Untitled document
Приложение к свидетельству № 58331
об утверждении типа средств измерений
Лист № 1
Всего листов 10
ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров
газотурбинных двигателей «ПАРУС-М9» (АС «ПАРУС-М9»)
Назначение средства измерений
Система автоматизированная измерения, управления и обработки параметров
газотурбинныхдвигателей«ПАРУС-М9»(АС«ПАРУС-М9»)(далее–Система)
предназначена для измерений параметров газотурбинных двигателей (ГТД): частоты
вращения ротора, температуры, избыточного давления и разности давлений жидкостей и
газов, массового расхода топлива, параметров вибрации при проведении испытаний на
испытательном стенде № 9.
Описание средства измерений
Архитектура построения Системы – многоуровневая.
Нижний уровень Системы состоит из первичных измерительных преобразователей
(ПИП), а так же станций сбора данных (ССД), предназначенных для измерения и регистрации
параметров испытуемого изделия и технологического оборудования, выдачи управляющих
сигналов на исполнительные устройства стендовых систем по заранее заданным алгоритмам.
Верхний уровень Системы – это:
- сервера сбора данных, предназначенные для приема и объединения
информационных потоков от ССД, обработки и регистрации параметров, передачи и хранения
полученных данных, выдачи управляющих команд в ССД для выполнения заданных функций;
- автоматизированные рабочие места (АРМ) персонала, предназначенные для
обработки полученных данных, визуализации значений параметров на экране мониторов,
записи на диск.
Принцип действия Системы основан на:
- преобразовании измеряемых физических величин (массового расхода топлива,
давления газов и жидкостей, вибрации корпусов двигателя) в электрические сигналы при
помощи ПИП;
- преобразовании электрических сигналов датчиков в цифровой код и вычисление
значений измеряемых физических величин комплексами измерительно–вычислительными
типа MIC (Госреестр № 20859-09) исполнения MIC-036R, комплексами измерительными
магистрально-модульными типа MIC-M (Госреестр № 46517-11), НПП “Мера”;
- передачи результатов измерений по сети Ethernet от ССД на верхний уровень
Системы;
- регистрации результатов измерений параметров на диске с одновременным выводом
их на мониторах Системы.
Обмен информацией и командами между ССД, серверами и операторскими
станциями АРМ, входящими в состав Системы, осуществляется по вычислительной сети
Ethernet.
Программное взаимодействие между ССД и серверами в сети осуществляется
посредством стандартного протокола OPC (OLE for Process Control).
Системаявляется изделиемспеременным составомизмерительных каналов, который
определяется исходя из поставленной измерительной задачи. В состав системы входят
следующие измерительные каналы:
-
частоты вращения роторов;
-
массового расхода топлива;
-
давлений воздуха (газов) и жидкости;
Лист № 2
Всего листов 10
-
температурывоздуха(газов)сприменениемтермоэлектрических
преобразователей ТХА и ТХК;
-
температуры воздуха, жидкости с применением термопреобразователей
сопротивления с номинальными статическими характеристиками Pt100, 100П, 100М;
-
виброскорости (виброускорения) корпусов двигателя.
Конструктивно Система представляет собой стойки с аппаратурой, соединённые
через кроссовые шкафы с датчиками физических величин, расположенными на испытуемом
изделии и стендовом оборудовании.
Система работает следующим образом.
Принцип измерения частоты вращения роторов основан на законе электромагнитной
индукции. Вращение ротора ГТД через редуктор передается к индуктору, “зубья” которого,
при прохождении в непосредственной близости от торца постоянного магнита датчика типа
ДЧВ-2500 (ДЧВ-18М), установленного непосредственно на испытуемом изделии, изменяют
магнитный поток его сердечника и наводят ЭДС индукции в обмотках. На выходе датчика
генерируется напряжение с частотой, пропорциональной частоте вращения ротора ГТД.
Электрический сигнал датчика частоты вращения поступает на вход Системы, которая
нормирует импульсы сигнала по амплитуде и форме, преобразует частоту импульсных
сигналов в цифровой код и вычисляет ее значение, а затем по формуле вычисления
физической величины – значение частоты вращения ротора.
Измерение массового расхода топлива осуществляется с помощью расходомеров
массовых типа ProMass-83F (Госреестр № 37000-08). Принцип измерения массового расхода
топлива основан на управляемом возбуждении сил Кориолиса. Эти силы всегда возникают в
системе, в которой одновременно присутствуют поступательное и вращательное движения.
Величина силы Кориолиса зависит от движущейся массы, скорости ее перемещения и,
следовательно, массового расхода. Вместо постоянной угловой скорости в расходомере
Promass реализуется колебательное движение. В расходомерах массовых типа ProMass-83F
две параллельные измерительные трубки с перемещающейся средой колеблются в
противофазе. Возникающие в измерительных трубках силы Кориолиса приводят к фазовому
сдвигу в колебаниях трубы: при нулевом расходе (среда неподвижна), трубки колеблются
синфазно; перемещение среды приводит к замедлению колебания трубки на входе и
ускорению на выходе. Разность фаз увеличивается по мере увеличения массового расхода.
Электродинамические датчики регистрируют колебания трубок на входе и выходе.
Равновесие системы обеспечивается за счет колебания двух измерительных трубок в
противофазе. В качестве выходных сигналов используются импульсные сигналы с частотой,
пропорциональной массовому расходу топлива. Система нормирует импульсы сигнала по
амплитудеи форме, преобразует частотуимпульсных сигналоввцифровой код и вычисляет ее
значение, а затем по формуле вычисления физической величины – значение массового
расхода топлива.
В измерительных каналах давления воздуха (газов) и жидкостей преобразование
измеряемыхфизическихвеличинвунифицированныйсигналпостоянноготока
осуществляется с помощью датчиков давления типа РПГ-08 (Госреестр № 32045-06),
преобразователей давления измерительных типа APC-2000PD, APR-2000PD (Госреестр №
48825-12). Принцип действия указанных измерительных каналов основан на зависимости
выходного сигнала постоянного тока датчиков давления от воздействия измеряемого
давления на чувствительный элемент датчика. Выходной сигнал датчика поступает на вход
комплекса типа MIC. Система преобразует силу постоянного тока в цифровой код,
вычисляется значение силы, а затем по индивидуальной функции преобразования
измерительного канала – значение измеряемого давления.
Лист № 3
Всего листов 10
Для измерения давления воздуха (газов) применяется также интеллектуальный сканер
давления модели 9116 системы NetScanner (далее – NS 9116), фирмы Pressure Systems
Incorporated, который представляет собой полностью автономное многоканальное устройство
измерения дифференциального давления. С выхода NS 9116 информация с результатами
измерения давлений передаётся по протоколу Ethernet через блок коммутационный МБР на
ССД, где обрабатывается с помощью программного обеспечения Recorder.
Принцип действия измерительных каналов температуры воздуха (газов) и жидкостей
заключается в преобразовании электрических аналоговых сигналов, поступающих от
термоэлектрических преобразователей (ТП) и термопреобразователей сопротивления (ТС), в
цифровой код и дальнейшей их обработке с помощью программного обеспечения Recorder.
ПреобразованиевыходногосигналаТПоснованоназависимости
термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) термопары от разности температур между «горячими»
и «холодными» спаями. Измерение ТЭДС, температуры «холодного» спая ТП осуществляется
с помощью комплексов типа MIC-M исполнения MIC-140.
Преобразование выходного сигнала ТС основано на зависимости изменения
сопротивления ТС от температуры среды. Сигнал, пропорциональный изменению
сопротивления, поступает на вход Системы, в котором преобразуется в цифровой код и
вычисляется значение сопротивления, а затем по номинальной статической характеристике
преобразования ТС типов Pt100, 100П, 100М – значение температуры.
Принцип действия измерительного каналавиброскорости (виброускорения) основан на
использовании вибропреобразователей типа МВ-43 (Госреестр № 16985-08), преобразующих
механические колебания корпусов ГТД в электрический заряд, пропорциональный
виброускорению. Электрические заряды переменной частоты от вибропреобразователя
поступают на вход комплекса типа MIC-M исполнения MIC-236 и преобразуются с помощью
усилителя заряда в напряжение. Выходное напряжение усилителя заряда, пропорциональное
виброускорению корпуса ГТД, импульсные сигналы от датчиков частоты вращения с
частотой, пропорциональные частоте вращения роторов ГТД, поступают на вход комплекса
типа MIC-M исполнения MIC-553 PXI и преобразуются в цифровой код. Система с помощью
программного обеспечения MR-300 вычисляет значения амплитуды измеряемых напряжений,
а затем с учетом индивидуальных характеристик измерительных каналов:
- амплитудное значение виброускорения корпуса двигателя;
- частота оборотов роторов двигателя в секунду;
- амплитудное значение виброскорости корпуса двигателя в привязке к частотам
вращения его роторов.
Программное обеспечение
Программное обеспечение Системы включает общее программное обеспечение и
специальное программное обеспечение.
В состав общего программного обеспечения входит операционная система
MS Windows XP/Vistа.
В состав специального программного обеспечения входят:
-“Recorder” – программа для проведения измерений медленноменяющихся
сигналов;
- “МR-300” – программа для проведения измерений динамических сигналов;
- “rcPanel” – программа пульта управления испытаниями;
- “Парус-WIN” – пакет программ подготовки и проведения испытания (ПО
клиентской части Системы).
Лист № 4
Всего листов 10
ПО является метрологический
Метрологически значимой частью специального
модуль, имеющий следующие характеристики.
Идентификационные данные (признаки)
Идентификационное наименование ПО
Номер версии (идентификационный номер ПО)
Цифровой идентификатор ПО
Другие идентификационные данные
Значение
Recoder (scales.dll)
1.0.0.8
24CBC163
–
Уровеньзащитыпрограммногообеспеченияотпреднамеренныхизменений
соответствует уровню «высокий» согласно Р 50.2.077-2014.
Метрологические и технические характеристики
Диапазоны измерений и значения пределов погрешностей измерительных каналов
Системы приведены в таблице 1.
Диапазон
измерений
от 0 до 5100
до 16
Избыточное давление-разряжение
воздуха (газов) по тракту ГТД, кгс/см
2
до 200
от минус 0,25
до плюс 45
Таблица 1 – Метрологические характеристики
Количество
Наименование измеряемого параметра измерительных
каналов
Частота вращения ротора, об/мин1
от 3400 до
17000
Массовый расход топлива, кг/ч1
Температура воздуха (газов) по тракту
до 96
ГТД, °С
до 14
Температура рабочих жидкостей
(топлива, масла), °С
от минус 40
до плюс 1300
от минус 40
до плюс 50
от минус 50
до плюс 250
Пределы
допускаемой
погрешности
измерений
± 0,1 %
(относительная)
± 0,3 %
(приведенная к
0,5·Y
max
)
в диапазоне
измерений
от 0 до 0,5·Y
max
± 0,3 %
(относительная)
в диапазоне
измерений
от 0,5·Y
max
до Y
max
± 1,3 °С
(абсолютная)
± 0,2 °С
(абсолютная)
± 0,3 °С
(абсолютная)
± 0,2 %
(приведенная к
0,5·Y
max
) в диапазоне
измерений
от 0 до 0,5·Y
max
± 0,2 %
(относительная) в
диапазоне
измерений
от 0,5·Y
max
до Y
max
Наименование измеряемого параметра
Диапазон
измерений
до 150
Избыточное давление жидкостей
(масла, топлива), кгс/см
2
до 32
от 0 до 100
Виброскорость корпусов и деталей
ГТД (при вибрациях с частотами
роторов), мм/с
4
от 0 до 100
Примечание - Y
max
– значение величины диапазона измерений.
Количество
измерительных
каналов
Разность давлений воздуха,
мм вод. ст.
от минус 1700
до 0
Лист № 5
Всего листов 10
Пределы
допускаемой
погрешности
измерений
± 2 мм вод. ст.
(абсолютная)
± 1,0 %
(приведенная к
диапазону
измерений)
по амплитуде
± (10,0 – 12,0) %
(приведенная к
диапазону
измерений)
Технические характеристики приведены в таблице 2.
Потребляемая мощность, ВА, не более
Таблица 2 – Технические характеристики
Наименование характеристики
Напряжение питания от сети переменного тока частотой
(50
±
1) Гц, В
Значение характеристики
от 187 до 242
6000
от 15 до 30
до 80
от 700 до 800
Условия эксплуатации
в кабине наблюдения и управления:
- температура окружающего воздуха,
о
С
- относительная влажность воздуха при температуре 25
о
С, %
- атмосферное давление, мм рт. ст.
Условия эксплуатации
в закрытом испытательном боксе:
- температура окружающего воздуха,
о
С
- относительная влажность воздуха при температуре 25 °С
- атмосферное давление, мм рт. ст.
от минус 40 до 50
до 100 %
от 700 до 800
Знак утверждения типа
Знакутверждениятипананоситсянаэксплуатационнуюдокументацию
типографским способом.
Комплектность средства измерений
Комплектность средства измерений приведена в таблице 3.
Лист № 6
Всего листов 10
Таблица 3 – Комплектность Системы
№
шт.
Кол-во,
Примечания
п/п
Наименование
1 Сервер сбора данных
1
4
1
2Станция сбора данных
3Расходомерный комплект ProMass-83F, Endress+Hauser
GmbH+Co. Instruments Internationalt, Германия
4Сканер давления модели 9116 системы NetScanner™, фирмы
Pressure Systems Incorporated
Серийные
номера:
6246, 6262,
6269, 6300,
6303, 6304,
до 18 6305, 6310,
6312, 6703,
7229, 7231,
7237, 7240,
7255, 7263,
7265, 7266
5Датчики давления типаАPС-2000PD, «APLISENS» S.A., Польша
до 85
до 85
до 32
до 4
до 9
1
1
6ДатчикиразностидавленийтипаАPR-2000PD, «APLISENS»S.A.,
Польша
7ДатчикизбыточногодавлениятипаРПГ-08-И, ООО "Сенсор",
г. Москва
8Измерительно-вычислительный комплекс типа MIC-036R,
НПП “Мера”, г. Мытищи
9Комплекс измерения температур магистрально-модульный
типа MIC-140, НПП “Мера”, г. Мытищи
10Комплекс измерительный магистрально-модульный типа
MIC-553 PXI, НПП “Мера”, г. Мытищи
11Комплекс измерительный магистрально-модульный типа
MIC-236, НПП “Мера”, г. Мытищи
12Сетевой сервер LANTIME, фирмы “Meinberg”(Германия)
13Блок синхронизации МЕ-020В, НПП “Мера”, г. Мытищи
1
2
до 35
14Блок питания постоянного тока БП96/24-1/600 DIN,
НПО “Элемер”, г. Москва, г. Зеленоград
15Распределительный блок МБР, НПП “Мера”, г. Мытищи
2
1
16Переключатель 8 портовый KVM
ADDERView 8 PRO DVI,
фирмы
ADDER, Китай
17Источник бесперебойного питания 220 В
18Коммутатор Ethernet
19Системный шкаф DK 7820 710, фирмы Rittal, Германия
20Кроссовый шкаф TS 8, фирмы Rittal, Германия
9
6
7
2
1
21Программа для проведения измерений медленноменяющихся
сигналов “Recorder”, НПП “Мера”, г. Мытищи
22Программа для проведения измерений динамических сигналов
“MR-300”, НПП “Мера”, г. Мытищи
1
Лист № 7
Всего листов 10
1
23Пакет программ подготовки и проведения испытаний,
“ПАРУС-WIN”, ОАО “Авиадвигатель”, г. Пермь
24Комплект эксплуатационной документации
1
25Методика поверки
1
Поверка
Поверка Системы проводится в соответствии с документом МП 60276-15 «Система
автоматизированная информационно-измерительная управления и обработки параметров
газотурбинныхдвигателей«ПАРУС-М9» (АС«ПАРУС-М9»). Методика поверки»,
утвержденной ФБУ «Пермский ЦСМ» 10.10.2014 и входящей в комплект поставки.
Средства поверки приведены в таблице 3.
от минус 250 до 250 мм вод. ст.
КТ 0,02
от 0,01 до 2,5 кгс/см
2
КТ 0,02
от 0,1 до 6 кгс/см
2
КТ 0,05
от 1 до 60 кгс/см
2
КТ 0,05
от 10 до 600 кгс/см
2
КТ 0,05
от 0,4 до 10 кгс/см
2
КТ 0,02
от 3 до 400 кПа
КТ 0,02
от 0,02 до 40 кПа
КТ 0,02
от 0 до 100 кгс/см
2
КТ 0,015
от 0 до 22 мА
от 0 до 20 мА
ПГ ± 0,05 %
от минус 10 до 100 мВ
ПГ
±
(7·10
-5
·|U| + 3)
мкВ
от 0,001 до 1999999,999 Гц
ПГ
±
5·10
–7
Таблица 3 – Средства поверки Системы
Наименование и типДиапазон измерений
Класс точности,
пределы допускаемой
погрешности
Микроманометр МКВ–250
Задатчик избыточного давления
«
Воздух–2,5
»
Манометр избыточного
давления грузопоршневой МП-6
Манометр избыточного давления
грузопоршневой МП-60
Манометр избыточного давления
грузопоршневой МП-600
от 0,01 до 111111,11 Ом
КТ 0,02
ПГ ± (0,0075 % ИВ +
0,0005 мА)
Калибратор давления
пневматический
«
Метран 504
Воздух-II
»
Калибратор давления
пневматический «Метран 504
Воздух-I»
Калибратор давления
пневматический «Метран 505
Воздух»
Калибратор давления
пневматический «Fluke RUSKA
7250I»
Магазин сопротивлений Р4831
Портативный калибратор
давления «Метран-517»
Калибратор
многофункциональный TRX-IIR
Калибратор-измеритель
унифицированных сигналов
эталонный ИКСУ-2000
Генератор сигналов
низкочастотный прецизионный
Г3-122
1000 пФ
КТ 0,05
Универсальный
калибратор-вольтметр В1-28.
Диапазоны воспроизведения
напряжения переменного тока:
0,1; 1,0; 10,0 В.
Диапазоны воспроизведения
напряжения постоянного тока:
10,0; 100,0; 1000,0 В.
Вибратор калибровочный
портативный 9100D
Амплитудный диапазон
виброускорений (на100 Гц) от 0
до 196 м/с
2
,
диапазон частот
от 7 до 10000 Гц
Лист № 8
Всего листов 10
Пределы допускаемой
основной
погрешности
генерации
напряжения
переменного тока ±
(% от U + % от Uk) :
0,06 + 0,02 (диапазон
0,1 В);
0,06 + 0,01 (диапазон
1,0 В);
0,06 + 0,005 (диапазон
10,0 В), где U –
воспроизводимое
значение напряжения,
Uк – верхний предел
установленного
диапазона.
Пределы допускаемой
основной
погрешности выдачи
напряжения
постоянного тока ± (%
от U + % от Uk):
0,003 + 0,003
(диапазон 10 В);
0,004 + 0,003
(диапазон 100 В);
0,0044 + 0,001
(диапазон 1000 В), где
U – воспроизводимое
значение напряжения,
Uк – верхний предел
установленного
диапазона.
Расширенная
неопределенность
(k=2, р=0,95)
измерения
виброускорения в
диапазонах частот:
(30 – 2000) Гц,
ПГ
±
3,0 %,
(7 – 10000) Гц,
ПГ
±
15 %
Мера электрической емкости
Р597/7
(700 – 800) мм рт. ст.
ПГ ± 0,35 мм рт. ст.
Термометр ртутный стеклянный
от 0 до 55
°
С
(16 – 40) ºС
(10 – 100) %
Лист № 9
Всего листов 10
Цена деления не более
1
°
С, метрологические
характеристики
согласно ГОСТ
28498-90
ПГ ± 0,
ПГ ± 6 %
Гигрометр психрометрический
ВИТ-2
Измеритель давления
специальный ИДС-1-1
по эксплуатации на Комплексы
Комплексы измерительные
Сведения о методиках (методах) измерений
Методика (метод) измерений содержится в руководстве
измерительно-вычислительныетипа«MIC»,
магистрально-модульные типа «MIC-M».
Нормативные документы устанавливающие требования к системе автоматизированной
измерения,управленияиобработкипараметровгазотурбинныхдвигателей
«ПАРУС-М9» (АС «ПАРУС-М9»)
1 ГОСТ 8.596-2002 «ГСИ. Метрологическое обеспечение измерительных систем. Основные
положения».
2ОСТ101021-93.«Отраслевойстандарт.Стенды испытательныеавиационных
газотурбинных двигателей. Общие требования».
3 Комплекс измерительно-вычислительный типа «MIC». Руководство по эксплуатации.
4 Комплекс измерительный магистрально-модульный типа «MIC-M». Руководство по
эксплуатации.
Рекомендации по областям применения в сфере государственного регулирования
обеспечения единства измерений
при выполнении работ по оценке соответствия продукции и иных объектов обязательным
требованиям в соответствии с законодательством Российской Федерации о техническом
регулировании.
Изготовитель
Открытое акционерное общество «Авиадвигатель» (ОАО «Авиадвигатель»).
Адрес: проспект Комсомольский, 93, город Пермь, Российская Федерация, 614990.
Телефон (342) 240-97-91, факс (342) 240-97-13, E-mail:
.
Заявитель
Закрытое акционерное общество «ЭЛЛИПС» (ЗАО «ЭЛЛИПС»).
Адрес: ул. Куйбышева, 2, город Пермь, Российская Федерация, 614000.
Телефон (342) 271-77-81, факс (342) 211-40-79, E-mail:
.
Лист № 10
Всего листов 10
Испытательный центр
ГЦИ СИ Федеральное бюджетное учреждение «Государственный региональный центр
стандартизации, метрологии и испытаний в Пермском крае» (ГЦИ СИ ФБУ «Пермский
ЦСМ»).
614068, город Пермь, улица Борчанинова, 85, телефон (342) 236-31-00, факс 236-23-46,
E-mail: pcsm permcsm.ru
Аттестат аккредитации ГЦИ СИ ФБУ «Пермский ЦСМ» по проведению испытаний средств
измерений в целях утверждения типа № 30128-11 от 01.09.2011 г.
Заместитель Руководителя Федерального агентства
по техническому регулированию и метрологииС.С. Голубев
М.п.
«______»_________________2015 г.
Готовы поверить данное средство измерений.
Поверка средств измерений.