8.1 Khi các đồng hồ coriolis là một phần tích hợp của hệ thống đo lường điều khiển, thì các thiết bịđo lường điều khiển cần thiết phải tuân theo các quy trình kiểm tra tương tự như được áp dụng với các thiết bị khác trong hệ thống đường ống.
8.2 Ngoài việc hiệu chuẩn các thiết bị và hoặc kiểm tra đặc tính kỹ thuật, thì trong các việc kiểm tra có thể lựa chọn dưới đây được thực hiện để thỏa mãn các yêu cầu về cơ khí:
− Kiểm tra kích thước;
− Kiểm tra thêm về thủy tĩnh, kết hợp với quy trình theo dõi như yêu cầu bởi người sử dụng;
− Kiểm tra bằng sóng siêu âm hoặc tia X cho thiết bị sơ cấp để phát hiện các khuyết tật bên trong và kiểm tra tính hoàn hảo của mối hàn.
8.3 Các kết quả kiểm tra trên nên có trong báo cáo chứng nhận khi được yêu cầu.
8.4 Thêm vào các báo cáo trên, các chứng chỉ sau cũng nên có sẵn trong lần kiểm tra cuối cùng:
− Chứng chỉ vật liệu cho tất cả các phần chịu áp suất;
− Chứng chỉ chất lượng;
− Chứng chỉ hiệu chuẩn và các kết quả kiểm tra.
Phụ lục A
(Quy định)
Các phương pháp hiệu chuẩn và tính toán độ không đảm bảo đo
A.1 Giới thiệu
Các đồng hồ coriolis được hiệu chuẩn tương tự như bất kỳ thiết bị đo lưu lượng nào khác. Việc hiệu chuẩn bao gồm so sánh đầu ra của thiết bịđo đang được hiệu chuẩn với một chuẩn phù hợp đủ đảm bảo. Có 2 mức hiệu chuẩn được mô tả chi tiết trong phần A.2 dưới đây:
− Kiểu thứ nhất: hiệu chuẩn theo chuẩn – chi tiết được chỉ ra bởi nhà sản xuất;
− Kiểu thứ hai: hiệu chuẩn đặc biệt – chi tiết được chỉ ra bởi người sử dụng.
Một cách lý tưởng, đồng hồ coriolis nên được hiệu chuẩn bằng cách sử dụng các kỹ thuật cân trọng lượng. Tuy nhiên, các phương pháp đo thể tích cũng có thểđược sử dụng, mặc dù độ không đảm bảo tổng thể của phép đo lưu lượng khối lượng bao gồm độ không đảm bảo của cả hai phép đo thể tích và khối lượng riêng. Việc tính toán độ không đảm bảo nên được thực hiện tuân theo tiêu chuẩn ISO/TR 5168 và GUM.
Các đồng hồ coriolis thực hiện việc đo khối lượng, vì vậy, khối lượng lưu chất đo được trong quá trình hiệu chuẩn theo phương pháp cân trọng lượng, cuối cùng nên được biểu diễn ởđơn vị khối lượng, tức là đã hiệu chỉnh cho lực nổi (lực đẩy của không khí).
GHI CHÚ: Việc hiệu chuẩn nên tuân theo một cách nghiêm khắc quy trình mà theo đó thiết bịđo lưu lượng được kiểm tra, dựa trên một chuẩn có thể theo dõi được và không bao gồm việc điều chỉnh các hệ số hiệu chuẩn.
A.2 Các phương pháp hiệu chuẩn A.2.1 Cân nhắc chung
Khi hiệu chuẩn các đồng hồ coriolis, nên thu thập dữ liệu từ (các) đầu ra bộ chuyển đổi đo mà độc lập với bất kỳ một thiết lập tắt dần nào đó. Một số lượng xung được đếm trong quá trình kiểm tra phải đủ để thiết lập nên một độ không đảm bảo đo chấp nhận được.
Có ba phương pháp chính để hiệu chuẩn các thiết bịđo lưu lượng là: cân trọng lượng; đo thể tích và sử dụng một thiết bịđo chuẩn. Trong mỗi phương pháp thì hai kỹ thuật vận hành có thểđược áp dụng:
A.2.1.1 Khởi tạo/dừng động học – Việc thu thập dữ liệu được bắt đầu và dừng trong khi lưu lượng của dòng lưu chất đang ổn định. Thời gian xử lý tín hiệu của bộ chuyển đổi đo có thể gây trễ ởđầu ra xung. Điều này nên được cân nhắc tới khi sử dụng phương pháp động học mà trong đó số lượng nhỏ lưu chất được đo, ví dụ như các prover thể tích nhỏ và các thiết bị kiểm tra trên cơ sở bộđảo hướng.
A.2.1.2 Khởi tạo/ dừng tĩnh – Việc thu thập dữ liệu được bắt đầu và dừng ở các điều kiện không có lưu lượng. Trong trường hợp này, thời gian chạy nên đủ dài để triệt tiêu các lỗi do cảm ứng bởi các dao động lưu lượng tại điểm bắt đầu và điểm kết thúc. Thời gian xử lý tín hiệu của thiết bị truyền tín hiệu có thể gây ra sự chậm trễởđầu ra xung. Vì vậy, thậm chí ngay sau khi van đã đóng và lưu lượng đã dừng thì các thiết bịđiện tử của thiết bị đo có thể tiếp tục chỉ thị lưu lượng. Các lỗi do đầu ra trễ xung này nên được loại trừ.
A.2.2 Các phương pháp cân trọng lượng
Lưu chất kiểm tra nên được chứa trong một bồn cân. Giá trị khối lượng của bồn chứa được ghi nhận trước và sau khi kiểm tra. Sự chênh lệch giữa 2 giá trịđọc này chính là khối lượng nhận được và trong trường hợp có khí và ga chiếm chỗ, khối lượng nhận được nên được hiệu chỉnh cho lực nổi. Nên chú ý để tránh sự bay hơi và ngưng đọng trên thành bồn chứa. Việc hiệu chuẩn được thực hiện bằng cách so sánh bộ tính tổng của bộ chuyển đổi đo với khối lượng nhận được.
Hình A.1 và A.2 dưới đây đưa ra hai ví dụ về phương pháp hiệu chuẩn này:
Dòng Cảm biến Van/Đóng ngắt Van/Đóng ngắt Bộ chuyển đổi đo Đường hồi (tùy chọn) Bàn cân Bơm
Hình A.1 – Hiệu chuẩn cân trọng lượng dùng bồn chứa
Bộ chuyển đổi đo
Bàn cân xe Van/Đóng ngắt
Cảm biến
A.2.3 Phương pháp đo thể tích
Đồng hồ coriolis có thểđược hiệu chuẩn bằng cách sử dụng phương pháp đo thể tích, ví dụ thu nhận lưu chất kiểm tra vào trong một bồn chứa đã được kiểm chứng (Hình A.3) hoặc sử dụng một chuẩn thể tích (Prover – Hình A.4). Tuy nhiên, số lượng thu nhận được (thể tích) phải được chuyển đổi thành khối lượng bằng cách nhân với khối lượng riêng của lưu chất. Khối lượng riêng có thể được đo một cách động học bằng cách sử dụng một đồng hồ đo khối lượng riêng trực tuyến hoặc nếu khối lượng riêng lưu chất là không đổi thì bằng các phương pháp lấy mẫu. Nếu các thuộc tính của lưu chất đã biết, khối lượng riêng cũng có thểđược xác định bằng đo nhiệt độ và áp suất lưu chất trong bồn chứa.
Bộ chuyển đổi đo
Van
Bình chuẩn Cảm biến
Hình A.3 – Hiệu chuẩn theo phương pháp thể tích dùng bồn chuẩn
Bộ chuyển đổi đo Dòng vào Cảm biến Coriolis Đường vòng (tùy chọn) Bộ đếm xung P T Bộ lấy TB Lấy mẫu V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V11 V8 V9 V10 Đầu dò Thiết bị chuẩn Prover Áp kế Tỉ trọng kế Nhiệt kế
A.2.4 Phương pháp dùng đồng hồ chuẩn
Đồng hồ chuẩn cũng có thểđược sử dụng để hiệu chuẩn một đồng hồ coriolis Hình A.5.
Tài liệu về độ ổn định và độ chính xác của đồng hồ chuẩn cần được đưa ra đầy đủ và cung cấp toàn bộđộ không đảm bảo theo đơn vị khối lượng.
Nếu đồng hồ chuẩn là một thiết bịđo thể tích, phép đo của nó phải được chuyển đổi thành khối lượng sử dụng khối lượng riêng. Khối lượng riêng có thể được đo một cách động học bởi sử dụng một đồng hồ đo khối lượng riêng trực tuyến hoặc nếu khối lượng riêng lưu chất là không đổi thì bằng các phương pháp lấy mẫu. Nếu các thuộc tính của lưu chất đã biết đầy đủ, khối lượng riêng cũng có thể được xác định bằng cách đo nhiệt độ và áp suất lưu chất trong quá trình kiểm tra.
Nếu đồng hồ chuẩn là một thiết bị coriolis, nên chú ý tránh hiện tượng nhiễu tương hỗ.
Hình A.5 dưới đây đưa ra sơđồ nguyên lý cho phương pháp hiệu chuẩn dùng đồng hồ chuẩn.
Bộ chuyển đổi đo Cảm biến Coriolis Cảm biến Coriolis Bộ chuyển đổi đo Bộ đếm 1 Bộ đếm 2 Mạch chạy/dừng Bộ đếm xung 2 kênh
Hình A.5 – Hiệu chuẩn theo phương pháp đồng hồđo chuẩn
A.3 Chu kỳ hiệu chuẩn
Một đồng hồ coriolis sẽ không bị lệch nếu nó được lắp đặt chính xác và sử dụng các lưu chất sạch, không mài mòn. Chu kỳ hiệu chuẩn được đưa ra trên các nguyên tắc sau:
− Chu kỳ hiệu chuẩn của thiết bịđo bị chi phối bởi các thuộc tính và giới hạn của điều kiện vận hành. Có thể tăng hoặc giảm chu kỳ hiệu chuẩn một cách phù hợp nếu thu thập được đầy đủ các dữ liệu.
− Đối với các ứng dụng chuyển giao thương mại, chu kỳ này có thể được quy định trước bởi các qui tắc hoặc thỏa thuận hợp đồng bởi các bên liên quan.
− Nếu các điều kiện nêu trên không đáp ứng được thì chu kỳ hiệu chuẩn có thể thực hiện 1 năm 1 lần. Khi các điều kiện lắp đặt thiết bịđo thay đổi, ví dụ như sự sửa đổi đường ống trong vùng lân cận thiết bị đo, có thể làm ảnh hưởng đến việc dịch chuyển điểm không của thiết bị đo. Điều này có thể khắc phục được bằng cách thực hiện hiệu chỉnh điểm không. Việc điều chỉnh điểm không là cần thiết nếu đầu ra của thiết bịđo ở các điều kiện không có lưu lượng là lớn hơn độ ổn định không của thiết bịđo được chỉ ra bởi nhà sản xuất.
A.4 Các yêu cầu đối với quy trình hiệu chuẩn
Các quy trình đã phê duyệt đối với tất cả các phương pháp hiệu chuẩn thiết bị đo cần đảm bảo các điều kiện dưới đây:
− Thiết bịđo được lắp đặt tuân theo các kiến nghị của nhà sản xuất;
− Thiết bị đo được kiểm tra và thiết bị kiểm tra được điền đầy hoàn toàn lưu chất kiểm tra trước và sau khi kiểm tra để tránh các ảnh hưởng của không khí;
− Cần có một khoảng thời gian trước khi hiệu chuẩn để đảm bảo hệ thống có đủ thời gian để khởi động và dẫn dòng lưu chất chảy vào thiết bị;
− Tất cả các dữ liệu cấu hình của thiết bị truyền được ghi nhận trước khi bắt đầu kiểm tra;
− Đầu ra của thiết bị truyền tín hiệu được theo dõi ở lưu lượng không trước và sau khi kiểm tra;
− Khoảng lưu lượng kiểm tra được lựa chọn để bao trùm khoảng lưu lượng vận hành của thiết bị đo khi làm việc.
A.5 Các điều kiện khi tiến hành hiệu chuẩn A.5.1 Độổn định lưu lượng
Lưu lượng phải được giữổn định trong vòng ± 5 % của lưu lượng được lựa chọn trong suốt quá trình kiểm tra hiệu chuẩn ở lưu lượng đó.
A.5.2 Hiệu chỉnh điểm không
Trước hết, điều kiện lưu lượng điểm không nên được thiết lập (và kiểm tra) trong thiết bị dùng để kiểm tra và hiệu chuẩn (thiết bị kiểm tra). Nếu đầu ra của thiết bịđo (thiết bịđược kiểm tra) ở các điều kiện lưu lượng không nằm trong giá trịđộ ổn định không được chỉ ra bởi nhà sản xuất thì việc điều chỉnh điểm không là không cần thiết. Tuy nhiên, nếu đầu ra ở các điều kiện lưu lượng điểm không cảm thấy không được thỏa mãn, thì việc điều chỉnh điểm không nên được thực hiện chỉ một lần khi bắt đầu việc hiệu chuẩn mà không phải giữa các lần khi chạy.
A.5.3 Áp suất và nhiệt độ
Sự biến đổi nhiệt độ và áp suất lưu chất nên được giảm thiểu trong suốt quá trình hiệu chuẩn. Trong một lần chạy, nhiệt độ nên được giữ không đổi trong khoảng 1 oC, và trong khoảng 5 oC cho toàn bộ quá trình hiệu chuẩn. Áp suất lưu chất trong thiết bị kiểm tra nên được giữ đủ cao để tránh việc xâm thực hoặc tạo bọt trong thiết bịđo và hoặc vùng lân cận thiết bịđo. Một cách lý tưởng, việc hiệu chuẩn nên được thực hiện trong các điều kiện nhiệt độ và áp suất vận hành bình thường dựđịnh sử dụng.
A.5.4 Khối lượng riêng và độ nhớt
Phụ thuộc vào thiết kếđồng hồ coriolis, đặc tính có thể bịảnh hưởng bởi sự dao động của khối lượng riêng và độ nhớt lưu chất. Trong các trường hợp này, các lưu chất kiểm tra nên sử dụng loại có các thuộc tính giống hoặc tương tự lưu chất công nghệ.
A.5.5 Lắp đặt
Các kiến nghịđưa ra trong 5.2 cũng có thể áp dụng cho lắp đặt thiết bịđo trong quá trình hiệu chuẩn.
A.6 Tính toán độ không đảm bảo đo
Độ không đảm bảo đo được định nghĩa là một khoảng giá trị mà trong đó giá trịđúng của phép đo có thểđược ước lượng với độ chính xác 95 %.
Trong một vài trường hợp, mức tin cậy của giá trịước lượng có thể lớn hơn 95 %, khi giá trị của các đại lượng sử dụng trong tính toán lưu lượng được biết với độ tin cậy lớn hơn 95 %, trong những trường hợp này tham chiếu ISO 5168.
Đối với một thiết bịđo đơn và các hệ số sử dụng trong một phép đo, một vài phần của độ không đảm bảo đo là kết quả của sai số hệ thống. Có thể kết hợp các độ không đảm bảo đo này nếu như sai số ngẫu nhiên tuân theo quy luật phân bố Laplace – Gauss.
Thực tế độ không đảm bảo đo của phép đo lưu lượng được xác định tương đương hai lần độ lệch chuẩn sử dụng trong thống kê và được xác định bằng cách kết hợp các độ không đảm bảo đo của từng đại lượng riêng biệt sử dụng để tính toán lưu lượng với giả thiết chúng độc lập với nhau.
Chi tiết về cách tính toán và biểu diễn độ không đảm bảo đo được qui định trong tiêu chuẩn ISO/TR 5168 : 1998, Measurement of fluid flow – Evaluation of uncertainties và GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement).
A.7 Chứng chỉ hiệu chuẩn
A.7.1 Các yêu cầu về nội dung trong chứng chỉ hiệu chuẩn
Các dữ liệu sau đây nên thể hiện trong chứng chỉ hiệu chuẩn:
− Số chứng chỉ duy nhất, lặp lại trên mỗi trang kèm theo số trang và tổng số trang;
− Các bên thực hiện kiểm tra;
− Ghi tên và vị trí phòng thí nghiệm kiểm tra;
− Dữ liệu lưu chất kiểm tra như tên lưu chất hoặc khối lượng riêng, nhiệt độ, áp suất;
− Sự nhận diện duy nhất (số sơri) của thiết bịđo được kiểm tra;
− Tài liệu theo dõi của các thiết bị dùng để kiểm tra và các qui trình của chúng;
− Biểu thức độ không đảm bảo và phương pháp tính;
− Các điều kiện môi trường tương ứng;
− Dữ liệu kiểm tra tương ứng và các kết quả hiệu chuẩn, bao gồm đầu ra thiết bị đo ở lưu lượng không tại lúc bắt đầu và kết thúc hiệu chuẩn;
− Các dữ liệu hiệu chuẩn nên được trình bày theo trình tự thời gian;
− Hướng lắp đặt đồng hồ coriolis;
− Dữ liệu cấu hình trong thiết bị truyền tín hiệu tại thời điểm thực hiện hiệu chuẩn;
− Chữ ký của người có thẩm quyền.
A.7.2 Mẫu chứng chỉ hiệu chuẩn điển hình
Số chứng chỉ:………..trang …/……….. Nhà cung cấp:……….. Bộ cảm biến:……….. Kiểu:……….. Số seri:………. Hệ số hiệu chuẩn bộ cảm biến:……… Transmitter:……… Kiểu:………. Số seri:………. Hiệu chuẩn đầu ra:……….. Các điều kiện kiểm tra: Lưu chất hiệu chuẩn (tên sản phẩm):……….. Độ nhớt:………. Khối lương riêng:……… Nhiệt độ lưu chất kiểm tra:……….
Áp suất đầu vào thiết bị kiểm tra:………..
Đầu ra ở lưu lượng không trước khi hiệu chuẩn:………...
Đầu ra ở lưu lượng không sau khi hiệu chuẩn:………..
Hướng đặt:………
Theo dõi thiết bị theo:………..
Độ không đảm bảo của thiết bị kiểm tra:………..
qm Phần trăm thang đo (%) Khối lượng chỉ thị Khối lượng chuẩn Lỗi quan sát được Lỗi cho phép Đồ thị: (Vẽđồ thị biểu diễn lỗi theo phần trăm) Hình A.6 – Mẫu chứng chỉ hiệu chuẩn _____________________________________________
Phụ lục B
(Tham khảo)
Các đặc tính kỹ thuật của đồng hồ coriolis Bảng B.1 – Các đặc tính kỹ thuật của đồng hồ coriolis
Đặc tính kỹ thuật Yêu cầu
1. Bộ cảm biến và bộ chuyển đổi đo – Sensor và Transmitter
Nhà sản xuất
Số Model Nhận dạng thiết
bị
Nguyên lý đo Coriolis
Lưu lượng khối lượng/ khối lượng riêng/nhiệt Các phép đo
chính
Khoảng đo của các thông số trên (Min, Max)
Tín hiệu đầu ra Tương tự/xung/số/chỉ thị/rời rạc