Многопараметрический кориолисовый расходомер ЭЛМЕТРО-Фломак (далее, расходомер или ЭлМетро-Фломак) - это инновационный прибор, на базе DSP-технологии (Digital Signal Processor), предназначен для прямого измерения массового расхода, плотности и температуры высоковязких и агрессивных жидкостей, газов, пульп и масел, вычисления объемного расхода, массы и объема, приведенной плотности/объемного расхода и концентрации двухкомпонентных сред (обводненности нефти) в системах коммерческого и технологического учета. Имеет общепромышленное и взрывозащищенное исполнение.

Принцип работы кориолисового расходомера

Принцип измерения массового расхода основан на эффекте кориолисовых сил, действующих на поток среды, двигающейся по тонкостенной трубке, испытывающей поперечные колебания с частотой вынуждающей силы, создаваемой катушкой индуктивности при пропускании через нее электрического тока заданной частоты. Силы Кориолиса, приложенные к двум половинам вибрирующей части трубки, тормозят движение первой по потоку половины и ускоряют движение второй. Возникающая вследствие этого разность фаз колебаний двух половин трубки, пропорциональная массовому расходу, регистрируется индукционными датчиками. Результаты измерений массового расхода не зависят от плотности, вязкости, наличия твердых частиц и режимов протекания измеряемой среды. Подробное описание принципа измерения массового расхода кориолисового расходомера ЭлМетро-Фломак приведено в руководстве по эксплуатации.

Колебания трубок возбуждаются на основной резонансной частоте системы. Функциональная зависимость резонансной частоты от плотности среды калибруется при изготовлении прибора. На основании данных калибровки, хранимых в энергонезависимой памяти прибора, измеряемый в процессе работы период колебаний пересчитывается в значение плотности рабочей среды.

Температура измеряемой среды контролируется температурным сенсором - платиновым чувствительным элементом типа Pt100 W=1,385, который имеет надежный тепловой контакт с одной из трубок. Измеренное значение температуры также участвует в вычислении приведенной плотности и приведенного расхода.

Принцип измерения объемного расхода основан на математических вычислениях по данным прямых измерений массового расхода и плотности.

Вычисление концентрации двухкомпонентных сред осуществляется исходя из вычисленной плотности отдельных компонентов и измеренной плотности их смеси. Зная массовые и объемные доли отдельных компонентов и общий расход среды, расходомер вычисляет расходы каждого компонента. Подробное описание функции вычисления параметров двухкомпонентных сред представлено в описании.

Устройство кориолисового расходомера

Расходомер состоит из первичного преобразователя (далее - датчик (Д)) и электронного преобразователя (ЭП).

Датчик (различные исполнения датчика представлены на рисунке 1. Исполнения датчиков расходомера ЭЛМЕТРО-Фломак) устанавливается непосредственно в трубопровод и преобразует параметры процесса в электрические сигналы, которые поступают в электронный преобразователь (ЭП). Электронный преобразователь (ЭП) производит обработку сигналов с датчика (Д) и выдает результат на встроенный индикатор (визуализация результатов измерения может по выбору заказчика производиться на графическом OLED или ЖКИ), обеспечивает суммирование расходов (функция - сумматор) и формирует выходные сигналы следующих типов: частотные, импульсные, дискретные, токовые (4...20мА), цифровые. Цифровые интерфейсы варьируются в зависимости от исполнения электронного преобразователя (ЭП). Кроме того, электронный преобразователь (ЭП) обрабатывает управляющие сигналы, которые поступают на дискретные входы и обеспечивает связь с внешними ведущими устройствами по цифровым интерфейсам RS-485 или HART. Электронный преобразователь (ЭП) по протоколу HART может получать показания от датчика давления измеряемой среды.

Компоненты электронного преобразователя (ЭП) могут быть объединены конструктивно в различных сочетаниях или выполнены отдельными модулями (см. рисунок 2. Исполнения электронных преобразователей расходомера ЭЛМЕТРО-Фломак). Одним из модулей может являться видеографический регистратор ЭЛМЕТРО-ВиЭР. Модули соединяются специальными проводами, которые входят в комплектацию расходомера. Возможные варианты компоновки электронного преобразователя описаны в руководстве по эксплуатации.

Технические характеристики кориолисового расходомера

Кориолисовые расходомеры ЭЛМЕТРО-Фломак предназначены для прямого измерения массового расхода, плотности, температуры жидкостей, газов, пульп, водонефтяной эмульсии, нефти, масел, взвесей, газового конденсата, растворов, сжиженных газов, сжатых газов, пищевых жидкостей и др. При этом вязкость и плотность измеряемой среды не влияет на результаты измерений. 

• Типоразмерный ряд, мм: В таблице 1. Типоразмерный ряд и диапазоны расходов жидкости, приведены номинальные значения массового расхода жидкости, значение коэффициента (k_G) и предельные значения стабильности нуля для датчиков расходомера.

Примечание к таблице 1: * номинальный расход соответствует перепаду давления на расходомере, равному 0,1 МПа при измерении расхода воды при температуре 20 °С.

Максимальный массовый расход газа определяется значением Q_Mmax(G):

Q_Mmax(G) = Q_Mmax(F)·ρ_G / k_G    (1)

где, ρ_G - плотность газа при рабочих условиях, кг/м³. 

В случае если рассчитанное значение Q_Mmax(G) больше чем значение Q_Mmax(F) из таблицы 1, то за максимальный расход газа для выбранного типоразмера принимается значение Q_Mmax(F) из таблицы 1.

• Расходомер имеет исполнения в зависимости от класса точности (δ₀): 0,1; 0,15; 0,2 и 0,5.

Пределы основной допускаемой относительной погрешности измерения массового расхода (δQ_M(F)) и массы (δM_(F)) жидкости по индикатору, частотно-импульсному и цифровым выходным сигналам:

• ± δ₀ (%), при Q_M(F) ≥ Q_T(F);
• ±100%·Z/Q_M(F), при Q_M(F)<Q_T(F);

где, Q_T(F) - переходный расход для жидкости (см. таблицу 2), вычислямый по формуле 2.

Q_T(F) = 100%·Z/δ₀    (2)

Пределы основной допускаемой относительной погрешности измерения массового расхода (δQ_M(G)) и массы (δM_(G)) газа по индикатору, частотно-импульсному и цифровым выходным сигналам:

• ±δ_G (%), при Q_M(G) ≥ Q_T(G);
• ±100%·Z/Q_M(G), при Q_M(G) < Q_T(G);

где, Q_T(G) - переходный расход для газа (см. таблицу 2), вычисляемый по формуле 3;

Q_T(G) = 100%·Z/δ_G    (3)

класс точности δ_G равен:

• 0,35% - для класса точности δ₀ = 0,1% и 0,15% (с Ду3 по Ду32 мм);
• 0,5% - для класса точности δ₀ = 0,1% и 0,15% (с Ду50 по Ду150 мм);
• 0,5% - для класса точности δ₀ = 0,2% (с Ду3 по Ду150 мм);
• 0.75% - для класса точности δ₀ = 0,5% (с Ду3 по Ду150 мм).

• Диапазон измерения плотности: от 1 до 2000 кг/м³.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения плотности жидкости (∆ρ) по индикатору, частотно-импульсному и цифровым выходным сигналам:

• ±1 кг/м³ – для класса точности 0,1;
• ±2 кг/м³ – для класса точности 0,15; 0,2; 0,5;
• ±0,3 кг/м³ – для класса точности 0,1 или 0,15, после калибровки плотности в рабочих условиях эксплуатации (процедура калибровки описана в руководстве по эксплуатации).

Пределы допускаемых значений основной относительной погрешности измерения объемного расхода (δQ_V) и объема (δV) жидкости по индикатору, частотно-импульсному и цифровым выходным сигналам:

• для класса точности 0,1: δQ_V = δV = 0,15%;
• для других классов точности вычисляется по формулам 4 и 5:

где, ρ - плотность измеряемой среды, кг/м³.

• Температурный диапазон измеряемой среды: от минус 60 до плюс 250 °С. Возможно специальное исполнение расходомера для сред с температурой от минус 60 до плюс 350 °С. 

Пределы допускаемых значений абсолютной погрешности измерения температуры (∆T) измеряемой среды определяются по формуле 6:

∆T = ±(0,9+0,008·|t|), °С    (6)

где, t - температура измеряемой среды, °С.

• Расходомер имеет следующие выходные сигналы:

- импульсный/частотный/статусный (пассивный, 30 В, 50 мА) - 1 канал;

- частотный/статусный (пассивный, 30 В, 50 мА) - 1 канал;

- статусный (пассивный, 30 В, 50 мА) - 1 канал;

- аналоговый токовый 4-20 мА (пассивный) + протокол HART (v.5/v.7) - 1 канал;

- цифровой RS-485, протокол Modbus RTU (с возможностью выбора карты регистров Modbus) - 1 канал.

• Расходомер имеет следующие входные сигналы:

- дискретные универсальные (Лог. «0»: ≤ 5 В; Лог. «1»: ≥ 5 В; ) - 2 канала. Каналы могут использоваться для управления сумматорами.

• В зависимости от исполнения расходомер может иметь локальный операторский интерфейс, включающий ЖКИ или графический OLED и емкостные кнопки для конфигурирования расходомера во взрывоопасных зонах, без снятия крышки. Конфигурирование расходомера можно производить с помощью ПО для ПК поставляемого с расходомером. Индикатор имеет возможность поворота на ±90 градусов. Возможность поворота изображения на дисплее на ±180 градусов реализована программно. Вывод информации на дисплей возможен на русском и английском языках.
• По заказу расходомер может комплектоваться различными по типу взрывозащиты и присоединения кабельными вводами.
• По заказу расходомер может комплектоваться различными по типу и виду взрывозащиты кабелями.
• Температура окружающей среды. Расходомеры в исполнение с графическим OLED устойчивы к воздействию температуры окружающей среды в диапазоне от минус 40 до плюс 60 ºC. Расходомеры в исполнение с ЖКИ устойчивы к воздействию температуры окружающей среды в диапазоне от минус 20 до плюс 60 ºC.
• Расходомеры в исполнение с термочехлом устойчивы к воздействию температуры окружающей среды в диапазоне от минус 60 до плюс 70 ºC. При температуре окружающей среды минус 60 °С температура внутри чехла сохраняется на уровне плюс (15 ± 3) °С. 
• Материалы деталей расходомера, контактирующие с измеряемой средой, указаны в таблице 3. Материалы деталей расходомера, контактирующие с измеряемой средой. Детали расходомера могут быть изготовлены из других материалы, по согласованию с производителем.

• Температурный диапазон измеряемой среды:

- код температурного исполнения датчика «U»: от минус 60 до плюс 100 ºС;

- код температурного исполнения датчика «S»: от минус 60 до плюс 150 ºС;

- код температурного исполнения датчика «T»: от минус 60 до плюс 250 ºС;

- специальное исполнение по согласованию с производителем: от минус 60 до плюс 350 ºС.

Допустимый диапазон температур измеряемой среды зависит от исполнения расходомера по компоновке, см. таблицу 4. Компоновка и температурные исполнения.

Примечание: дополнительная погрешность измерения массового расхода и массы, вызываемая изменением температуры измеряемой среды и окружающей среды от температуры, при которой была проведена калибровка расходомера, не превышает ± 0,015 % от номинального значения расхода на каждые 10 °С. 

В зависимости от исполнения расходомера по компоновке, части расходомера могут быть конструктивно объединены (коды «I», «C») или соединяться кабелями (коды «S», «R», «RS», «V»). В случае исполнений «S», «R», «RS» измерительный модуль имеет несколько вариантов крепления измерительного модуля в соответствии с рисунком 9. Варианты крепления измерительного модуля.

• Интегральное исполнение (код «I»). При интегральном исполнении электронный блок (ЭП), который состоит из процессорного (МП) и измерительного (ИМ) модулей, размещен на датчике. Расходомер при этом исполнении представляет единую конструкцию, см. рисунок 3. Интегральное исполнение расходомера. МП и ИМ соединены кабелем, который по заказу может быть помещен в металлорукав дя защиты от механических воздействий. Кабель поставляется в составе расходомера, подключенным к МП. Инструкция по подключению приведена в руководстве по эксплуатации. Интегральное исполнение является наиболее компактным исполнением с индикатором, клавиатурой и полным набором выходных сигналов. Но исполнение доступно не для всех датчиков (см. таблицу 6. Типоразмерные ряд и компоновка) и не позволяет работать с высокотемпературными средами (см. таблицу 4. Компоновка и температурные исполнения). 

• Раздельное исполнение (код «S»). При раздельном исполнении измерительный (ИМ) и процессорный (МП) модули смонтированны вместе, и размещаются отдельно от датчика (Д) на расстояние до 30 метров (см. рисунок 4. Раздельное исполнение расходомера). Датчик соединяется с электронным преобразователем специальным кабелем, который поставляется в составе расходомер. Характеристики кабеля, а также инструкция по установке расходомера и подключению кабеля представлены в руководстве по эксплуатации. Исполнение позволяет измерять параметры высокотемпературных сред, так как электронный преобразователь отнесен от датчика.

• Выносное исполнение (код «R»). При выносном исполнении ИМ размещен на корпусе датчика. МП размещается отдельно и соединяется с ИМ 4-проводным кабелем с максимальной длиной до 100 метров (см. рисунок 5. Выносное исполнение расходомера). На стороне МП кабель заводится в клеммнуюю коробку. Стандартно кабель поставляется в составе расходомера. Для заказа доступен бронированный кабель а также кабели с улучшенными защитными свойствами изоляции. Подробное описание приведено в руководстве по эксплуатации. Имеются ограничения по температуре измеряемой среды (см. таблицу 4).

• Раздельно-выносное исполнение (код «RS»). При раздельно-выносном исполнении (см. рисунок 6. Раздельно-выносное исполнение) все части расходомера размещаются отдельно. ИМ соединяются с датчиком специальным кабелем, который поставляется в составе расходомера. Максимальная длина кабеля 30 метров. Характеристики кабеля приведены в руководстве по эксплуатации. МП соединяется с ИМ 4-проводным кабелем, который стандартно поставляется в составе расходомера. Максимальная длина кабеля 100 метров. Для заказа доступен бронированный кабель, а также кабели с улучшенными защитными свойствами изоляции, см. руководство по эксплуатации. Исполнение позволяет работать с высокотемпературными средами и одновременно установить МП с дисплеем и кнопками в более удобное для настройки и контроля место (на расстояние до 130 метров).

• Компактное исполнение (код «C»). В этом исполнение отсутствует разделение ЭП на измерительный и процессорный модули (см. рисунок 7. Компактное исполнение расходомера). ЭП располагается в корпусе без индикатора и клавиатуры, размещенном на датчике. Исполнение является наиболее компактным.

• Избыточное давление измеряемой среды, не более: 4,0 МПа; 6,3 МПа;  10,0 МПа; 16,0 МПа; 25,0 МПа с технологическим подключением по ГОСТ, ANSI, DIN и другим стандартам, по согласованию с производителем.
• В расходомере реализована функция компенсации влияния давления измеряемой среды на показания расхода и плотности с захватом давления с датчиков по HART протоколу. Подробное описание функции представлено в руководстве по эксплуатации.
• Расходомер измеряет параметры как прямых, так и обратных (реверсивных) потоков.
• Расходомер имеет функцию детектирования воздушных пробок, подробное описание функции представлено в руководстве по эксплуатации.
• В расходомере реализована возможность выбора карты регистров (функция предназначена для замены импортных расходомеров).
• Расходомер имеет функцию отсечки по расходу и плотности. Функция предназначена для защиты от ошибочного учета расхода при гидравлических ударах и нежелательных кратковременных флуктуациях потока.
• Расходомер работает при двух вариантах напряжения питания. Варианты питания расходомеров представлены в таблице 5.
• Встроенный блок питания обеспечивает автоматическое переключение вышеуказанных режимов питания. Потребляемая мощность расходомеров не превышает 12 В·А. 

• Электрическая изоляция между электрическими цепями питания электронного преобразователя, с одной стороны, и корпусом, всеми другими входными и выходными цепями модуля процессора или электронного преобразователя в целом (в исполнении по компоновке «S»), с другой стороны, при температуре (20±5) ºС и относительной влажности 30-80% выдерживает напряжение переменного тока 1500 В (среднеквадратичное значение) частотой от 50 до 60 Гц в течение 1 мин.
• Электрическая изоляция между независимыми электрическими цепями (кроме цепи питания) электронного преобразователя, а также между этими цепями и корпусом при температуре (20±5) ºС и относительной влажности 30-80% выдерживает напряжение переменного тока 500 В (среднеквадратичное значение) частотой от 50 до 60 Гц в течение 1 мин.
• Электрическое сопротивление изоляции между независимыми электрическими цепями расходомеров, а также между этими цепями и корпусом не менее:

- при нормальных климатических условиях: 40 МОм;

- при верхнем значении температуры (плюс 60 ºС): 10 МОм;

- при повышенной влажности (95%): 5 МОм.

• Расходомер по защищенности от воздействия окружающей среды (пыли и воды) соответствуют исполнению по ГОСТ 14254:

- IP67: датчик;

- IP65: электронный преобразователь.

• Межповерочный интервал: 4 года.
• Надежность в условиях и режимах эксплуатации, установленных в технических условиях, характеризуется следующими значениями:

- средняя наработка на отказ: не менее 60000 ч;

- среднее время восстановления: не более 8 ч;

- средний срок службы: не менее 12 лет.

• Расходомеры в транспортной таре являются прочными к воздействию вибрации по группе F3 согласно ГОСТ Р 52931-2008.
• Расходомеры в транспортной таре являются прочными к воздействию температуры в диапазоне от минус 50 (в исполнении без индикатора или с индикатором OLED) или от минус 30 (в исполнении с ЖКИ) до плюс 70 ºС.
• Расходомеры в транспортной таре являются прочными к воздействию относительной влажности воздуха до 95% при температуре плюс 35 ºС.
• Обеспечение взрывозащищенности:

• Измеряемая среда: высоковязкие и агрессивные жидкости, чистые газы и газовые смеси, эмульсии, взвеси, пульпы, масла.
• Типоразмерный ряд: 2; 3; 4,5; 10; 15; 25; 32; 50; 80; 100; 150; 200 мм.
• Погрешность измерения:
  • массового расхода жидкости: ±0,1%; ±0,15%; ±0,2%; ±0,5%;
  • массового расхода газа: ±0,35%; ±0,5%; ±0,75%;
  • плотности: ±0,3 кг/м³ (спец. калибровка в раб. усл.); ±1,0 кг/м³; ±2,0 кг/м³;
  • температуры измеряемой среды: ±1,0 °С.
• Диапазон измерения:
  • массового расхода: от 1 кг/ч до 1200 т/ч;
  • плотности: от 1 до 2000 кг/м³;
  • температуры измеряемой среды: от -60 до +350 °С.
• Избыточное давление измеряемой среды: 4,0; 6,3; 10,0; 16,0; 25,0 МПа с технологическим подключением по ГОСТ, ANSI, DIN и др.
• Материал смачиваемых частей: Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, Hastelloy, PTFE.
• Измерение прямых и реверсивных потоков.
• Компенсация по давлению массового расхода и плотности.
• Детектирование воздушных пробок и самодиагностика.
• Возможность визуализации и архивации измерений, создание команд управления процессами (исполнение совместно с регистратором ЭлМетро-ВиЭР).
• Функция сумматора с дискретными входами сброса/запуска.
• Выбор карты регистров Modbus (замена импортных расходомеров).
• Защита от пыли и влаги:
  •  IP65 или IP67: электронный преобразователь;
  • P67: датчик. 
• Температурный диапазон окружающей среды:
  • с графическим OLED: от -40 до +60 °С;
  • с ЖКИ: от -20 до +55 °С;
  • с термочехлом: от -60 до +70 ºС.
• Уникальная ёмкостная клавиатура для конфигурирования в Ex-зоне.
• Компактное, интегральное и раздельные (до 150 м) исполнения.
• Соответствует уровню полноты безопасности SIL2.
• Класс взрывозащиты:
  •  датчика: «0Ex ia IIB Т6..T2 Ga Х» или «0Ex ia IIC Т6..T2 Ga Х»;
  • измерительного модуля: 1Ex db [ia Ga] IIB T6 Gb X или 1Ex db [ia Ga] IIC T6 Gb X.;
  • процессорного модуля: 1Ex db IIB T6 Gb X или 1Ex db IIC T6 Gb X.
• Дискретные входные сигналы (2 канала).
• Выходные сигналы:
  • токовый 4...20 мА (1); статусный (3); частотный (2); импульсный (1);
  • HART v.5 / HART v.7; RS-485 (Modbus RTU).
• Широкий диапазон питания: 20...140 В пост. тока / 140...250 В перем. тока.
• Внесен в государственный реестр СИ России № 47266-16.
• Внесен в государственный реестр СИ Казахстана № 13494.
• Внесен в государственный реестр СИ Республики Беларусь № 11236
• Соответствует Единым гигиеническим требованиям.
• Более 2000 успешных установок в странах Евразийского союза.
• Разрешен к применению на объектах ОАО Газпром.
• Производство в Челябинске поддержано Грантом Фонда содействия малым и средним предприятиям в научно-технической сфере.

Отзывы Заказчиков на данный прибор доступны по ссылке

Расчёт перепада давления на расходомере ЭЛМЕТРО-Фломак доступен по ссылке

Документация:

• Руководство по эксплуатации
• Описание регистров Modbus
• Описание двухфазного измерения расхода/концентрации
• Опросный лист
• Методика поверки
• Руководство пользователя по Имитационной Поверке

Сертификаты:

• Сертификат об утверждении типа СИ (Россия)
• Описание типа СИ (Россия)
• Сертификат о регистрации прибора в HART ассоциации
• Сертификат об утверждении типа СИ (Беларусь)
• Сертификат о признании утверждения типа СИ (Казахстан)
• Сертификат о признании утверждения типа СИ (Узбекистан)
• Сертификат соответствия ТР ТС 012/2011 + Ex-приложение
• Сертификат соответствия ТР ТС 012/2011 + Ex-приложение на компактное исполнение
• Сертификат соответствия ТР ТС 012/2011 + Ex-приложение на моноблочное исполнение
• Декларация о соответствии ТР ТС 020/2011
• Сертификат соответствия ТР ТС "О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением"
• Декларация о соответствии ТР ТС 032/2013 на корпусные проточные элементы
• Отказное решение на счётчики-расходомеры массовые ЭЛМЕТРО-Фломак 032/2013
• Сертификат соответствия уровню безопасности SIL2
• Заключение о соответствии гигиеническим требованиям
• Сертификат системы добровольной сертификации ИНТЕРГАЗСЕРТ
• Сертификат на сейсмостойкость

Архив документов

Программное обеспечение:

DD-файлы для HART-коммуникаторов и AMS

Актуальная версия

Старые версии (архив)

Управляющее программное обеспечение (ПО МП) расходомеров ЭЛМЕТРО-Фломак

Краткое описание программного обеспечения:

Управляющая программа счетчика-расходомера массового ЭЛМЕТРО-Фломак (далее – ПО) является встроенным программным обеспечением. Программа хранится в энергонезависимой памяти расходомера и предназначена для управления его функциями.

Функциональные характеристики программного обеспечения:

Программа обеспечивает функционирование расходомера и выполнение следующих функций:

• Обработку первичных данных от измерительного модуля;
• Измерение массового расхода, объемного расхода (объемный расход в текущих условиях),  плотности среды, температуры процесса.
• Корректировку результатов измерений в соответствии с калибровками;
• Вычисление концентрации и расхода отдельных компонентов двухкомпонентных сред
• Накопление значений измеряемых параметров в сумматорах;
• Управление выходами в соответствии с их настройками;
• Обработку управляющих воздействий на входы в соответствии с настройками входов;
• Запись и хранение в энергонезависимой памяти настроек и показаний сумматоров;
• Диагностику работы составных частей расходомера;
• Отображение режима работы расходомера с помощью индикаторов на лицевой панели; вывод информации об измеряемых величинах и диагностической информации на встроенный дисплей;
• Обеспечение обмена данными с ПК или АСУ по протоколу Modbus через интерфейс RS-485;
• Обеспечение обмена данными по протоколу HART с АСУ или HART-коммуникатором по протоколу HART через токовый выход.

Установка ПО:

ПО устанавливается на  предприятии-изготовителе и поставляется вместе с расходомером. Установка пользователем не требуется.

Эксплуатация ПО:

Эксплуатация ПО осуществляется в соответствии руководством по эксплуатации на расходомер.

Стоимость ПО:

ПО входит в комплект поставки расходомера, стоимость ПО и его установка в расходомер включена в общую стоимость изделия.