مقدمه:

کنتور گاز جرمی یکی از ابزارهای نوین اندازه‌گیری جریان گاز است که دقت بالایی در شرایط مختلف فراهم می‌کند. در سال 2023، استاندارد EN17526 برای این نوع کنتورها تدوین شد که الزامات فنی و مترولوژیکی آن را مشخص می‌کند. این مقاله به بررسی بخش دوم این استاندارد پرداخته و تست‌ها و محدودیت‌های مجاز برای اطمینان از صحت عملکرد کنتور گاز جرمی را تشریح می‌کند.

[ez-toc]

در این مطلب بخش دوم از استاندارد کنتور گاز جرمی حرارتی (EN17526) که در سال 2023 برای اولین بار تدوین شده است بررسی خواهد شد برای مطالعه بخش اول برای روی این مطلب کلیک کنید

مقایسه حالت تست

1.2.5 کلی

هنگامی که کنتور علاوه بر حالت کارکرد معمولی دارای یک یا چند حالت نمونه­برداری سریع باشد، به شرط رعایت الزامات بند 2.2.5، تمام آزمایش­های بعدی که نیاز به پروفایل­های جریان ثابت در این سند دارند باید با استفاده از همان حالت آزمایش انجام شوند. اگر الزامات 2.2.5 برآورده نشود، تمام آزمایشات بعدی باید در حالت عملکرد عادی انجام شود.

در مواردی که حالت‌های اندازه‌گیری خاصی برای مدیریت جریان خارج از محدوده کنترل‌شده در حالت عملکرد عادی وجود دارد، می‌توان این حالت‌ها را در حالت آزمایش غیرفعال کرد، مگر اینکه در این سند به طور دیگری مشخص شده باشد.

باید تمهیداتی اندیشیده شود تا اطمینان حاصل شود که هر گاز آزمایشی به درستی توسط کنتور مورد آزمایش تشخیص داده می شود. به ویژه، در مواردی که کنتور دارای یک سیستم تشخیص گاز است که در یک بازه زمانی ثابت رخ می­دهد، روش تشخیص گاز نیز باید هر زمان که حالت آزمایش فعال شود، انجام شود.

 

2.2.5 الزامات

دقت اندازه­گیری­ها نباید تحت تأثیر حالت­های مختلف نمونه­برداری قرار گیرد.

تفاوت میانگین خطاهای حالت عملکرد عادی و حالت آزمایش نباید از حدود زیر تجاوز کند:

– 0.6 % برای هر نرخ جریان Q_min ≤ Q < Q_t.

– 0.3 % برای هر نرخ جریان بین Q_t ≤ Q ≤ Q_max.

در هر دو حالت، میانگین خطا باید در محدوده حداکثر خطاهای مجاز مشخص شده در جدول 6-19 باشد.

3.2.5 تست مربوط به استاندارد کنتور گاز جرمی حرارتی

کنتور در حالت عملکرد عادی و در حالت آزمایش مطابق با بند 2.3.5، جدول 6-20، تست الف) آزمایش شود. تفاوت میانگین خطا در هر نرخ جریان محاسبه شده و اطمینان حاصل گردد که الزامات بند 2.2.5 برآورده شده است.

4.2.5 حالت تست در جریان (اختیاری)

1.4.2.5 عمومی

در مواردی که کنتور خوانش‌های سرعت جریان آنی را ارائه می‌کند، می‌توان از آن‌ها به عنوان جایگزینی برای حجم جهت محاسبه خطای اندازه‌گیری در پروفیل‌های جریان ثابت استفاده کرد، مگر اینکه در این سند مشخص شده باشد.

2.4.2.5 الزامات

حالت آزمایش انتخاب شود و آزمایش مطابق با بند 3.4.2.5 با سرعت جریان آزمایش ثابت انجام شود. تفاوت میانگین خطاهای حالت عملیاتی معمولی و حالت آزمایشی نباید از محدودیت­های ارائه شده در بند 2.2.5 به شرح زیر تجاوز کند:

– 0.6 % برای هر نرخ جریان Q_min ≤ Q < Q_t.

– 0.3 % برای هر نرخ جریان بین Q_t ≤ Q ≤ Q_max.

3.4.2.5 تست

کنتور در حالت کارکرد معمولی و در حالت آزمایشی در جریان مطابق با بند 2.3.5، جدول 6-20، آزمون الف) آزمایش شود.

تفاوت میانگین خطا در هر دبی با استفاده از معادلات زیر محاسبه شده و اطمینان حاصل گردد که خطا در محدوده­های مشخص شده در بند 2.4.2.5 است.

جایی که

E_x میانگین خطا در حجم است که به صورت درصد بیان می­شود.

ε_x میانگین خطا در جریان است که به صورت درصد بیان می­شود.

V_b حجم خوانده شده توسط کنتور، در شرایط پایه است.

V_c حجم خوانده شده توسط دستگاه مرجع است که به کنتور تحت تست در شرایط پایه تبدیل می­شود.

Q_b نرخ جریان خوانده شده توسط کنتور، در شرایط پایه است.

Q_c نرخ جریان خوانده شده توسط دستگاه مرجع است که به کنتور تحت تست در شرایط پایه تبدیل می­شود. Q_c را می­توان مستقیماً اندازه­گیری کرد یا با نسبت بدست آورد

3.5 خطاهای مجاز

1.3.5 الزامات

کنتور باید مطابق روش الف) و ب) تنظیم شود.

سازنده باید اعلام کند که کدام یک از دو روش زیر اتخاذ شده است:

روش الف): میانگین وزنی خطا (WME) بین 0.6-% و 0.6% یا

روش ب): زمانی که خطاهای بین Q_t و Q_max همگی علامت یکسانی داشته باشند، بیش از 1.3% نیست.

هنگام آزمایش مطابق با بند 2.3.5، میانگین خطای E_x برای هوا و گازهای آزمایشی باید در محدوده حداکثر خطاهای مجاز مشخص شده در جدول 6-19 باشد. این محدوده همچنین باید برای اندازه­گیری­­ها در حداکثر فشار کاری و در حداقل و حداکثر دمای اعلام شده شامل هر دمای آزمایش اضافی که بین T_min و T_max باشد. اعمال شود.

از آنجایی که کنتور حجم تبدیل شده را در شرایط پایه فراهم می­کند، MPE کنتور باید 0.5% در محدوده 30 درجه سانتیگراد افزایش یابد که به طور متقارن حول دمای تعیین شده توسط سازنده که بین 15 درجه سانتیگراد تا 25 درجه سانتیگراد است؛ گسترش یابد (مثلاً بین 0 تا 30 درجه اگر t_sp برابر 15 درجه سانتیگراد باشد). خارج از این محدوده، افزایش اضافی 0.5% در هر بازه 10 درجه سانتیگراد مجاز است.

• حداکثر خطاهای مجاز برای حجم در شرایط پایه

حداکثر خطای مجاز برای حجم در شرایط پایه	نرخ جریان
± 3,5%[= ±(3,0 + 0,5)%]	Qmin ≤ Q < Qt
± 2,0%[= ±(1,5 + 0,5)%]	Qt ≤ Q ≤ Qmax

در جایی که سازنده اعلام کند کنتور حجم واقعی را اندازه­گیری می­کند، ضمیمه C این استاندارد می­تواند مورد استفاده قرار گیرد.

2.3.5 تست

1.2.3.5 عمومی

کنتور از لحاظ حرارتی در دمای آزمایشگاه تست تثبیت شود.

حجمی از هوا یا گاز را که حجم واقعی آن با استاندارد مرجع اندازه­گیری می­شود از داخل کنتور عبور داده شود و حجم مشخص شده توسط کنتور یادداشت گردد. حداقل حجم هوا یا گازی که باید از طریق کنتور عبور داده شود توسط سازنده مشخص شده و با آزمایشگاه تست توافق می­شود.

آزمایش­های مشخص شده در بندهای 4.2.3.5 و 5.2.3.5 به هر ترتیبی انجام شود، سپس n خطا در هر یک از دبی ها ثبت شده و مقدار میانگین آنها محاسبه گردد.

2.2.3.5 روش الف)

اگر روش الف) انتخاب شد (به 1.3.5 مراجعه شود)، WME با استفاده از مقادیر میانگین در نرخ‌های جریان مختلف، مطابق با فرمول (4) محاسبه شود:

جایی که

k_i ضریب وزنی در نرخ جریان Q_i است.

E_i خطا در نرخ جریان Q_i است.

3.2.3.5 روش ب)

اگر روش ب) انتخاب شده است (به 1.3.5 مراجعه شود)، تعیین شود که آیا خطاهای بین Q_t و Q_max همگی دارای علامت یکسانی هستند که از 1% تجاوز نمی­کنند.

4.2.3.5 خطاهای هوا و گاز

کنتور با استفاده از هوا و گازهای آزمایشی مشخص شده توسط سازنده مطابق با 2.3.5 آزمایش شود.

جدول 6-20، آزمون الف).

5.2.3.5 خطاهای دما

کنتور در هوا در T_min و T_max آزمایش شود (5.4 مشاهده شود) مطابق با 2.3.5، جدول 6-20، آزمون ب).

• آزمون خطا در هوا و گازها

حداقل تعداد آزمایش­های متوالی در گاز * (n)	تعداد آزمایش­های متوالی در هوا  (n)	نرخهای جریان تست	تست
2	6	Qmin, 3 Qmin, 5 Qmin, 10 Qmin, 0,1 Qmax, 0,2 Qmax, 0,4 Qmax, 0,7 Qmax, Qmax	الف
2	3	Qmin, 3 Qmin, 5 Qmin, 10 Qmin, 0,1 Qmax, 0,2 Qmax, 0,4 Qmax, 0,7 Qmax, Qmax	ب
2	3	Qmin, 0,1 Qmax, Qmax,	ج
2	3	0,1 Qmax, Qmax	د
*به  بخش 1.4.5 مراجعه شود.

4.5 رابطه گاز و هوا

1.4.5 عمومی

در مواردی که کنتورها الزامات بند 2.4.5 را برآورده می­کنند، تمام آزمایشات زیر باید فقط در هوا انجام شود.

 

2.4.5 الزامات

تفاوت بین میانگین خطاها (یعنی خطای نشانگر کنتور) بر روی گازهای آزمایش و هوا، در هر یک از دبی‌ها، باید در محدوده‌های مشخص‌شده در جدول 6-21 باشد. اگر الزامات ارائه شده در جدول 6-21 برآورده نشود، تمام آزمایشات بعدی باید با استفاده از هوا و گازهای آزمایشی انجام شود. شکل 6-9 مشاهده شود.

 

• اختلاف میانگین خطا بین هوا و گاز در نرخ جریان معین

حداکثر اختلاف میانگین خطا برای کلاس 1،5	نرخ جریان
3,0 %	Qmin ≤ Q < Qt
1,5 %	Qt ≤ Q ≤ Qmax

3.4.5 تست

الزامات بند 2.4.5 به نتایج حاصل از آزمایش کنتور در هوا و گاز مطابق با 2.3.5، جدول 6-20، آزمون الف) اعمال شود.

5.5 جذب فشار

1.5.5 الزامات

جذب فشار یک کنتور با جریان هوا با چگالی  kg·m^-31.2، با دبی برابر Q_max، نباید از مقادیر ارائه شده در جدول 6-22 تجاوز کند.

• جذب فشار

حداکثر مقادیر مجاز برای جذب فشار		Qmax (m3/h)
استقامت (mbar)	اولیه  (mbar)
2.2	2.0	2,5 ≤ Qmax ≤ 16
3.3	3.0	25 ≤ Qmax ≤ 65
4.4	4.0	Qmax = 100, Qmax = 160

2.5.5 تست

کنتور مورد آزمایش با جریان هوا با دبی برابر Q_max تغذیه شود و فشار دیفرانسیل با استفاده از یک ابزار اندازه­گیری مناسب با دقت mbar 0.1 اندازه­گیری شود.

فاصله بین نقاط تست فشار و اتصالات کنتور نباید از سه برابر قطر اسمی اتصال داخلی نقاط اتصال کنتور برای کنتورهای دو لوله تجاوز کند و نباید از سه برابر قطر داخلی اسمی حداقل لوله تغذیه معمولی نصب شده، برای کنتورهای تک لوله تجاوز کند.

6.5 پایداری مترولوژیکی

نتایج بند 4.2.3.5 برای هر آزمایش متوالی مقایسه شود و تأیید گردد که تفاوت بین هر دو خطای نشانگر در هر نرخ جریان از مقدار ارائه شده در جدول 6-23 تجاوز نمی­کند. شکل 6-10 مشاهده شود.

• تفاوت خطا بین هر دو خطای نشانگر

تفاوت خطا	محدوده جریان
1,0 %	Qmin ≤ Q < Qt
0,6 %	Qt ≤ Q ≤ Qmax

7.5 مصونیت در برابر آلاینده­ ها در جریان گاز (تست گرد و غبار)

1.7.5 الزامات

هنگام آزمایش مطابق با 3.7.5، خطاهای کنتور نباید از حد تعیین شده در جدول 6-24 تجاوز کند.

• حداکثر خطای مجاز پس از تست­های ایمنی در برابر آلاینده­ها

حداکثر شیفت خطا	حداکثر خطای مجاز (برای حجم در شرایط پایه)	محدوده جریان
–	± 6,5 % [= ±(2 × 3,0 + 0,5) %]	Qmin ≤ Q < Qt
2 %	± 3,5 % [= ±(2 × 1,5 + 0,5) %]	Qt ≤ Q ≤ Qmax

 

پس از آزمایش انجام شده در بند 3.7.5، کنتور مطابق با بند 2.5.5 آزمایش شود، جذب فشار نباید از مقادیر استقامت ارائه شده در جدول 6-22 تجاوز کند. شکل 6-11 مشاهده شود.

 

توجه: شکل 6-11 نمونه­ای از خطای اولیه و خطای جابجایی ناشی از آزمایش مقاومت در برابر آلاینده­ها را نشان می­دهد.

2.7.5 مشخصات آلودگی گرد و غبار مورد استفاده در آزمون 3.7.5

چهار دسته جداگانه گرد و غبار با 95 درصد ذرات باید در هر دسته در محدوده اندازه مناسب که در زیر آورده شده است استفاده شود:

الف) 20 میکرومتر تا 100 میکرومتر             اندازه متوسط (10 ± 50) میکرومتر.

ب) 100 میکرومتر تا 200 میکرومتر            اندازه متوسط (10 ± 150) میکرومتر.

ج) 200 میکرومتر تا 300 میکرومتر             اندازه متوسط (250 ± 10) میکرومتر.

د) 300 میکرومتر تا 400 میکرومتر             اندازه متوسط (10 ± 350) میکرومتر.

هر یک از دسته­های فوق باید دارای ترکیب جرمی از موارد زیر باشد:

– اکسید آهن سیاه (Fe₃O₄)  79 درصد؛

– اکسید آهن قرمز (Fe₂O₃)  12 درصد؛

– آرد سیلیس معدنی (SiO₂)  8 درصد؛

– پوسته باقیمانده رنگ 1 درصد.

3.7.5 تست

حداقل 3 کنتور تست شود. در جایی که بیش از یک جهت نصب توسط سازنده مشخص شده است، حداقل 3 کنتور در هر جهت تست شود.

تجهیزات آزمایشی مورد استفاده برای این آزمایش به قابلیت ردیابی مطلق نیاز ندارند، مشروط بر اینکه هر کنتور قبل از شروع آزمایش بر روی تجهیزاتی کالیبره شده باشد که چنین قابلیت ردیابی را دارند. نمونه­ای از بستر تست معمولی در شکل 6-12 آورده شده است.

– قبل از استفاده، گرد و غبار در دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت در ظرف باز خشک شود.

– اجازه داده شود تا گرد و غبار خنک شود. سپس  در مدت زمان 8 ساعت در آزمایشگاهی با رطوبت نسبی کمتر از 50 درصد استفاده شود.

روش تست یک فرآیند پیوسته است که کنتور در جای خود باقی می­ماند و به شرح زیر است:

1) کنتور مطابق با بند 2.3.5، جدول 6-20، تست ج) آزمایش شود.

2) کنتور به بستر تست گرد و غبار که دارای لوله عمودی D 10 قبل از کنتور است وصل شده و هوا به مدت 5 دقیقه در Q_max از داخل کنتور با استفاده از مقدار مناسب D از جدول 6-25 عبور داده شود.

3) جریان هوا متوقف شود و مقدار درجه گرد و غبار جدول 6-26 (300 تا 400) میکرومتر به ورودی بستر تست اضافه شود. منبع هوا دوباره راه­اندازی گردد و جریان Q_max برای 5 دقیقه دیگر حفظ شود. این روش با مقدار دیگری از جدول 6-26 از هر درجه گرد و غبار به ترتیب (200 تا 300) میکرومتر، (100 تا 200) میکرومتر و (20 تا 100) میکرومتر تکرار شود.

4) کنتور مطابق با بند 2.3.5، جدول 6-20، تست ج) آزمایش شود.

• اندازه D به عنوان تابعی از Q_max

Inches	DN (mm)	Qmax (m3/h)
½	15	2,5 ≤ Qmax < 16
11/4	32	16 ≤ Qmax < 100
21/2	65	100 ≤ Qmax ≤ 160

 

• مقدار گرد و غبار برای هر درجه گرد و غبار، به عنوان تابعی از Q_max

مقدار گرد و غبار برای هر درجه گرد و غبار	Qmax (m3/h)
5 g	2,5 ≤ Qmax ≤ 40
8 g	≥ 65

 

با توجه به شکل ، دستگاه از اجزای زیر تشکیل شده است:

الف) D10 لوله سوراخ­دار موازی عمودی برای اتصال به ورودی کنتور.

ب) یک اتصال پیچی قابل جابجایی برای افزودن گرد و غبار.

ج) یک شیر توپی برای رهاسازی گرد و غبار.

د) طول لوله مستقیم  D30 تا  D45 برای اطمینان از اینکه تمام گرد و غبار قبل از ورود به کنتور در هوا مخلوط می­شود.

ه) لوله ­کشی مسی با اتصالات لحیم ­کاری یا فشاری ترجیح داده می­شود. اتصالات لوله فولادی توصیه نمی­شود زیرا گرد و غبار به رزوه­های پیچ می­چسبد.

مقدار مناسب برای D در الف)، و د)، در جدول 6-25 آورده شده است.

با اتصال بستر تست آزمایشی به جعبه آزمایش، کارایی طراحی بستر تست به طور منظم بررسی شود. اطمینان حاصل گردد که جعبه آزمایش دارای حجم و شکل مشابه با کنتوری است که باید آزمایش شود و یک فیلتر روی خروجی نصب می­شود تا گرد و غبار عبوری از خروجی به حداقل برسد. 20 گرم گرد و غبار با استفاده از روش ذکر شده در بالا اضافه شده و تأیید گردد که حداقل 18 گرم در داخل جعبه آزمایش رسوب کرده است.

نتیجه‌گیری:

استاندارد EN17526 برای کنتور گاز جرمی حرارتی یک چارچوب دقیق برای تست، کالیبراسیون و عملکرد این تجهیزات ارائه می‌دهد. رعایت الزامات دقت، سنجش در شرایط متنوع محیطی و بررسی مقاومت در برابر آلودگی از الزامات حیاتی هستند. تولیدکنندگان و آزمایشگاه‌ها باید به‌صورت کامل با ساختارهای معرفی‌شده آشنا باشند تا از دقت عملکرد کنتورها اطمینان حاصل شود.

برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص استاندارد کنتور گاز جرمی حرارتی بخش سوم این استاندارد را مطالعه نمایید

 سوالات متداول

تفاوت کنتور گاز جرمی حرارتی با سایر کنتورها چیست؟

کنتور گاز جرمی بر اساس جرم گاز و نه فقط حجم کار می‌کند و دقت بالاتری در شرایط محیطی مختلف دارد.

 چرا استاندارد EN17526 اهمیت دارد؟

این استاندارد چارچوبی برای صحت عملکرد و دقت در شرایط مختلف مانند دما، آلودگی و نرخ جریان ارائه می‌دهد.

آیا تست فقط با هوا کافی است؟

در صورتی که الزامات بند 2.4.5 رعایت شود، تست فقط با هوا کافی است؛ در غیر این‌صورت گاز نیز باید تست شود.

چقدر خطای مجاز برای عملکرد کنتور قابل‌قبول است؟

در حالت کلی خطا باید بین ±2% تا ±3.5% در نرخ جریان‌های مختلف باقی بماند.