Aktuální vydání

celé číslo

08

2021

Digitální transformace a konvergence provozních, informačních a inženýrských systémů

Výzkum, vývoj a vzdělávání v automatizaci

celé číslo

Měřič průtoku, tepla, stavový přepočítávač plynů INMAT 51 (typ 451)

Automa 4/2000

(Bk)

Měřič průtoku, tepla, stavový přepočítávač plynů INMAT 51 (typ 451)

INMAT 51 je matematický člen určený k měření průtoku vody, vodní páry, tepla předaného vodou, tepla předaného vodní párou a dále je používán jako matematický člen stavového přepočítávače plynů.

INMAT 51 v ověřeném provedení lze použít i jako stanovené měřidlo podle zákona č. 505/1990 Sb., o metrologii, k měření průtoku vody, vodní páry, tepla předaného vodou a vodní párou a přepočet objemu plynů. INMAT 51 vyhovuje směrnici MPM 18-95 (Směrnice pro přípustné metody měření tepla ve vodní páře a v kondenzátu v obchodním styku). Pro fakturační účely je třeba použít také měřicí trať odpovídající příslušným normám nebo technickým podmínkám použitého průtokoměru.

INMAT 51 vyhodnocuje průtok od 5 % rozsahu při použití škrticího orgánu nebo rychlostní sondy a jednoho snímače tlakové diference a od 2 % (po dohodě s výrobcem již od 1 %), použije-li se kaskádní zapojení dvou snímačů tlakové diference. Při použití průtokoměru měřícího objemový nebo hmotnostní průtok vyhodnocuje matematický člen hodnotu již od 0,5 % rozsahu. Měřidlo a jeho komponenty vyhovují normě ČSN EN 1434 a je vyráběno v systému jakosti ISO 9001.

Měření průtoku vody
Průtok vody se měří škrticími orgány nebo rychlostními sondami s jedním nebo dvěma snímači tlakové diference s výstupním proudovým unifikovaným signálem nebo objemovým průtokoměrem, popř. hmotnostním průtokoměrem s lineárním frekvenčním výstupním signálem nebo proudovým signálem. Lze použít i vodoměr s impulsním výstupem. Teplota vody se měří odporovým snímačem ve čtyřvodičovém zapojení. INMAT 51 je použitelný pro teplotu vody od 0 do 200 °C.

Měření průtoku vodní páry
INMAT 51 může vyhodnocovat průtok vodní páry bez měření kondenzátu přímou metodou v kombinaci s náhradní metodou, tj. měřením s použitím dohodnutého korekčního koeficientu. Průtok vodní páry a její teplota se měří stejným postupem jako při měření průtoku vody. Tlak vodní páry se měří snímačem absolutního tlaku nebo přetlaku s proudovým výstupem. Teplota páry v předávacím potrubí smí být max. 600 °C. Matematický člen automaticky koriguje změřené údaje podle změn hustoty od hranice mokré páry do 600 °C a od –70 do +50 % výpočtového absolutního tlaku škrticího orgánu, resp. vztažného absolutního tlaku vírového průtokoměru. Stav mokré páry je signalizován systémem autodiagnostiky. Při poklesu pod mez sytosti přejde měření na náhradní metodu.

Měření tepla předaného vodou
Matematický člen INMAT 51 dokáže vypočítat i množství tepla předaného vodou. K tomu je třeba určit průtok vody již popsanou metodou a změřit teplotu v předávacím i vratném potrubí. Teplota se měří odporovým snímačem ve čtyřvodičovém zapojení. INMAT 51 umí vypočítat předané teplo při teplotě vody od 0 do 200 °C.

Měření tepla předaného vodní párou
Matematický člen INMAT 51 umožňuje měřit teplo předané vodní párou dvěma metodami. První je měření tepla přímou metodou v kombinaci s náhradní metodou, tj. měřením průtoku vodní páry již popsaným způsobem a stanovení entalpie pomocí měření teploty a tlaku. Při poklesu pod mez sytosti přejde měření na náhradní metodu, tj. stanovení entalpie pro příslušnou mez sytosti a použitím dohodnutého korekčního koeficientu pro parametry páry na mezi a pod mezí sytosti.

Druhou je měření nepřímou metodou v kombinaci s náhradní metodou, tj. výpočtem z množství přehřáté páry, zjištěného měřením množství kondenzátu a teploty a tlaku přehřáté páry. Při poklesu pod mez sytosti přejde měření opět na náhradní metodu. Entalpie se potom stanoví pro příslušnou mez sytosti a použitím dohodnutého korekčního koeficientu pro oblast mokré páry.

O měření průtoku vodní páry pojednával jeden z předcházejících odstavců. Průtok kondenzátu se při použití nepřímé metody měří objemovým (nejčastěji ultrazvukovým) průtokoměrem. Potřebné teploty se měří odporovými snímači. Teplota páry může být max. 600 °C, teplota kondenzátu max. 200 °C.

Měření průtoku plynů
INMAT 51 pracuje jako matematický člen přepočítávače plynů, tj. vyhodnocuje a přepočítává průtok a množství plynů na vztažné podmínky teploty a tlaku, popř. na hmotnost. Celý přepočítávač tvoří matematický člen INMAT 51, snímač absolutního tlaku nebo přetlaku a snímač teploty. Používá se ve spojení s měřidlem průtoku plynu. Pro fakturační měření je třeba použít snímače s platným schválením typu a úředním ověřením (Rozhodnutí o schválení typu měřidla).

Průtok se měří plynoměrem nebo na škrticím orgánu jedním nebo dvěma snímači tlakové diference, popř. vírovým nebo hmotnostním průtokoměrem. Teplota se měří odporovým snímačem. Teplotní rozsahy jsou od –20 do +50 °C pro topné plyny a od –50 do +100 °C pro technické plyny. Po dohodě s výrobcem lze rozsah rozšířit na –100 až +650 °C. Tlak plynu se měří snímačem absolutního tlaku nebo přetlaku. Přepočítávač je schopen vyhodnotit průtok plynu v oblasti 40 až 100 % rozsahu snímače tlaku. Výpočet korekčního nebo přepočítávacího koeficientu hustoty bere v úvahu koeficient kompresibility plynu, který může být konstantní nebo proměnný. Výpočet kompresibilních koeficientů zemního plynu je v souladu s normou ČSN 38 5510 (odpovídá doporučení AGA – NX 19). Lze instalovat i přepočet podle AGA – 19 mod. nebo podle jiných norem a postupů dohodnutých s uživatelem. Parametry a konstanty související s výpočtovým programem lze měnit výměnou paměti EPROM. Ta je proti nedovolené výměně chráněna úřední značkou.

V provedení pro měření zemního plynu umožňuje INMAT respektovat změnu složení plynu (dv, % CO2, % N2). Parametry se mění softwarově prostřednictvím linky RS-485 a nastavení je účinně chráněno uživatelským a metrologickým heslem.

Princip činnosti
Matematický člen INMAT 51 je řízen šestnáctibitovým jednočipovým mikropočítačem. Analogové vstupní signály jsou převáděny do digitální podoby A/D převodníky. Naměřené hodnoty se normují a vyjadřuje se jejich velikost ve fyzikálních jednotkách. Tím se vytvářejí systémové proměnné, podle nichž matematický člen počítá další veličiny.

Vypočtené veličiny jsou zobrazovány na displeji LCD nebo jsou předávány počítači. Trojice tranzistorových výstupů signalizuje překročení mezí nebo naprogramovanou událost. Rozhraní RS-485 umožňuje přístroji INMAT 51 pracovat i v lokální síti. Tak lze propojit až 30 zařízení s jedním počítačem. Pomocí tohoto rozhraní je také možné nastavovat parametry zařízení a uživatelské konstanty. Pro archivaci dat je určena paměť s kapacitou 1 MB. Na žádost zákazníka lze paměť rozšířit na 2 MB. Archivovaná data jsou organizována v blocích definovaných počtem záznamů, seznamem proměnných a okamžikem záznamu. Dostupná jsou prostřednictvím RS-485.

Měřič průtoku tepla a stavový přepočítávač plynů INMAT 51 obdržel na veletrhu Pragoregula 2000 ocenění Grand prix.

[ZPA Nová Paka, a. s.: Měřič průtoku, tepla, stavový přepočítávač plynů INMAT 51. Únor 2000.]