техніка (Метрологія-2004): ІV міжнар. наук.-техн. конф., 12-14 жовтня 2004р., Харків: наук. праці конф.: у 2 т. - Т. 2. - Харків: ННЦ„Інститут метрології", 2004. - С. 186-188.

47. Середюк О.Є. Принципи побудови еталонів передавання одиниці об'єму природного газу в контексті державної повірочної схеми / О.Є. Середюк // Метрологія та вимірювальна техніка (Метрологія-2006): V міжнар. наук.-техн. конф., 10-12 жовтня 2006р., Харків: наук. праці конф.: у 2 т. - Т.2. - Харків: ННЦ„Інститут метрології", 2006. - С. 219 -222.

48. Крук И.С. Методология создания эталонов передачи единицы расхода природного газа / И.С. Крук, О.Е. Середюк // Коммерческий учет энергоносителей: 25-я междун. научн.-практ. конф., 22-24 мая 2007г., Санкт-Петербург: труды конф. - СПб.: Борей-Арт, 2007. - С.350-360.

49. Середюк О.Є. Тенденції розвитку і проблеми створення метрологічного забезпечення обліку природного газу/О.Є.Середюк//Метрологія та вимірювальна тех-ніка (Метрологія-2008): VІ Міжнар. наук.-техн. конф., 14-16 жовтня 2008р.,Харків: наук. праці конф.: у 2 т. Том 2.- Харків: ННЦ „Інститут метрології", 2008.- С.168-171.

50. Середюк О.Є. Метрологічне забезпечення мобільних засобів технічної діагностики витратомірів і лічильників газу/ О.Є. Середюк // Сучасні прилади, матеріали та технології для технічної діагностики та неруйнівного контролю нафтогазового, хімічного та енергетичного обладнання. Сучасний підхід до підготовки фахівців з НК і ТД: наук.-техн. конф., 2-6 грудня 1996р., Івано-Франківськ: матеріали конф. - К.:НВФ "Ультракон",1996. - С.50-52.

51. Середюк О.Є. Розширення функціональних можливостей дзвонових витратовимірювальних установок / О.Є. Середюк // Наук.-техн. конф. проф.-викл. складу ун-ту: тези доп. - Івано-Франківськ, 1998. - С.83.

52. Експрес-контроль та технічна діагностика промислових лічильників газу в експлуатації / І.С. Петришин, Я.В. Безгачнюк, О.Є. Середюк, М.В. Кузь., Б.І. Прудніков, А.Г. Бестелесний // Сучасні прилади, матеріали і технології для неруйнівного контролю і технічної діагностики промислового обладнання: 3-я наук.-техн. конф. і виставка, 3-6 грудня 2002р., Івано-Франківськ: матеріали конф. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2002. - С. 94-97

53. Середюк О.Є. Метрологічна модель повірочної установки на базі резервуара високого тиску / О.Є. Середюк, І.С. Петришин // Вимірювання витрати та кількості газу і нафтопродуктів: 3-я всеукр. наук.-техн. конф., 26-28 березня 2003 р., Івано-Фран-ківськ: матеріали конф. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, "Факел", 2003.-С.112-114.

54. Середюк О.Є. Дослідження похибки від вологості повітря в повірочних установках PVT-типу / О.Є. Середюк, В.В. Костинюк // Приладобудування 2004: стан і перспективи: 3-я наук.-техн. конф., 20-21 квітня 2004 р., Київ: зб. наук. праць. - К.: ПБФ НТУУ "КПІ", 2004. - С. 245-246.

55. Середюк О.Є. Спектральний аналіз інформативних параметрів дзвонових витратовимірювальних установок / О.Є. Середюк, І.С. Петришин, Д.О. Середюк // Приладобудування 2005: стан і перспективи: 4-а наук.-техн. конф., 26-27 квітня 2005 р., Київ: зб. наук. праць. - К.: ПБФ, НТУУ "КПІ", 2005. - С. 272-273.

56. Експериментальні дослідження метрологічних характеристик послідовно з'єднаних лічильників газу різних типів / Б.І. Прудніков, І.М. Коляджин, О.Є. Середюк, С.А. Чеховський // Вимірювання витрати та кількості газу: 5-а всеукр. наук.-техн.конф., 23-25 жовтня 2007 р., Івано-Франківськ: матеріали конф. - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, "Факел", 2007. - С.22-23.

57. Узагальнена метрологічна модель еталонів об'єму та об'ємної витрати газу / О.Є. Середюк // Приладобудування 2008: стан і перспективи: 7-а наук.-техн.конф., 22-23 квітня 2008 р, Київ: зб.тез доп. - К.: ПБФ, НУТУУ "КПІ", 2008. - С.244-245.

АНОТАЦІЯ

Середюк О.Є. Метрологічне забезпечення відтворення і передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати природного газу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.01.02 - стандартизація, сертифікація та метрологічне забезпечення. - Національний університет "Львівська політехніка", Львів, 2009.

Дисертаційна робота присвячена розв'язанню важливої науково-прикладної проблеми забезпечення 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 вказаних фізичних одиниць в галузі метрологічного забезпечення засобів обліку природного газу.

Для вирішення сформульованої проблеми проведені теоретичні дослідження основ функціонування еталонних установок відтворення об'єму та об'ємної витрати газу, що дало можливість вдосконалити їх конструкцію і розвинути метрологічні моделі, завдяки чому досягається підвищення їх точності на (0,05…0,15)% в залежності від конкретних типів установок. Набула подальшого розвитку методологія передавання одиниць об'єму та об'ємної витрати природного газу шляхом її розроблення для умов зміни виду робочого середовища при переході з повітря на природний газ. Вдосконалені методологічні і технічні аспекти звірення робочих еталонів з використанням компаратора на базі витратомірів критичного витоку газу. Запропонована концепція розвитку чинної Державної повірочної схеми для засобів вимірювання об'єму та об'ємної витрати газу, яка реалізує метод безпосереднього звірення при передаванні одиниць до еталонних і робочих засобів вимірювальної техніки, які функціонують на природному газі. Розроблені два організаційно-методичні нормативні документи з метрології, які пов'язані з методикою експериментальних досліджень впливу тиску і температури природного газу на метрологічні характеристики лічильників газу і методикою звірення еталонів об'єму і об'ємної витрати газу дзвонового типу. компаратор витратомір виток газ

Ключові слова: природний газ, об'єм, об'ємна витрата, єдність вимірювань, еталонна установка, метрологічне забезпечення, передавання, звірення, похибка вимірювань, невизначеність вимірювань.

ANNOTATION

Seredyuk О.Ye. Metrologycal assurance of recreation and transmission of units of volume and volume flow of natural gas. - Manuscript.

The dissertation is aimed at gaining the scietific degree of the Doctor of Technical Science on the speciality 05.01.02 - Standardization, Certification and Metrology assuarance. - National university "Lviv politechnic", Lviv, 2009.

This is devoted to the decision of the important scientifically-applied problem of unity providing for measurings of volume and volume flow of natural gas by development of theory at the same time development of new and perfection of existent methods and facilities of recreation and transmission of units of volume and volume flow of natural gas in the metrology providing industry of natural gas account.

It is shown that the problem which gets solved is very actual for Ukraine. Theoretical researches of the functionality bases were held, using the results of modelling of the physical processes that are reside for standards of volume and volume flow of gas. It gave the possibility to develop the principles of constructions and structure of their metrology models, due to what the increase of their exactness is achieved on (0,05…0,15)% depending on the concrete types of standards. There was developed methodology of transmission of units of volume and volume flow of natural gas by its development taking into account the conditionof changing the working environment from air to the natural gas and perfection of methodology at the transmission of the indicated units using the air as working environment. The was developed conception of improvement the operating State verification chart for measuring the volume and volume flow of gas, which will realize the method of direct collation at the transmission of units to standard and working instruments of measuring technique, which work on natural gas. There were developed two normative organizatonally-motodological documents in metrology area, which are related to the experimental researches method of pressure and temperature influencing of natural gas on metrology descriptions of gas meters and method of standards collation of volume and volume flow of gas for bell type standarts.

Keywords: natural gas, volume, volume flow, unity of measurings, standard, metrology assurance, transmission, collation, error of measurings, uncertainty of measurings.

АННОТАЦИЯ

Середюк О.Є. Метрологическое обеспечение воспроизведения и передачи единиц объема и объемного расхода природного газа. - Рукопись.

Диссертация на получение научной степени доктора технических наук за специальностью 05.01.02 - стандартизация, сертификация и метрологическое обеспечение. - Национальный университет "Львовская политехника", Львов, 2009.

Диссертационная работа посвящена решению важной научно-прикладной проблемы обеспечения единства измерений объема и объемного расхода природного газа путем развития теории и разработки новых и усовершенствования существующих методов и средств воспроизведения и передачи единиц объема и объемного расхода природного газа в отрасли метрологического обеспечения средств его учета.

Показано, что указанная проблема является очень актуальной для Украины. Для ее решения на базе моделирования физических процессов эталонных установок воспроизведения объема и объемного расхода газа проведены теоретические исследования основ функционирования, что дало возможность усовершенствовать их конструкцию и развить их метрологические модели путем исследования неизученных до сих пор составляющих погрешности. Благодаря этому стало возможным достижение повышения их точности метрологической аттестации на (0,05…0,15) % в зависимости от конкретных типов эталонов. Разработана обобщенная метрологическая модель эталонных расходоизмерительных установок с использованием теории неопределенности в измерениях, на базе которой осуществлена актуализация метрологических моделей рабочих эталонов и эталонов передачи.

Разработаны новые алгоритмы функционирования, технические решения и конструкции рабочих эталонов, в частности, колокольных расходоизмерительных установок, установок на базе емкости высокого давления и установок с использованием сопел критического истечения газа, а также эталонов передачи единицы расхода на базе расходомеров переменного перепада давления, которые защищены патентами Украины. Указанные рабочие эталоны и эталоны передачи предназначены прежде всего для функционирования на природном газе.

Предложена новая методология передачи единиц объема и объемного расхода природного газа путем ее разработки для условий изменения вида рабочей среды при переходе из воздуха на природный газ и усовершенствована методология передачи указанных единиц с применением воздуха как рабочей среды. Получили развитие методология и технические аспекты сличения рабочих эталонов с использованием компаратора на базе критических расходомеров с оцененной теоретико-экспериментальным путем суммарной неопределенности нахождения коэффициента расхода (0,09...0,1) %.

Разработана концепция развития действующей в Украине Государственной поверочной схемы для средств измерения объема и объемного расхода газа, которая реализует метод непосредственного сличения при передаче единиц к эталонным и рабочим средствам измерительной техники, которые функционируют на природном газе. Разработаны два организационно-методических нормативных документа из метрологии, которые регламентируют методику сличения эталонов объема и объемного расхода газа колокольного типа и методику экспериментальных исследований влияния давления и температуры природного газа на метрологические характеристики счетчиков газа.

Ключевые слова: природный газ, объем, объемный расход, единство измерений, эталонная установка, метрологическое обеспечение, передача, сличение, погрешность измерений, неопределенность измерений.

Размещено на Allbest.ru