AGL

Еще один наглядный и не менее убедительный пример полного отсутствия транспортного запаздывания расхода воды – на картинке. Здесь в начале (на ТЭЦ) и в конце (промзона "Парнас") мощной (Ду1400) транзитной тепломагистрали протяженностью более 10 км установлены узлы учета тепла. На ТЭЦ массы (расходы) М1 и М2 измеряются весьма точными РППД, на Парнасе – современным ультразвуком. Из-за низкоточного ультразвука в подающем трубопроводе образовалась отрицательная "утечка" в размере около минус 800 т/ч (факт. погрешность ультразвука составила около +6,8 %). Однако любым часовым приращениям расхода в подающем трубопроводе на ТЭЦ всегда соответствуют такие же приращения расхода на Парнасе. Поэтому скачкообразные изменения расхода на ТЭЦ не приводят к скачкообразному изменению расхождения масс М1, измеренных на удалении более 10 км друг от друга, по причине незначительной (всего 6 – 7 секунд) задержки в перемещении фронта расхода, быстро изменяющегося на ТЭЦ. Поэтому в часовых архивах всплески расхождений двух масс М1 (см. зеленый график по правой оси) при динамичном изменении расхода в трубопроводе практически не видны.

Причины отрицательной "утечки" DM12 = М1 – М2, описанной amkars'ом, не существует ввиду очень большой (около 1500 м/с) скорости распространения импульса расхода по трубопроводу. Если на входе системы теплопотребления жилого дома протяженностью, скажем, 150 м из-за резкого открытия регулирующего клапана скачкообразно возрастает расход М1 (например, с 10 до 20 т/ч), то возросший расход со скоростью 1500 м/с распространится по всей системе. И уже через 1/10 секунды расход в 20 т/ч будет зафиксирован расходомером М2, установленным на обратном трубопроводе. Понятно, что сдвиг этого события в часовом архиве на 1/10 секунды практически не заметен. А вот запаздывание температуры Т2 по отношению к температуре Т1 – это неизбежное и повсеместное явление. И это запаздывание будет тем больше, чем длиннее трубопровод и чем меньше скорость движения потока. Замечено, что в протяженных системах тепло- и водоснабжения запаздывание температуры может составлять 10 – 15 часов и более. В подтверждение отсутствия транспортного запаздывания расхода можно сравнить часовые массы воды, измеренные в начале (масса М1) и в конце (масса М2) транзитного трубопровода холодной воды. Протяженность этого трубопровода (Ду800) – 2200 м, полезного отбора воды между точками установки расходомеров М1 и М2 нет, а утечка воды или отсутствует, или пренебрежимо мала. Измерение масс М1 и М2 в начале и в конце трубопровода выполняется высокоточными расходомерами, работу которых мы рассматривали выше. Из графиков видно, что часовые массы М1 и М2 имеют весьма высокую степень синхронизации (коэффициент корреляции часовых масс М1 и М2 Ккорр = 0,999985, т.е. единица), и на дистанции в 2200 м сколь-нибудь заметного запаздывания расхода М2 по отношению к М1 нет даже в околоночные часы, когда расход воды непрерывно и интенсивно изменяется. Следовательно, наиболее значимыми причинами появления отрицательной утечки по-прежнему остаются рассогласование размеров и/или знаков фактических погрешностей расходомеров (счетчиков) и/или наличие подмеса холодной воды в систему ГВС, в т.ч. и через неисправные смесители.

При проектировании расходомера переменного перепада давления (РППД) с заданным верхним пределом измерений (Qпр) предельный (максимальный) перепад давления дифманометра (dPпр) может быть выбран из широкого диапазона значений dPпр. При этом действует правило: чем больше dPпр, тем больше потеря давления в СУ (Рп) и тем меньше диаметр отверстия СУ (d20). В таблице в качестве примера приведены 10 возможных вариантов РППД для трубопровода Ду150 и Qпр = 100 т/ч. Видно, что характеристики каждого из этих расходомеров различны. Выбирая тот или иной предельный перепад дифманометра dPпр, мы получим разные отверстия диафрагм (от 107,234 до 41,012 мм), разные отн. диаметры диафрагм В = d/D и, как следствие, разные потери давления (Рп = 470 - 57523 кгс/м2). Какой из десяти возможных вариантов будущего РППД выбрать? Ответ на этот вопрос мы получим, когда будем знать все «за» и «против» применения того или иного варианта будущего расходомера. Но, если нет сколь-нибудь значимых ограничений (например, по потере давления в СУ), то желательно выбирать такой dPпр, при котором относительный диаметр СУ близок к 0,5. Вопрос о единицах измерения нуждается в уточнении. Какой измеряемый параметр имеется ввиду?

Относительный перепад dPo, соответствующий заданным приведенной погрешности дифманометра (SdP, %) и допускаемой отн. погрешности измерения расхода (dQ, %), рассчитывают по формуле dPo = 50*(SdP/dQ), % от dPmax. Пример. Пусть у дифманометра SdP = 0,25%, а dQ = 4%. Тогда dPo = 50*(0,25/4) = 3,125% от dPmax.

Для решения данной задачи подходит реверсивный РППД. Диафрагму нужно изготовить без выходной конической части (обе кромки отверстия диафрагмы - острые). Дифманометр - типа EJX-110A, измеряющий перепад от -100 кПа до +100 кПа. Тепловычислитель - типа Stardom, "понимающий" отрицательные перепады и расходы. Преобразователь температуры - любой; например, типа ТСП 100П (Рt100). Отдельный манометр не требуется - в дифманометре имеется встроенный манометр с Pmax = 2 МПа кл. 0,2. В такой комплектации получаем высокоточный высокостабильный реверсивный расходомер пара со сравнительно широким диапазоном измерений.

Здесь желательно знать, чему равны приведенная погрешность дифманометра (ДМ) и допускаемая погрешность измерения расхода, вносимая ДМом. Если доп. погрешность составляет 4%, то измеряемый перепад будет меньше, чем 0,1*dPmax. Например, для ДМа с приведенной погрешностью 0,5% минимальный измеряемый перепад будет равен 0,0625*dPmax. Именно при таком перепаде допускаемая погрешность ДМа по расходу будет равна +/-4%. Для более точного ДМа (S = 0,1%) 4-процентная погрешность измерения расхода соответствует перепаду, равному 0,0125*dPmax.

Скорее всего, расчет расходомера должна выполнять проектная организация или поставщик расходомера (не монтажников это дело). Для поиска ответа на вопрос о причине расхождений результатов учета нам необходимо иметь этот расчет. Многие вопросы отпали бы сами собой, если бы нам удалось получить часовой архив с данного узла учета. Если это возможно, раздобудьте часовой архив с тепловычислителя – например, за ноябрь, а лучше за несколько месяцев (чем длиннее будет архив, тем лучше). И по-прежнему в повестке дня три главных вопроса. 1) Если «Перепад на ОНТ мах = 6771 Па», то какому максимальному расходу (т/ч) соответствует этот перепад? Откуда известно, что максимальный перепад равен 6771 Па? 2) В каком диапазоне (Qmin – Qmax) изменяется фактический расход по показаниям вычислителя? 3) Какому перепаду соответствует ток дифманометра 20 мА?

«На метране мах. перепад давления 8938 кПа». Нет ли здесь опечатки? Маловероятно, чтобы макс. перепад давления на Метране был равен 8,9 МПа. Чему равен предельный перепад установленного дифманометра (по документам)? Т.е. какому перепаду соответствует ток 20 мА? Какая допускаемая приведенная погрешность у дифманометра? «Перепад на ОНТ мах = 6771 Па». Видимо, эта цифра из расчета расходомера? Какому расходу соответствует этот перепад? Можно посмотреть расчет расходомера? «Показания тепловычислителя: наш - 158,7 т». 158,7 т – это за какой период времени? Это за сутки? Пар здесь перегретый или насыщенный? Какой минимальный и максимальный расход (или среднечасовой расход) зафиксирован в паропроводе? Если имеются часовые архивы, то желательно на них взглянуть.

Наиболее вероятная причина столь значительного (минус 15 – 34 процента при допуске +/-1,4% ) расхождения показаний каналов измерения масс М1 и М2 – это глубокая неисправность расходомера, установленного на подающем трубопроводе. Не исключено, что расходомер М2 тоже неисправен, но в меньшей степени, чем расходомер М1. Самое простое и доступное в данной ситуации – это чистка, промывка и обезжиривание проточной части расходомеров. Часто такая несложная процедура устраняет проблему рассогласования показаний пары расходомеров в закрытой системе. Если требуемый эффект не будет достигнут, то тогда нужно везти расходомеры на проливную установку и по показаниям эталонного расходомера регулировать показания расходомера М1 и/или М2.

Скорее всего, в узле учета пара применяется РППД на базе напорной трубки типа "Аннубар". Евгений Дмитриевич, в рамках поиска причин значительного расхождения в показаниях двух УУ хотелось бы, прежде всего, посмотреть расчет этого расходомера. Если это возможно, выложите здесь этот расчет. Также сообщите фактический диапазон изменения расхода пара (по показаниям вычислителя). А еще нужно знать фактический предельный перепад применяемого дифманометра (dPmax).

На этом рисунке показано соотношение фактического рассогласования каналов измерения масс М1акс и М2акс в режиме АКС и границ допускаемого рассогласования, рассчитанных для обычного режима работы этих же дифманометров, имеющих допускаемую погрешность +/-27 Па. Видно, что допускаемое рассогласование по мере уменьшения расхода интенсивно возрастает и при расходе около 1 т/ч уже достигает +/-1,93%. При работе ДИС в режиме АКС фактическое рассогласование составило только 0,015%. Следовательно, погрешность измерения разности расходов в режиме АКС на расходах в 1 т/ч в 129 раз меньше, чем в обычном режиме измерений (без калибровки нуля).

Испытания ДИС "F17-АКС" проводились длительное время и неоднократно повторялись и в режиме закрытой системы (когда фактическая утечка равна нулю), так и в режиме открытой системы при циркуляции и относительных водоразборах, изменяющихся в широких пределах. Из рисунка видно, что благодаря автокалибровке нуля (частота переключения режима "измерения – калибровка" – 1 раз в час) степень рассогласования часовых масс М1акс и М2акс остаётся практически неизменной при изменении перепада от максимального (64 кПа при расходе около 8 т/ч) до минимального (в данном эксперименте dPmin = 0,95 кПа при расходе около 1 т/ч). Среднее рассогласование масс М1акс и М2акс составило 0,011%, а среднее рассогласование нулей двух расходомеров приблизилось к нулю и составило 0,000146 кг/ч (0,0015% от Qmax). В это же самое время "двухтрубная" ДИС "F15-C" показала следующие результаты: М7 = 556,979 т, М8 = 556,967 т, dM78 = M7 – M8 = 0,011 т. Видно, что рассогласование М1акс и М2акс оказалось в 5,4 раза больше рассогласования М7 и М8 (61 кг за 250 часов против 11 кг у М7 и М8). Причина проигрыша в точности измерения разности масс пары АКСов двухтрубной ДИС "F15-C" известна – это наличие у АКС рассогласования мультипликативных составляющих погрешности (+/-0,02% по перепаду на каждый канал), которые не могут быть скомпенсированы при калибровке нуля двух дифманометров.

Источники теплоты отпускают два товара: тепловую энергию и теплоноситель, расходуемый в системах ГВС потребителей в открытых системах или расходуемый на компенсацию утечек в закрытых системах. Суммарная тепловая энергия рассчитывается по формуле Wc = Wот + Wгвс, где Wот – тепловая энергия отопления; Wгвс – тепловая энергия горячего водоснабжения (или утечек, если система закрытая). Wот = М2*(h1-h2), Wгвс = (М1-М2)*(h1-hхв). При работе двух РППД в дифрежиме в 1,4 раза повышается точность измерения массы М2 и, соответственно, тепловой энергии, отпускаемой на нужды отопления (Wот). Но главное достоинство дифРППД – это многократное повышение точности измерения разности масс М1-М2 и, соотв., тепловой энергии, отпускаемой на нужды ГВС (в открытых системах) или расходуемой для компенсации утечек (в закрытых системах). На картинке – результаты коммерческого учета подпитки Мп = М1-М2 до (январь и ноябрь 2011 г.) и после (декабрь 2011 г.) установки ДИС «F15-C» на магистрали Ду700. В январе классические РППД имели небольшое (для метрологов – вполне допускаемое) отрицательное рассогласование ГХ дифманометров. Этого рассогласования оказалось достаточным для того, чтобы занизить учет подпитки на 217%. Прошло время, и к ноябрю дифманометры уже давали положительное рассогласование своих погрешностей, и измеренная разность масс Мп = М1-М2 оказалась завышенной уже на 361%. Таким образом, при исправных дифманометрах ошибка в учете составляла плюс/минус сотни процентов – измерения с нормированной точностью как бы есть, а вот признаков учета не наблюдалось. Но 1-го декабря была введена в работу ДИС, рассогласование ГХ дифманометров было устранено в автоматическом режиме, и зеленый график подпитки занял место, близкое к истине. Тем самым был положен конец ежемесячным и непростым дискуссиям на тему «как платить?», если результаты учета многократно искажены при вполне исправных приборах.

В прежние времена применения обычных РППД мы делали расчеты СУ для среднестатистических температур Т1 и Т2 – например, Т1 = 82 °С, Т2 = 51 °С. Из-за различий в плотностях ro1 и ro2 отверстия диафрагм различались, но незначительно. Например, на магистрали «Северная» Ду1000 на подающем трубопроводе имеем СУ с d20 = 506,63 мм, на обратном – d20 = 505,03 мм. При этом относительные диаметры СУ составили: бетта1 = 0,5068, бетта2 = 0,5049, различие в бетта – 0,38%. Почти одинаковые бетта дают почти одинаковые к-ты истечения двух СУ, и погрешности к-тов истечения тоже почти одинаковые и имеют одинаковый знак. При вычитании масс М1-М2 бОльшая часть погрешностей к-тов истечения сократится. Т.е. в погрешности измерения расхода как такового какая-то погрешность к-та истечения присутствует, а в погрешности разности расходов разность погрешностей к-тов истечения dC1-dC2 уже многократно меньше. В последнее время для одинаковости бетта1 и бетта2 две диафрагмы изготавливаются с одинаковыми d20 (диаметры входных патрубков тоже практически одинаковые), что еще немножко повышает точность измерения разности расходов из-за более глубокой взаимокомпенсации систематических погрешностей к-тов истечения двух диафрагм. К счастью, зависимость бетта (В = d/D) от изменения температуры весьма несущественна. В тех случаях, когда входные съемные патрубки (длиною 2,2*Д20) изготовлены из нержавейки, эта зависимость отсутствует ввиду одинаковости к-тов линейного температурного расширения материалов патрубка и СУ (обычно и патрубок, и СУ изготавливаются из стали 12Х18Н10Т). В тех случаях, когда входные патрубки выполнены из ст. 20, а СУ – из нержавейки, то бетта является функцией температуры. Но эта функция является столь несущественной, что не представляет никакого интереса даже для самых въедливых метрологов. Например, при Т = 20 °С бетта = 0,6000. При Т = 80 °С бетта = 0,6002, а при Т = 150 бетта = 0,6004. Изменение температуры на 130 °С привело к изменению бетта всего на 0,067%. Маловероятно, что при этом погрешность к-та истечения изменилась сколь-нибудь заметно, потому что и сам к-т истечения (С) при этом изменился чисто символически – с 0,6046 до 0,6035, т.е. на 0,18% (из-за роста Re при росте Т).

И опять непонятно откуда эти цифры. Рассчитаем относительную погрешность измерения расхода двумя дифманометрами для расхода Q, равного 0,5*Qmax (dP = 0,25*dPmax). Приведенная погрешность цифровых дифманометров EJX110A для 3-х сигм равна S = 0,04%. Для доверительной вероятности Р=0,95 (2 сигмы) S = 0,027%. С учетом правила «корень из N» (при N = 2) S = 0,019%. При расходе 0,5*Qmax допускаемая относительная погрешность измерения перепада ddP = 0,019*(dPmax/dP) = 0,076%. Допускаемая относительная погрешность измерения расхода dQ = 0,5*ddP = 0,038%. На вышеприведенном графике имеется простая формула для быстрого расчета допускаемой погрешности измерения расхода: dQ = +/-95/(Q*Q), %, где Q – относительный расход в процентах. Рассчитаем по этой формуле допускаемую погрешность измерения расхода, вносимую дифманометрами: dQ = +/-95/(50*50) = +/-0,038%. Как видим, результаты "сложных" и "простых" расчетов в точности совпали.

Уточню: перестановка дифманометров в некоторой степени (в среднестатистическом плане – в 1,4 раза) снижает вклад погрешности дифманометров в погрешность измерения расхода, т.к. каждый расход (m1 и m2) измеряется не одним, а двумя дифманометрами. Т.е. тут в полной мере действует правило «корень из N» (в нашем случае N = 2). Но главная задача, решаемая с помощью дифРППД – это многократное повышение точности измерения разности расходов. Где-то выше есть график, показывающий изменение погрешности измерения расхода в зависимости от относительного расхода при работе ДИС в дифрежиме. Искать его долго (да и жалко тратить скудный трафик на перелистывание многих страниц), поэтому проще выложить его еще раз. Прошу обратить внимание: здесь речь идёт только о погрешности измерения расхода, вносимой дифманометрами, без учета прочих составляющих погрешности расхода. Из графика видно, что в области статистических расходов на магистрали «ТАГ» допускаемая относительная погрешность дифманометров (по расходу) равна 0,04 – 0,07% и в среднем за месяц получилось 0,05%. А при расходах (0,3 – 1)*Qmax вклады двух ДМов в погрешность измерения расхода – не более 0,1%. На мой взгляд, это достаточно высокая точность, и вряд ли кто-либо скажет, что иметь инструментальную погрешность менее 0,1% - это не есть хорошо.

Совершенно верно. Системы ДИС "F15-C" мы применяем на двухтрубных тепломагистралях. В двух трубах имеются две диафрагмы – по одной в каждой трубе. Имеются два дифманометра (ДМ) с предельным перепадом dPmax = 100 кПа. В каждый момент времени один ДМ подключен к одной диафрагме, а другой ДМ – к другой диафрагме. Т.е. в каждый момент времени дифРППД на 100% представляют из себя классические РППД по ГОСТ 8.586-2005. Частоту перестановки можно выбрать от 1 раз в минуту до 1 раз в сутки. При испытаниях дифРППД установлено: для практических учетных целей достаточно менять местами ДМы 1 раз в полчаса. Там мы их и меняем. Если нам интересно понаблюдать за "дифференциальной змейкой" (см., например, такую змейку здесь: http://metrologu.ru/index.php?app=core&module=attach&section=attach&attach_rel_module=post&attach_id=3784), то тогда мы задаём частоту перестановки ДМов 1 раз в час. И тогда в часовых архивах появляется характерная змейка. Размах этой змейки указывает на степень рассогласования ГХ каналов измерения масс М1 и М2. И в таком случае мы можем рассчитать допускаемое рассогласование М1 и М2, с которым можно сравнить фактическое рассогласование и принять меры, если это необходимо. На время перестановки ДМов обработка сигналов от ДМов прекращается. Время, в течение которого клапана находятся в движении (отключают импульсные линии от одной диафрагмы и подключают их к другой), составляет около 7-и секунд. Плюс имеется задержка в измерениях в 3 секунды на завершение переходных процессов. Итого уходит 10 секунд на перестановку ДМов местами. Эти 10 секунд учет ведется по среднему за 256 предыдущих измерений перепада давления и давления (цифровые манометры встроены в дифманометры и тоже переставляются с трубы на трубу). Термометры поменять местами не получается – автоматика не может их вывинтить из защитных гильз и переставить с трубы на трубу. Поэтому каждый из термометров согласованной пары (типа КТСПР, например) всегда установлен в свою трубу.

Кое-какие подробности к вопросу об измерениях двух расходов одним дифманометром – на прищепке. 1_ДМ_открытая.pdf

Вопрос о построении узлов учета (как для однотрубных, так и для двухтрубных систем) с применением одного ДМа длительное время обсуждался. Метрологи были активно «за» (весьма эффективно, просто, понятно и недорого в реализации), технологи же были активно «против» (типа – мы не допустим, чтобы половину времени расход не измерялся; а мало ли чего в это время случится?). Метрологи не смогли убедить технологов, что периодическое отсутствие измерений какое-то время (например, минуту через минуту, или час через час) нанесёт хоть какой-то ущерб технологам; а огромная польза от измерений одним ДМом более чем очевидна. Расчеты показали: когда на две трубы приходится один ДМ, погрешность измерения разности расходов всегда равна погрешности измерения расхода. Если, например, погрешность измерения расхода, вносимая дифманометром, равна 0,8%, то и погрешность измерения разности расходов тоже равна 0,8% (12 т/ч), независимо от величины водоразбора (см. картинку). Особенно эффективны измерения одним ДМом в закрытых системах, где относительная подпитка невелика. В закрытых системах точность измерения подпитки повышается в десятки и сотни раз.

Существует две модификации ДИС: это ДИС «F15-C» и ДИС «F17-АКС». ДИС «F15-C» мы применяем на тепломагистралях для высокоточного измерения разности расходов. Такие ДИС могут применяться везде, где необходимо достоверное измерение разности двух потоков. Дополнительная выгода от таких ДИС – это некоторое (в 1,4 раза) сокращение погрешности измерения расхода, вносимой ДМами (каждый расход измеряется не одним, а двумя приборами; корень из двух = 1,4). ДИС «F17-АКС» у нас применяется в «однотрубных» системах учета (пар, газ, вода и т.д.), где нужна высокая точность в широком диапазоне изменения расхода. Для измерения разности расходов эта ДИС также может применяться. Но из-за невозможности скомпенсировать мультипликативные составляющие погрешности дифманометров у пары АКС всегда существует небольшое рассогласование погрешностей, и потому точность измерения разности расходов у F17-АКС ниже, чем у F15-С. Зато F15-АКС выигрывают в точности измерения пониженных расходов.

После прохождения режима обычных измерений был включен дифференциальный режим с частотой перестановки ДМов 1 раз в час (см. рис. 33). Появилась «дифференциальная змейка» в часовых массах М1 и М2, размах которой возрастает по мере уменьшения перепада (расхода). Относительные рассогласования масс М1 и М2 тоже представляют из себя змейку. В нечетные часы рассогласования отрицательные, в четные – положительные. За два соседних часа среднее рассогласование близко к нулю на любых расходах. За 80 часов выполнения измерений среднее рассогласование составило 0,023%, что в 5,8/0,023 = 252 раза меньше, чем при работе пары РППД в классическом режиме. Т.е. дифрежим в данном случае (при наличии испорченной входной кромки у одной из диафрагм) повышает точность измерения подпитки (разности масс М1-М2) в 252 раза. Тоже неплохой результат, принципиально недостижимый при применении обычных (самых точных) расходомеров (типа РППД, или УЗР, ЭМР и т.д.).

На рис. 32 приведены результаты измерений часовых масс М1 и М2 ДИС «F15-C» с отключенным диф. режимом. Т.е. в течение 58-и часов каждый из расходомеров представлял из себя обычные РППД. Верхний предел измерений обоих РППД Qmax = 10 т/ч (dPmax = 100 кПа), измерения выполнялись на малых расходах – от 0,25 т/ч (dP = 0,000625*dPmax) до 2 т/ч (dP = 0,04*dPmax). Видно, что рассогласование двух масс М1 и М2 интенсивно изменяется при изменении расхода и достигает +58% при q = 0,25 т/ч. Средневзвешенное рассогласование составило +5,8%. Очевидно, что такой парой расходомеров столь малые расходы и, тем более, разности расходов измерять нельзя – ошибка таких измерений будет чрезвычайно велика. Например, имеем тепломагистраль с относительной (по отношению к М1) подпиткой 5,8%. При рассогласовании в +5,8% мы получаем 100-процентное завышение результатов учета. Никуда такой учет не годится. А если это закрытая магистраль с отн. подпиткой, скажем, в 0,58%, то такая пара расходомеров даст завышение учета подпитки и тепла с подпиткой уже в 10 раз (на 1000%). Что, собственно, сегодня повсеместно в стране и наблюдается.

Применительно к ДИС-АКС такие опыты не проводились, т.к. результат известен заранее: отключение режима автокалибровки приведет к появлению погрешности измерения расхода, вносимой неисключенной аддитивной составляющей погрешности дифманометров. Эта погрешность будет тем больше, чем меньше будет измеряемый расход (перепад). По сути дела АКС при отключении автокалибровки превращается в обычный РППД. Но при работе ДИС-АКС в режиме АКС в часовые архивы заносятся результаты калибровки. Т.е. те фактические смещения нуля, которые были измерены при калибровке. Зная эти смещения нуля, можно рассчитать те массы М1 и М2, которые были бы измерены при работе АКС в обычном (классическом) режиме. А затем можно рассчитать рассогласования М1 и М2 по диапазону измерений. Таких архивов с результатами калибровки нуля накоплено много, и в ближайшее время можно будет показать, как выглядят результаты учета и рассогласования М1 и М2 в режиме АКС и в обычном режиме. А сейчас мы пока посмотрим на результаты учета ДИС «F15-C» (которая применяется на двухтрубных магистралях для точного измерения разности масс) при отключении и включении дифференциального режима измерений.

Погрешность М11акс в 0,6% при Re = 5000 (при расходе в 645 кг/ч) вызвана, главным образом, наличием смещения нуля М1акс, равным 3,8 кг/ч (см. уравнение 1 в предыдущем сообщении). Из уравнения 1 следует, что относительное рассогласование М11акс и М15кр (КР – это эталонный кориолисовый расходомер, установленный последовательно М11акс) составило 0,018%. Если бы у к-та истечения данного РППД погрешность к-та истечения была скажем, 0,6%, то в формуле 1 наклон функции М11акс = f(М15кр) был бы около 1,006 (наклон на 0,6% отличался бы от 1). Но за всё время экспериментов нам не удалось обнаружить сколь-нибудь заметную погрешность у к-та истечения – ни на малых расходах (эталон – КР), ни на больших (эталон – ЭМР Ду50, Qmax = 70 м3/ч). На картинке – результаты испытаний четырёх дифРППД на сравнительно больших (1 – 7,6 т/ч) расходах. Видно, что при достаточно больших Re (10000 – 80000) мультипликативное рассогласование Мдис и М3эмр не превысило 0,02%. Если эти 0,02% отнести на относительную погрешность ЭМР (а что-то ведь надо отдать ЭМРу?), то погрешности у к-та истечения и на больших расходах нет... В общем, положение ГОСТа о том, что у к-та истечения основная погрешность "0,5%" или "около того", нам пока подтвердить не удалось. Т.к. результаты измерений масс шестью дифРППД по отношению к КР (на малых и сверхмалых расходах) и по отношению к ЭМР (на больших расходах) имеют мультипликативное рассогласование по отношению к эталонным массам не более +/-0,02%.

На практике более информативна и востребована абсолютная погрешность, нежели относительная. Потому что при покупке и продаже товара (воды, газа, пара, тепла, подпитки) в первую очередь всех интересуют тонны, кубометры, гигакалории и рубли, и лишь в последнюю очередь – проценты. Вот вспомнилось, как один умудренный производственным опытом начальник ПТО (который отвечает за балансы/небалансы на ТЭЦ) говорил мне: ты мне про страшные проценты ошибки измерения подпитки (М1 – М2) не рассказывай! Ты лучше скажи, сколько это тонн, т.к. мне надо будет куда-то «пристраивать» тонны и гиги (небаланс), а не проценты! Простой житейский пример. ТЭЦ за месяц купила 3 млн. тонн воды (измерено в двух узлах учета горводы), а продала 3,030 млн. т (измерено как разность М1-М2 на пяти тепломагистралях). Стало быть, ТЭЦ за месяц израсходовала на собственные надобности минус 30000 тонн холодной и горячей воды. И никто даже и не вспомнит, что небаланс составил какой-то жалкий 1%; все будут думать, как -30000 тонн якобы хознужд превратить в нормальные (ожидаемые) +3000 тонн… Возможна и обратная ситуация – в магистрали подали подпиточной воды больше, чем купили городской воды. Вопрос: куда дели 30000 тонн питьевой воды? И никто о маленьких процентах и не вспомнит, и придётся начальнику ПТО куда-то «пристраивать» несуществующие 27 тыс. тонн воды… Действительно: по мере уменьшения расхода к нулю относительные погрешности возрастают. В нашем примере – от 0,3% (что вроде и не много) до 7,5% (что как бы и многовато). Но эти проценты (7,5%) получены для 10-тонного расходомера ДИС-АКС на расходе в 26 кг/ч (!) и 5-тонного КР, у которого тоже нормируется относительно-приведенная погрешность. Ранее мы упоминали о том, что при испытаниях АКС было получено уравнение М11акс = 1,00018*М15кр – 0,0038, т/ч (1) при изменении расхода от 1,2 т/ч до 0,026 т/ч. Т.е. измерения выполнялись в самых сложных условиях – при изменении расхода в диапазоне (0,0026 – 0,12)*Qmax. Если считать, что смещение нуля КР равно нулю (что вряд ли возможно), то 3,8 кг/ч – это есть смещение нуля АКС. Пересчитываем 3,8 кг/ч в перепад и находим: в режиме АКС (с измеренными поправками) смещение нуля дифманометра с dPmax = 10000 мм вод. ст. составило всего 0,001 мм вод. ст. Стало быть, имеющиеся 3,8 кг/ч погрешности АКС – это плата за смещение нуля дифманометра, равное 1 микрон вод. ст. По-моему, 1 микрон ошибки в нуле для 10-метрового дифманометра – это очень неплохой результат. Но на практике нам вряд ли придется вести учет 100-килопаскальными дифманометрами, измеряя при этом перепад в 0,001 кПа. Да и работать при Re = 200 тоже никогда не придется...