Что такое видеографический регистратор и зачем он нужен?

 

В современном мире, где точность и надежность данных играют ключевую роль в различных отраслях, видеографические регистраторы становятся незаменимыми инструментами. В данной статье мы рассмотрим, что такое видеографические регистраторы, их функции, области применения и преимущества.

Что такое видеографический регистратор?

Видеографический регистратор — это измерительный прибор, который используется для регистрации, измерения и регулирования различных параметров. Регистраторы Ш932.9А, например, выпускаются в общепромышленном и взрывозащищенном исполнении, а также в атомном, для атомных электростанций (АЭС) и систем ПАЗ, требующих повышенную надежность.

Все видеографические  регистраторы ООО НПФ "Сенсорика" сертифицированы, соответствуют ТР ТС и включены в Госреестр средств измерений Российской Федерации, Республики Беларусь и Казахстана.

Функции видеографических регистраторов

Видеографические регистраторы могут   быть  одноканальными и многоканальными.

Многоканальная регистрация

Многоканальные самописцы обеспечивают возможность одновременной регистрации нескольких параметров, что значительно увеличивает эффективность мониторинга.

Удобство управления

Приборы оснащены дисплеем и клавиатурой управления, что позволяет легко настраивать их и получать информацию. Также они поставляются с программным обеспечением для дистанционной настройки и интеграции в автоматизированные системы управления (АСУ ТП).

Универсальность

Видеографические регистраторы могут быть настроены на различные типы датчиков и сигналы, что делает их универсальными для различных применений.

Преимущества видеографических регистраторов

Высокая точность и надежность

Приборы Ш932.9А характеризуются повышенной точностью и надежностью фиксации данных. Это позволяет минимизировать ошибки и повысить качество получаемой информации.

Разнообразие форматов отображения данных

Регистраторы Ш932.9А  поддерживают различные формы отображения данных, включая графики, барограммы и табло, что делает анализ данных более наглядным и удобным.

Математическая обработка данных

Видеографические регистраторы предлагают множество функций для математической обработки полученных данных, что позволяет проводить глубокий анализ и принимать обоснованные решения.

Архивирование данных

Приборы способны создавать архивы расходов по месяцам, часам или суткам, что упрощает процесс хранения и анализа данных.

Безопасность и защита данных

Видеографические регистраторы имеют системы безопасности, которые обеспечивают сохранение заданных характеристик и архивов в аварийных ситуациях, а также ограничивают доступ к настройкам для третьих лиц.

Поддерживаемые интерфейсы

Приборы поддерживают популярные интерфейсы RS-232, RS-485, Ethernet, USB.

Области применения

Видеографическиерегистраторы находят применение в различных отраслях, включая:

·         Промышленность: для контроля технологических процессов.

·         Энергетика: в системах мониторинга и управления на АЭС. Продукция ООО НПФ "Сенсорика" эксплуатируется на большинстве российских и некоторых зарубежных АЭС.

·         Нефтегазовая отрасль: для контроля параметров в процессе добычи и переработки.

·         Системы водоснабжения: для мониторинга качества и объема воды.

·         Управление узлом дозировки: например, в системах дозировки присадки МТБЭ в бензин.

·         Контроль качества: Регистратор Ш932.9А-29.015 используется в составе "Комплекта аппаратуры для контроля качества запрессовки железнодорожных колесных пар".

Видеографические регистраторы Ш932.9А 29.015 Сенсорика для измерения ,регистрации и регулирования неэлектрических величин

 

 Видеографический регистратор  Ш932.9А 29.015 предназначен для применения в качестве измерительного, показывающего, регистрирующего, сигнализирующего, регулирующего, управляющего устройства, а также для замены бумажных самописцев. Прибор может использоваться как автономно, так и в составе АСУ. Модификации 29.015/1 и 29.015/2 отличаются только размером дисплея, 6,5 и 10,4 дюйма  и, соответственно, размером лицевой панели.

Видеографические регистраторы серии Ш932.9А являются средствами измерений и внесены в Государственный реестр средств измерений Республики Беларусь.

Регистратор Ш932.9А-29.015  выполняет следующие функции:

- измеряет температуру и другие физические величины с помощью датчиков температуры и датчиков других величин, подключаемых к входу прибора;

- выполняет математическую обработку измерений по задаваемым пользователем формулам, в том числе интегрирование (например, для вычисления интегрального расхода по показаниям датчика мгновенного расхода) и дифференцирование (например, для вычисления скорости изменения параметра);

- отображает измеряемые и вычисляемые текущие и архивные величины на встроенном видеографическом цветном дисплее в разных формах отображения;

 - регистрирует с привязкой по времени результаты измерения, вычисления и состояние дискретных входов; - регистрирует с привязкой по времени следующие события: срабатывание уставок, изменение состояния входных релейных сигналов, вход в режим измерения, неисправность датчиков и прибора, а также действия оператора (изменение настроек прибора, установку счетчиков в исходное состояние, корректировку даты и времени)

- ведет часовые, сменные, суточные и месячные архивы учета;

- записывает регистрируемую информацию в архивы в энергонезависимую Flash память; - сигнализирует путем выдачи релейных сигналов о превышении/ принижении заранее установленных значений (уставок) и обеспечивает позиционное регулирование;

- сигнализирует (путем вывода на экран красного мигающего табло) о наступлении событий, заданных для регистрации (кроме действий оператора) ;

- по запросам верхнего уровня выдает через порт RS-485 Slave информацию о текущих и архивных значениях, о состоянии релейных выходов, о неисправности датчиков и о неисправности прибора;

- позволяет оперативно документировать изображение на экране прибора, записывая его во внутреннюю память прибора в виде файла графического формата bmp. Эти файлы - снимки можно без какой либо обработки просматривать, распечатывать, вставлять в текстовые документы обычным офисным компьютерным ПО;

- позволяет копировать накопленные во внутренней Flash памяти архивы, файлы настроек и снимки экрана на транспортное ЗУ типа USB-флэш для переноса в компьютер.

Типичные области применения видеографического регистратора  Ш932.9А-29.015:

 - химическая, нефтехимическая, пищевая промышленность;

- металлургия, машиностроение, энергетика;

- производство стройматериалов, синтетических волокон, пластмасс, био и медпрепаратов, фармакология;

- лабораторные и научные исследования.

- атомные станции и объекты «Росатом».

Приборы выпускаются в следующих исполнениях:

- Ш932.9А - общепромышленное;

- Ш932.9АИ - взрывозащищенное;

 - Ш932.9А-АС - повышенной надежности (для объектов атомной энергетики )

  По заказу  видеографические  регистраторы Ш.932.9А. могут иметь дополнительную технологическую наработку 360 часов для применения  в  системах  противоаварийной защиты (ПАЗ).

 

Видеографические регистраторы серии Ш932.9А выгодно отличаются от аналогичных изделий широкими функциональными возможностями, надежностью, простотой эксплуатации, умеренной стоимостью.

Успокоительные стойки для уменьшения скорости потока на входе гидрометрических лотков

 

Одним из ключевых элементов при использовании водомерныхлотков  для точного измерения расхода является обеспечение наличия субкритического режима. Лотки  работают за счет изменения высоты дна, сужения боковых стенок или того и другого вместе для ускорения субкритического потока до сверхкритического в горловине. В результате получается, что в единственной определенной точке измерения (Ha) выше по течению от горловины (где поток был ускорен) существует определенная зависимость уровня от расхода. Когда же  поток поступает в  гидрометрический лоток  с критической или сверхкритической скоростью, его горловина перестает выполнять свои функции, а уровень на отметке Ha перестает точно отражать расход потока через лоток. В тех случаях, когда жидкость в  потоке чистая и не содержит волокнистых / гигиеничных / крупных твердых частиц, можно использовать стойки с успокоителями для замедления потока перед его поступлением в  лоток. Обычно используемые в два или более рядов, успокоительные стойки служат для разделения потока, создавая подпор, и выпрямляя  поток  таким образом, чтобы он протекал параллельно продольной оси лотка. Стойки-успокоители также могут служить для создания хорошо распределенного ламинарного потока в лотке, когда профиль скорости на подходе  плохой и /или присутствуют волны / поверхностные возмущения. Успокоительные стойки для санитарных потоков (предварительно очищенных  и  без волокнистых включений) изготавливаются из нержавеющей стали марки 316, а  для поверхностных и ливневых сточных вод - из нержавеющей стали марки 304. В специальных областях применения, таких как кислотные сбросы в шахтах и фильтрат на свалках, где в пробах отмечается наличие металлов, успокоительные стойки могут быть изготовлены из ПВХ или пултрузионного стекловолокна. В тех случаях, когда скорость подхода  превышает ту, с которой могут справиться только успокоительные рейки, дополнительные энергопоглощающие устройства (в виде вставок, энергопоглощающих ограждений или водобойных колодцев) могут быть установлены выше по потоку/каналу.

Условия в канале перед лотком для правильной работы лотка Паршалла

Для правильной работы лотка Паршалла важно соблюдать определенные рекомендации при выборе места и при установке лотка. В частности, важнейшее  значение имеют условия на входе в лоток.Как правило, возникает желание  сказать, что там и так   места для установки лотка,  или что состояние потока вверх по течению от лотка вполне себе ничего ,ну  и так далее. К сожалению, несоблюдение требований к подводящему участку канала и к состоянию потока в канале  вверх по течению могут привести к большим погрешностям измерения расхода.

 Чтобы предотвратить образование волн и нестабильность водной поверхности, число Фруда не должно превышать 0,5 для всего диапазона ожидаемых потоков на участке  длиной 30хHа в верхнем бьефе (Hа- уровень потока в измерительном сечении лотка Паршалла , соответствующий данному расходу).

Течение должно быть спокойным (полностью развитое течение в длинном, прямом, умеренно гладком русле). В качестве общего правила, этому входному условию будет соответствовать прямой участок вверх по течению, длина которого в 10-20 раз превышает ширину горловины  лотка.

  Поток  должен находиться в докритическом состоянии. лоток  Паршалла  работает за счет ускорения потока  и переводе его из докритического режима в  сверхкритический, что позволяет использовать для определения расхода  одно измерение уровня перед горловиной лотка.

  Поток должен быть равномерно распределен по сечению канала. Неправильное распределение потока может привести к различиям в измерениях уровня, поскольку поток через горловину ускоряется неравномерно. В приведенном ниже примере показано, что поток приближается к лотку Паршалла  с горловиной  120 дюймов [304,8 см], где S-образный изгиб входного участка канала создает неравномерное распределение потока, о чем свидетельствует отсутствие турбулентности в правой части горловины. Кроме того, правая сторона также испытывает сверхкритические потоки. Оба условия были устранены только после того, как перед лотком  был установлен ограничитель скорости (в данном случае бетонный разделитель потоков).

Этому лотку Паршалла уже 30 лет

 

Этот лоток Паршалла был установлен 30 лет назад. Отводящий канал зарос, лоток подтопило ,и поток, рассчитанный с помощью штатного измерителя глубины, примерно на 40% больше, чем на самом деле.

Лотки Паршалла по ISO или по ASTM (США) –устранение путаницы вокруг стандартов измерения и мониторинга расхода

 ВВЕДЕНИЕ

Лоток Паршалла назван в честь его главного разработчика, доктора Ральфа Л. Паршалла,который в 1915 году, работая в качестве инженера-исследователя в Министерстве сельского хозяйства США  (USDA), обратил внимание  практические трудности с  измерениями расхода воды в открытых каналах.   В 1922 году под названием "Усовершенствованный лоток Вентури" он опубликовал результаты свои исследований  в Сельскохозяйственном  колледже штата Колорадо. Так лоток ,им предложенный , стал известен как лоток  Паршалла.

К 1953 году доктор Паршалл разработал соотношения глубины и расхода для своих лотков  шириной горловины от 3 дюймов до 50 футов. В течение многих лет  Руководство  по измерению расходов воды Бюро мелиорации США, впервые опубликованное в 1953 году, и Циркуляр Министерства сельского хозяйства США № 843, также опубликованный в 1953 году, служили справочным материалом по размерам лотков Паршалла, характеристикам потока в них  и областям применения.

  Со временем универсальность  лотка Паршалла  стала причиной его использования в различных областях, включая распределение прав на воду, мониторинг водосборных бассейнов и  измерение расхода на очистных сооружениях  сточных вод.  Лоток Паршалла стал оказывать  значительное влияние на справедливое распределение и надлежащее управление  потоками  воды в оросительных системах. Растущая популярность лотка также привела к ряду исследований принципов его работы,  использования и прикладной направленности, а также к расширению номенклатуры типоразмеров лотка  для  измерений как в области больших ,так и в области малых расходов.  В конечном счете, была осознана необходимость стандартизации лотка Паршалла мировыми организациями по технической  стандартизации - в частности, ASTM International и ISO.

 Поскольку  лоток  Паршалла имеет короткую горловину ,было важно, чтобы  его размеры  были точными и стандартизированными по допустимым отклонениям. Другими примерами лотков с короткой горловиной  являются лотки Кафаги, лотки H-flumes и лотки Палмера-Боулюса.

Лотки с длинной горловиной  – это прямоугольные лотки и  U-образные лотки критической глубины, трапециевидные лотки(Trapezoidal Flumes).

В 1991 году ASTM стандартизировала лоток  Паршалла по ASTM D1941-91

«Стандартный метод испытаний для открытого канала Измерение расхода воды с помощью лотка Паршалла». Этот  тип лотка Паршалла также известен как американский лоток  Паршалла.

Далее подключилась  ISO, и  в 1992 году последовал  стандарт ISO 9826:1992 «Измерение расхода жидкости в открытых каналах – лотки Паршалла и САНИИРИ (Средне-азиатский научно-исследовательский институт

ирригации).

За прошедшие годы стандарт ASTM претерпел несколько изменений, особенно в 1996, 2001, 2007 и 2013 годах. Стандарт ISO  не нуждался в обновлении с момента его публикации в сентябре 1992 года. Стандарты ISO пересматриваются каждые пять лет, и в 2018 году было подтверждено, что он является действующим.

УРАВНЕНИЯ ПОТОКА И МЕТОДОЛОГИЯ

Методология расчета расхода при помощи лотков Паршалла  соответствует стандарту ISO 9826:2018 и ASTM D1941-91 (2013). В обоих  стандартах  ISO 9826:2018 и ASTM D1941-91 (2013) представлены методы расчета расхода через лотки Паршалла. Поскольку лоток  Паршалла является стандартным лотком, эти два метода должны быть аналогичны, но тщательное сравнение приблизительных размеров и ширины горловины показывает различия

в двух стандартах. В ASTM D1941-91(2013) таблицы расхода лотков Паршалла  содержит страницы табличных данных, которые сложнее внедрить в компьютерную программу по сравнению с таблицами, рисунками и уравнениями  стандарта ISO 9826:2018. ISO 9826:2018 оперирует единицами измерения СИ (метрическая система) , в то время как ASTM D1941-91 (2013) использует имперскую и обычную для США системы измерений.

Лотки  Паршалла по стандарту ASTM D1941-91 (2013) определяются шириной горловины – размеры варьируются от 1 дюйма до 300 дюймов (25 футов).Стандарт  ISO 9826:2018 определяет диапазон измерений расходов лотков Паршалла  по номеру модели – от (P)1 до (P)21, а размер - по ширине горловины. Лотки Паршалла должны быть изготовлены с учетом их размеров в строгом соответствии со спецификациями, содержащимися в опубликованных документах стандартов ISO 9826:2018 и ASTM D1941- 91(2013). Каждый лоток Паршалла - это эмпирическое устройство, откалиброванное гидравлически и индивидуально, промежуточные размеры  не стандартизированы  ISO , либо ASTM.

Лотки  Паршалла не являются масштабными моделями друг друга. Чертежи основных размеров двух стандартов полного ассортимента лотков Паршалла, основанные на обоих стандартах, можно бесплатно получить у автора.

ПРОЦЕССЫ СТАНДАРТИЗАЦИЯ ISO И ASTM

 Стандарты важны в международной торговле, поскольку несоответствующие друг другу стандарты могут быть барьерами в торговле, дающими некоторым организациям преимущества в определенных регионах мира. Стандарты содержат четкие, идентифицируемые ссылки, которые признаны на международном уровне объединять и поощрять честную конкуренцию в странах со свободной рыночной экономикой. Стандарты облегчают торговлю за счет повышения качества и надежности продукции, большей функциональной совместимости и соответствия требованиям безопасности, большей простоте обслуживания и снижению затрат.

 Соответствие требованиям ISO, сертификация и аккредитация организации по стандартам ISO - это просто способ доказать , что организация действительно соответствует соответствующему стандарту (или стандартам ). От одних организаций требуется внедрять эти стандарты, а от других - демонстрировать свое соответствие им. Даже название организации ISO стандартизировано. Название “ISO” не является аббревиатурой, а произошло от греческого слова “isos”, означающего “равный”.(Отношение к стандартам таково, что если два объекты соответствуют одному стандарту, они должны быть одинаковыми.) Это название устраняет любую путаницу, которая может возникнуть в результате перевода “Международный Организация по стандартизации” на разные языки, что привело бы к различным аббревиатурам.

  ИСО - это добровольная организация , членами которой являются признанные органы по стандартизации, каждый из которых представляет одну страну. Основная часть работы ИСО выполняется 2 700 техническими комитетами, подкомитетами и рабочими группами. Каждый комитет и подкомитет возглавляет секретариат одного из государств-членов

организациями. Американский национальный Институт стандартов (ANSI) является представителем Соединенных Штатов в ISO.

 ASTM International не играет никакой роли в требовании или обеспечении соблюдения своих стандартов. Стандарты, однако, могут становятся обязательными, когда на них ссылается внешний контракт, компания или правительство. Компания может указать, что ее продукт соответствует стандарту ASTM , если организация проводит собственное тестирование/

проверку и подтверждает, что его продукт соответствует стандарту ASTM, ссылаясь на конкретное обозначение, например, указывая, что он соответствует стандартному методу испытаний ASTM D1941-91 (2013)  «Стандартная методика испытаний при измерениях расхода в открытых каналах с помощью лотков Паршалла»,

ASTM разрабатывает общеотраслевые программы сертификации, а не программы для отдельных организаций. Программы сертификации доступны через программы сертификации оборудования для обеспечения безопасности Института материалов, продуктов, систем и услуг, который  является дочерней компанией ASTM.

Заключение.

Наиболее эффективным способом получить ясное представление об использовании водомерных  лотков Паршалла  является ознакомление с публикациями, статьями и соответствующими стандартами, которые были выпущены для этих лотков. Такая информация и стандарты не только дают обзор лотка Паршалла, но и содержат необходимые базовые принципы и практические рекомендации о том, как выбрать наиболее подходящую конструкцию для конкретных требований и как выполнить гидравлической расчет  расходомерного устройства.

Почему существуют разные типы гидрометрических лотков?

 

Все выпускаемые гидрометрические  лотки являются достаточно надежными измерительными инструментами. Однако в некоторых случаях один лоток может лучше подходить для конкретной ситуации, чем другой. Например, H-образные лотки отлично подходят для точного измерения, в то время как лотки Паршалла лучше самоочищаются - благодаря их скоростному режиму прохождения потока.