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

Abstract

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.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.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.