Gazomierze

Objętość komór pomiarowych jest sumą objętości pojedynczych komór. Cykl pracy gazomierza jest zespołem zjawisk zachodzących podczas napełniania i opróżniania komór pomiarowych pomiędzy kolejnymi identycznymi położeniami organu pomiarowego osiągniętymi przy tej samej fazie ruchu. Objętość cykliczna jest objętością, która przepływa przez gazomierz podczas jednego cyklu pracy gazomierza. Objętość cykliczna zależy od objętości komór pomiaro-wych i nieszczelności wewnętrznej gazomierza.

Obciążenie gazomierza jest wielkością, której całkowanie w funkcji czasu, daje wartość wielkości mierzonej – objętość. Obciążeniem gazomierza Q jest strumień objętości wyrażony stosunkiem objętości medium przepływającego przez gazomierz do czasu trwania przepływu. Tym medium może być zarówno powietrze o masie właściwej 1,2 kg/m3 jak również gaz ziemny wysokometanowy lub zaazotowany czy też propan. W badaniach obciążeniem jest strumień powietrza o masie właściwej 1,2 kg/m3. Podczas eksploatacji w instalacji obciążeniem jest strumień gazu, którego masa właściwa różni się od masy właściwej powietrza.

Próg rozruchu gazomierza to najmniejsze obciążenie wprawiające w ruch liczydło. Gazomierze zliczają objętość dla obciążeń mniejszych niż górna granica progu rozruchu, którego wartość ustanowiono w przepisach metrologicznych, np. jako nie większą niż 5 dm3/h dla gazomierza G4 i 8 dm3/h dla gazomierza G6 (tabela 1).

Obciążenie minimalne Qmin to najmniejsze obciążenie Q zakresu obciążeń pomiarowych, przy którym błędy wskazań gazomierza, pracującego w warunkach normalnych użytkowania nie przekraczają dopuszczalnych błędów granicznych. W zakresie obciążeń od progu rozruchu do Qmin gazomierze miechowe odmierzają objętość. Nie jest jednak w przepisach określony dopuszczalny błąd graniczny dla tych obciążeń. Obecnie produkowane gazomierze miechowe z syntetycznymi przeponami cechuje bardzo wysoka szczelność wewnętrzna. Dlatego ich błąd dla Qmin dla większości gazomierzy jest dodatni a dla obciążeń od Qmin do 0,2Qmax jest prawie stały. Powoduje to, że gazomierze odmierzają objętość z błędem ±6% dla progu rozruchu.

Obciążeniem przejściowym Qt jest obciążenie, przy którym zmieniają się dopuszczalne błędy graniczne. W starszych przepisach metrologicznych Qt=2Qmin a w nowszych Qt=0,1Qmax. Obciążenie maksymalne Qmax jest największym obciążeniem Q zakresu obciążeń pomiarowych, przy którym błędy wskazań gazomierza pracującego w warunkach normalnych użytkowania, nie przekraczają dopuszczalnych błędów granicznych, a gazomierz może działać w sposób ciągły bez szkody dla jego trwałości.

Obciążenie nominalne gazomierza Qn jest obciążeniem strumieniem objętości powietrza o masie właściwej 1,2 kg/m3 określającym wielkość gazomierza i podawanym na tabliczce znamionowej w oznaczeniu wielkości gazomierza. Np. oznaczenie gazomierza G4 określa gazomierz o nominalnym obciążeniu Qn=4 m3/h. Ciąg wartości obciążeń nominalnych jest określony przepisami metrologicznymi. Względne obciążenie gazomierza określone jest ilorazem mierzonego strumienia objętości i obciążenia maksymalnego – Q/Qmax. Względne obciążenie często określa się również terminem „stopień obciążenia”.

Ciśnienie robocze jest to nadciśnienie na wlocie gazomierza zmierzone podczas przepływu gazu. Maksymalne ciśnienie robocze jest to określone przez producenta największe dopuszczalne ciśnienie robocze, przy którym gazomierz może działać w sposób ciągły w zakresie temperatur określonych dla danego gazomierza.

Warunki normalne użytkowania gazomierza to warunki, które powinny być przestrzegane w celu poprawnego stosowania gazomierza i które uwzględniają jego budowę, wykonanie i przeznaczenie. Warunki normalne użytkowania mogą odnosić się między innymi do: stanu mierzonego medium, wartości obciążenia, wartości wielkości wpływowych i warunków obserwacji wskazań. Za warunki normalne użytkowania gazomierzy miechowych norma PN-EN 1359:2004 przyjmuje następujące warunki:

– ciśnienie robocze mniejsze od maksymalnego ciśnienia roboczego (przy obciążeniu jak i bez obciążenie strumieniem gazu);

– wilgotność względna do 93% (OIML R6);

– obciążenie w zakresie obciążeń pomiarowych;

– temperatura otoczenia i mierzonego gazu w przedziale co najmniej od -5oC do 35oC, chyba że producent deklaruje szerszy przedział temperatury wg PN-EN 1359:2004 [5];

– temperatura otoczenia i mierzonego gazu w przedziale co najmniej od -10oC do 40oC, chyba że producent deklaruje szerszy przedział temperatury wg PN-EN 1359:2004/A1:2006 (U) [6];

– minimalny zakres temperatury magazynowania od -20oC do 60oC;

– obciążenie gazem dopuszczonym przez producenta.

Warunki pomiaru to stan gazu, którego objętość trzeba zmierzyć w punkcie pomiaru (np. temperatura i ciśnienie mierzonego gazu).

Warunki bazowe to stan gazu, do którego przelicza się objętość mierzonego gazu (np. temperatura i ciśnienie bazowe). Jako warunki bazowe przyjmuje się temperaturę bazową wybieraną z następujących wartości: 0oC, 15oC albo 20oC lub ciśnienie bazowe o wartości 101,325 kPa, do których przelicza się objętość gazu zmierzoną w warunkach pomiarowych.

Przelicznik objętości to urządzenie, które zamienia objętość zmierzoną w warunkach pomiarowych na objętość w warunkach bazowych. Rozróżnia się następujące przeliczniki objętości:

– przeliczające objętość gazu tylko z temperatury pomiarowej na objętość w temperaturze bazowej (temperaturowe przeliczniki objętości);

– przeliczające objętość gazu z temperatury i ciśnienia pomiarowego na objętość w temperaturze i ciśnieniu bazowym (temperaturowe i ciśnieniowe przeliczniki objętości);

– przeliczające objętość gazu tylko z ciśnienia pomiarowej na objętość w ciśnieniu bazowym (ciśnieniowe przeliczniki objętości).

Mechaniczny temperaturowy przelicznik objętości to urządzenie, które przetwarza mierzoną wartość objętości gazu V w temperaturze T na jej wartość Vb w temperaturze bazowej tb (Tb =tb+273,15) według wzoru; Vb =V(Tb/T).

Na tabliczce znamionowej gazomierzy miechowych wyposażonych w temperaturowy przelicznik objętości podaje się temperaturę bazową w postaci tb=… oC, np. tb=15oC. Większość gazomierzy miechowych nie posiada przelicznika objętości. Przeliczenie zmierzonej objętości do warunków bazowych lub normalnych można przeprowadzać również na drodze rachunkowej (Niemcy, Kanada). Warunki pomiaru i warunki bazowe odnoszą się tylko do gazu, którego objętość należy zmierzyć. Nie należy ich mylić z warunkami użytkowania i warunkami odniesienia, które odnoszą się do wielkości wpływu.

Warunki normalne to stan gazu odpowiadający temperaturze normalnej 0oC ciśnieniu normalnemu 101,325 kPa, do których przelicza się objętość gazu zmierzoną w warunkach pomiarowych. Polskie i europejskie przepisy definiują „normalny metr sześcienny gazu (m3)” jako ilość suchego gazu zawartą w objętości 1 m3 przy ciśnieniu 101325 Pa i temperaturze 0oC. Taki normalny metr sześcienny gazu (w warunkach normalnych) powinien być używany do rozliczeń dostaw gazu do odbiorcy.