Jste zde

Státní etalon průtoku plynu Bell Prover v rozsahu 0,5 m3/h až 280 m3/h

Název etalonu: státní etalon průtoku plynu Bell Prover v rozsahu od 0,5 m3/h do 280 m3/h

Kódové označení: ECM 140-1/00-008

Rok vyhlášení: 2017

Pracoviště: odd. 5012 ČMI OI Pardubice

Garant: Ing. Tomáš Valenta

Počet zajišťovaných CMC řádků: 1

Rozsah průtokůNejistota U(k = 2)
0,5 m3/h až 280 m3/h0,07 % z měřené hodnoty

Statní etalon založený na principu kubické míry (EZKUM) je v mezinárodním hledisku nejčastěji používaným primárním etalonovým zařízením v oboru průtok plynu. Základní schéma EZKUM je na níže uvedeném obrázku.

Celé zařízení je tvořeno dvěmi nádobami. Spodní nádoba (2) je svařovaná válcová ocelová nádoba, do níž je vsazena další válcová vložka. Ve vzniklém meziválcovém prostoru se nachází minerální olej. Druhá nádoba je tvořena válcovým (1) otočeném vzhůru, který má stěny částečně ponořeny do minerálního oleje a který je zavěšen na ocelovém laně. Zvon sedí na vzduchovém polštáři, který je vytvářen plnícím ventilátorem. Olej ve spodní nádobě tak plní funkci hydraulického uzávěru.

Na pevné konstrukci spodní vnější nádoby je upevněna nosná konstrukce z ocelových profilů, na nichž jsou umístěny další části EZKUM. Přesný vertikální pohyb měřicího zvonu je zajištěn pomocí broušených vodících tyčí (9) a kuličkových ložisek. Ložiska jsou uchycena v držácích (8) nahoře na zvonu. Na nosné konstrukci jsou uchyceny ložiskové skříně (3) vodících kladek lana. Takto řešený lanový převod, společně se systémem závaží, zajišťuje kompenzaci vztlakových sil působících na zvon, který se ponořuje do oleje, a dodržení konstantního tlaku pod zvonem během měřicího cyklu. Systém závaží je tvořen dvěma závažími. Jedno závaží (6), které zabezpečuje konstantní výšku hladiny oleje v meziválcovém prostoru, je uchyceno na ocelovém laně a ponořuje se do olejové nádržky tvořící spojenou nádobu s meziválcovým prostorem spodních nádob. Druhé závaží (7), které kompenzuje vztlakovou sílu, visí na ocelové pásce (4), jež je vedena přes excentrický kotouč (5).

Do vnitřního válce spodní nádoby je přivedeno vzduchové potrubí. Do vzduchového potrubí ústí v dolní části spodní nádoby plnící potrubí, které je spojeno přes uzavírací klapku (10) s ventilátorem. Při zapnutí ventilátoru a po otevření uzavírací klapky (10) prochází přes plnící potrubí tlakový vzduch a zvon stoupá do horní polohy. Plnění je ukončeno najetím zvonu na koncový spínač a uzavřením klapky (10) plnícího potrubí.

Na vzduchové potrubí je vně spodní nádoby napojena přes dvě uzavírací klapky (11) měřicí trať. Otevřením dvou klapek na vzduchovém potrubí před měřicí tratí je vzduch vytlačován tíhou zvonu do zkoušeného plynoměru (12). Všechny uzavírací klapky na EZKUM jsou poháněny pneumaticky. Na měřicí trať před zkoušený plynoměr je možné včlenit boční uzavírací klapku, která se vždy po skončení zkoušky, kdy dojde k rychlému zastavení klesavého pohybu zvonu, otevře, čímž se do prostoru mezi zvon a zkoušený plynoměr (12) umožní nasátí vzduchu, a tím se zabrání poškození zkoušeného plynoměru. Průtok vzduchu je regulován proměnlivým odporem (irisovou clonou) (13), který je umístěn na měřicí trati za zkoušeným plynoměrem.

Celé zkoušení na EZKUM je řízeno a ovládáno osobním počítačem, který je vybaven příslušným softwarem. Na začátku zkoušky dojde k otevření dvou uzavíracích klapek (11) na měřicí trati, což způsobí vytlačování vzduchu ze zvonu do zkoušeného plynoměru (12). Zvon začne klesat dolů.  Po ustálení klesavého pohybu zvonu se při určitém impulsu z plynoměru odečte na dvou inkrementálních pravítkách poloha zvonu. Po vytlačení nadefinovaného objemu vzduchu přes zkoušený plynoměr dojde při určitém impulsu z plynoměru k odečtu konečné polohy zvonu a zároveň se uzavřou dvě uzavírací klapky na měřicí trati. Poté dojde automaticky k zapnutí ventilátoru a vytlačení zvonu do jeho počáteční polohy. Před další zkouškou se musí počkat na stečení filmu oleje z vnitřních stěn zvonu, který zmenšuje vnitřní průměr zvonu. Ze známého vnitřního průměru zvonu a dále ze změřené délky poklesu zvonu, tlaku pod zvonem a ve zkoušeném plynoměru, teplotě pod zvonem a ve zkoušeném plynoměru během zkoušky a objemu, který zaznamenal zkoušený plynoměr, lze spočítat, s jakou chybou zkoušený plynoměr zaznamenal proteklý objem vzduchu. Přesný vzorec výpočtu je následující:

Kde značí:

fc 

...........….

relativní chyba zkoušeného plynoměru s jakou zaznamenává proteklý, objem (%),

ΔI

...........….

je počet impulsů generovaný zkoušeným plynoměrem během zkoušky (imp),

phubP

...........….

je přetlak naměřený na zkoušeném plynoměru (Pa),

pB

 

je barometrický tlak během zkoušky (Pa)

Te

...........….

je průměrná termodynamická teplota vzduchu ve zvonu, která je dána jako průměrná teplota ze dvou teplotních snímačů (K)

π

...........….

je Ludolfovo číslo 3,1415926535898,

Imp

...........….

je impulsní číslo zkoušeného plynoměru vyjadřující kolik impulsů plynoměr

ΔH

...........….

je posun zvonu během zkoušky, který je stanoven jako průměrná hodnota posunu zvonu, který zaznamenají 2 inkrementální pravítka (m)

d

...........….

je vnitřní průměr zvonu (m)

phubE

...........….

je přetlak pod zvonem (Pa)

Tp

...........….

je termodynamická teplota vzduchu v plynoměru (K)

Minimálně jedenkrát za tři roky se EZKUM účastní mezinárodního porovnání, které bylo vždy úspěšné.

Na státní etalon průtoku plynu v rozsahu 0,5 m3/h až 280 m3/h navazuje celá řada sekundárních etalonů s postupně rostoucím rozsahem měření sloužících pro zajištění návaznosti  plynoměrů  a průtokoměrů v celém rozsahu stupnice průtoku plynů za atmosférického tlaku, nejvýznamnější jsou představeny na následujících fotografiích.

Obrázková galerie: