ЗМІСТ

Стор.

ВСТУП ..........................................................................................................................8

1 АНАЛІЗ ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ, ЩО ВИКОРИСТО-ВУЮТЬСЯ ПРИ ОБЛІКУ ПРИРОДНОГО ГАЗУ, ТА ВИМОГ ДО ЇХ ХАРАКТЕРИСТИК....................................................................................................10

1.1 Засоби вимірювання температури газу.........................................................10

1.1.1 Типові конструкції вимірювальних перетворювачів температури...13

1.2 Аналіз вимог до температурного параметру................................................14

1.3 Класифікація приладів для вимірювання температури...............................16

2 РОЗРОБЛЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛООБМІНУ В ГАЗОПРОВОДАХ.................23

2.1 Розроблення комп’ютерної інформаційно-вимірювальної системи...........24

2.2 Вимірювання температури за допомогою мікросхеми цифрового

термометра DS18S20….................................................................................31

2.3 Програмне забезпечення та технічна реалізація системи

вимірювання температури................................................................... 37

3 МЕТРОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ТЕМПЕРАТУРИ ГАЗУ..........................................................................................................................38

3.1 Метрологічний аналіз похибки термометра DS18S20...............................38

3.2 Метрологічна атестація каналів вимірювання температури розробленої

інформаційно-вимірювальної системи.............................................................39

3.2.1 Засоби вимірювальної техніки, що використовуються при

атестації........................................................................................................39

3.2.2 Умови атестації..................................................................................39

3.2.3 Порядок дослідження метрологічних характеристик каналів

вимірювання температури..........................................................................41

3.3 Експериментальне визначення метрологічних характеристик каналів

вимірювання температури..................................................................................49

4 ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ВПРОВАДЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛООБМІНУ В ГАЗОПРОВОДАХ НИЗЬКОГО ТИСКУ.............................50

4.1 Економічні аспекти споживання природного газу....................................52

4.2 Опис розробленої інформаційно-вимірювальної системи та її

порівняльна характеристика..............................................................................56

4.3 Розрахунок витрат на виготовлення комп’ютерної інформаційно-

вимірювальної системи дослідження температурних режимів

газопроводів.........................................................................................................61

4.4 Розрахунок експлуатаційних витрат, що пов’язані з функціонуванням

та обслуговуванням систем автоматизації........................................................66

4.5 Розрахунок річних експлуатаційних витрат, пов’язаних з

функціонуванням розробленої системи............................................................66

4.6 Розрахунок річного економічного ефекту..................................................69

4.7 Розрахунок показників ефективності впровадження розробленої

системи.................................................................................................................70

5 ОХОРОНА ПРАЦІ................................................................................................71

5.1 Значення охорони праці для забезпечення безпечних і здорових умов

праці......................................................................................................................73

5.2 Аналіз потенційно небезпечних та шкідливих виробничих факторів.....75

5.3 Забезпечення нормальних умов праці.........................................................77

5.4 Розрахунок освітленості приміщення для забезпечення нормальних умов

праці......................................................................................................................79

5.5 Забезпечення безпеки при роботі з вимірювальною системою...............79

5.6 Розрахунок захисного заземлення..............................................................81

5.7 Пожежна безпека..........................................................................................84

5.8 Техніка безпеки користувачів ЕОМ...........................................................85

ВИСНОВКИ...........................................................................................................85

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ НА ДЖЕРЕЛА...............................................................88

БІБЛІОГРАФІЧНА ДОВІДКА.............................................................................

ВСТУП

Газова промисловість України як окрема галузь паливно- енергетичного напряму економіки держави складає сьогодні чи не найдинамічнішу та інтелектуально насичену область народногосподарського комплексу, яка, до того ж, у вирішальній степені визначає її енергетичну міць, адже частка природного газу у загальному обсязі споживання первинної енергії перевищує 45%.

Зазвичай, характеризуючи газову промисловість держави, вказують на наявність 13 підземних сховищ газу, 36,7 тисяч км магістральних газопроводів, десятки компресорних станцій, обсяги споживання та транспортування природного газу тощо, якось ніби ігноруючи ще одну не менш важливу сторону. Мається на увазі методи та засоби управління цим величезним господарством, засоби обліку газу, заходи, спрямовані на забезпечення надійності функціонування газотранспортної мережі. Разом з тим у складі газотранспортної мережі функціонує понад 10 газовимірювальних станцій, оснащених автоматизованими комплексами обліку газу, на всіх компресорних та газорозподільчих станціях є засоби обліку, вимірювання спожитого газу у виробничо-комунальній сфері здійснюється за допомогою понад 100 тисячами лічильників.

Широке застосування природного газу як енергоносія в комунально-побутовому секторі в зв’язку з перерозподілом структури споживання газу між промисловістю і населенням ставить додаткові вимоги до підвищення точності його обліку.

Вимогою до витратовимірювальної техніки є незалежність результатів вимірювань від впливових факторів і збереження працездатності і заданих характеристик після дії цих факторів [1]. Для того, щоб облік газу був точним, вимірювання об’єму газу за допомогою лічильника необхідно здійснювати в стандартних умовах (при стандартному значенні температури і тиску), або приводити виміряний лічильником об’єм газу до стандартних умов. Крім того необхідно враховувати хімічний склад газу, що обліковується, та його вплив на технічні і метрологічні характеристики лічильників газу.

В зв’язку з щорічним здорожчанням газу все більш актуальною і гострою стає проблема підвищення точності обліку газу. Якщо на даний час методологія вимірювання об’єму газу в робочих умовах лічильниками газу розроблена і впроваджена, то питання визначення методичної похибки вимірювання об’єму газу від впливу температури газу залишається відкритим і є предметом дослідження багатьох наукових інститутів. Зокрема, цією проблемою в Україні займаються ДП „Науканафтогаз” НАК „Нафтогаз України”, Укрметртестстандарт – головна організація з вимірювань об’єму та об’ємної витрати газу методом змінного перепаду тиску, ДП „Івано-Франківськстандартметрологія” – головна організація з вимірювань об’єму газу лічильниками та витратомірами-лічильниками [15], Боярський науковий метрологічний центр.

Встановлення критеріїв формування вимог до методик визначення величини впливу температурного фактору на обліковані об’єми газу дасть можливість зменшити похибку вимірювання об’ємів газу і, як наслідок, зменшити втрати газу, що є дуже важливо в економічній ситуації, яка на даний час склалася в Україні.

1 АНАЛІЗ ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ПРИ ОБЛІКУ ПРИРОДНОГО ГАЗУ, ТА ВИМОГ ДО ЇХ ХАРАКТЕРИСТИК

Засоби вимірювання температури газу

Для прямих вимірювань температури газу з відображенням його значення безпосередньо на шкалі, табло або індикаторі первинного вимірювального приладу застосовуються термометри. Якщо відображення значення температури на первинному приладі не проводиться, але здійснюється перетворення його в електричний сигнал або будь-який інший зручний для передачі на відстань та обробки, то такий прилад називають вимірювальним перетворювачем температури. Можливо об’єднання цих двох властивостей в одному приладі (термометр–датчик).

Як правило, при обліку газу використовують вимірювальні перетворювачі температури, для того, щоб було можливо передавати вимірювальний сигнал на обчислювач (коректор) або на пульт керування, ПЕОМ.

При обліку газу найчастіше використовують вимірювальні перетворювачі температури на основі термоопорів РТД.

Чутливі елементи РТД (рис. 1.1) можна розділити на обмоточні і нашаровані. Обмоточні чутливі елементи представляють собою каркас з намотаною на нього мідною або ж платиновою проволокою і покритий емаллю. Нашаровані і представляють собою пластину з нанесеним на неї шаром термоопору.

Рисунок 1.1- Зовнішній вигляд чутливих елементів вимірювальних перетворювачів температури на термоопорах

Чутливі елементи поміщають в гільзи. Виводи чутливих елементів під’єднують до клемної колодки, яка розміщується в головці вимірювального перетворювача (рис. 1.2).

Рисунок 1.2- Типова конструкція вимірювального перетворювача