Servicio Nacional de Metrología - INDECOPI
Calle de La Prosa 104, San Borja (Lima 41) Apartado 145 Lima, Perú
MEDICION DE FLUJO DE AGUA EN CONDUCTOS
CERRADOS COMPLETAMENTE LLENOS. Medidores
para agua potable fría y agua caliente. Parte 3: Métodos y
equipo de ensayo
MEASUREMENT OF WATER FLOW IN FULLY CHARGED CLOSED CONDUITS. Meters for cold potable water and hot water. Part 3: Test methods and equipment
(EQV. ISO 4064-3:2005 Measurement of water flow in fully charged closed conduits — Meters for cold potable water and hot water - Part 3: Test methods and equipment)
2011-06-09 2ª Edición
R.001-2011/SNM-INDECOPI. Publicada el 2011-06-10 Precio basado en 82 páginas I.C.S.: 91.140.60
Descriptores: Metrología, flujo, medición de flujo, medidores de agua, agua potable fría, agua caliente.
i ÍNDICE
página
Índice ... i
Prefacio ... iii
1 Objeto y campo de aplicación ...1
2 Referencias normativas ...1
3 Términos y definiciones ...3
4 Requisitos comunes a todos los ensayos ...4
4.1 Requisitos preliminares ...4
4.2 Calidad del agua ...4
4.3 Otras condiciones de referencia ...4
4.4 Ubicación ...5
5 Ensayos para determinar los errores de indicación ...5
5.1 Generalidades ...5
5.2 Principio ...5
5.3 Descripción del banco de prueba ...5
5.4 Tubería ...6
5.5 Dispositivo de referencia calibrado ...10
5.6 Lectura del medidor ...10
5.7 Principales factores que afectan la determinación del error de indicación 11 5.8 Errores intrínsecos (de indicación) ...12
5.9 Ensayos de temperatura del agua ...13
5.10 Ensayos de presión interna ...13
5.11 Ensayos de inversión de flujo ...14
5.12 Ensayos de irregularidad en los campos de velocidad ...14
5.13 Interpretación de los resultados ...16
6 Ensayos de presión estática ...17
6.1 Propósito de los ensayos ...17
6.2 Preparación ...17
6.3 Procedimiento de ensayo – Medidores en línea...17
6.4 Procedimiento de ensayo – Medidores concéntricos ...18
6.5 Criterios de aceptación ...18
7 Ensayos de pérdida de presión ...18
7.1 Propósito del ensayo ...18
7.2 Preparación ...18
7.3 Procedimiento de ensayo ...20
7.4 Criterios de aceptación ...22
8 Ensayos de durabilidad ...23
ii
8.2 Ensayo de flujo discontinuo ...25
9 Ensayos de funcionamiento de medidores electrónicos de agua y medidores mecánicos equipados con dispositivos electrónicos ...28
9.1 Introducción ...28
9.2 Requisitos generales ...29
9.3 Ambiente climático y mecánico ...32
9.4 Ambiente electromagnético ...38
9.5 Fuente de alimentación ...42
10 Programa de ensayo para la aprobación de modelo………...50
10.1 Generalidades ………50
10.2 Ensayos de funcionamiento aplicables a todos los medidores de agua……… 50
10.3 Medidores electrónicos de agua, medidores mecánicos de agua……….. equipados con dispositivos electrónicos y sus partes separables 51 10.4 Aprobación de modelo de partes separables de un medidor de agua…. 52 11 Ensayo Ensayos para la verificación inicial……… 52
11.1 Generalidades ……….. 52
11.2 Ensayo de presión estática ……….. 52
11.3 Mediciones del error de indicación ……… 52
11.4 Temperatura del agua de los ensayos………...…….. 53
12 Informe de ensayo……… 53
12.1 Generalidades ……..……… 53
12.2 Informe del ensayo de aprobación de modelo — Contenidos requeridos ……… 54
13 Antecedentes………. 57
Anexo A (normativo) Cálculo del error relativo de indicación de un medidor de agua Agua ………. 58 50 Anexo B (normativo) Equipo de ensayo de perturbación de flujo ………... 63 Anexo C (informativo) Múltiple — Ejemplos de métodos y componentes
utilizados para el ensayo de medidores concéntricos de agua …………. ………
80
A. RESEÑA HISTÓRICA
A.1 El Servicio Nacional de Metrología de INDECOPI, se ha basado en la Norma Internacional ISO 4064-3:2005 Measurement of water flow in fully charged closed conduits — Meters for cold potable water and hot water —Part 3: Test methods and equipment, realizando adecuaciones técnicas a la misma, obteniendo la Norma Metrológica Peruana NMP 005-3:2011 Medición de flujo de agua en conductos cerrados completamente llenos. Medidores para agua potable fría y agua caliente. Parte 3: Métodos y equipo de ensayo.
A.2 Esta Norma Metrológica Peruana reemplaza a la NMP 005-3:1996 (MEDICIÓN DEL FLUJO DE AGUA EN CONDUCTOS CERRADOS. Medidores para agua potable fría. Parte 3: Métodos y equipo de ensayo) y presenta cambios editoriales referidos principalmente a terminología empleada propia del idioma español y ha sido estructurado de acuerdo a las Guías Peruanas GP 001:1995 y GP 002:1995.
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MEDICION DE FLUJO DE AGUA EN CONDUCTOS
CERRADOS
COMPLETAMENTE
LLENOS
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Medidores para agua potable fria y agua caliente Parte 3:
Métodos y equipo de ensayo
1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACION
Esta parte de NMP 005 especifica los métodos de ensayo y los medios que deben emplearse para determinar las principales características de los medidores de agua.
Esta parte de NMP 005 es aplicable a medidores concéntricos y de combinación de agua potable fría y agua caliente que pueden soportar presiones de trabajo máximas admisibles (PMA) iguales a por lo menos 1 MPa (10 bar) 0,6 MPa (6 bar) en el caso de medidores ≥ DN 500 mm y una temperatura máxima admisible en el caso de medidores de agua potable fría de 30 °C y medidores de agua caliente de hasta 180 °C, dependiendo de la clase.
Esta parte de NMP 005 también se aplica a medidores de agua basados en los principios eléctricos o electrónicos y a medidores de agua basados en los principios mecánicos que incorporan dispositivos eléctricos, utilizados para medir el flujo volumétrico real de agua potable fría y agua potable caliente.
En caso que los medidores de agua tengan un caudal permanente inferior a 160 m3/h, para cumplir con las limitaciones de cada laboratorio de ensayos, el cronograma de ensayos puede prever la modificación de las condiciones de referencia, al realizar específicamente los ensayos para determinar la durabilidad y el funcionamiento bajo las magnitudes de influencia.
2. REFERENCIAS NORMATIVAS
Los documentos a los que se hace referencia a continuación, son indispensables para la aplicación de este documento. Para las referencias fechadas, sólo se aplica la edición citada. Para las referencias sin fechar, se aplica la última edición del documento al que se hace referencia (incluyendo cualquier modificación).
ISO 228-1, Roscas de tubería para uniones de estanqueidad en la rosca — Parte 1: Dimensiones, tolerancias y designación
ISO 286-2, Sistema ISO de tolerancias y ajustes — Parte 2: Tablas de los grados de
tolerancia normalizados y de las desviaciones límite de los agujeros y los ejes
ISO 4064-1:2005, Medición de flujo de agua en conductos cerrados completamente llenos — Medidores de agua potable fría y agua caliente — Parte 1: Especificaciones ISO 4064-2:2005, Medición de flujo de agua en conductos cerrados completamente llenos — Medidores de agua potable fría y agua caliente — Parte 2: Requisitos de instalación ISO 5168, Medición de flujo de líquidos — Procedimientos para la evaluación de incertidumbres
ISO 7005-2, Bridas metálicas — Parte 2: Bridas de hierro fundido
ISO 7005-3, Bridas metálicas — Parte 3: Bridas de aleación de cobre y bridas compuestas
Guía ISO para la expresión de la incertidumbre de medición (GUM), 1995 IEC 60068-1:1988, Ensayos ambientales — Parte 1: Generalidades y guía
IEC 60068-2-1:1974, Ensayos ambientales — Parte 2: Ensayos. Ensayos A: Frío IEC 60068-2-2: 1993, Ensayos ambientales — Parte 2: Ensayos. Ensayos B: Calor seco
IEC 60068-2-30:1980, Ensayos ambientales — Parte 2: Ensayos. Ensayos Db y guía: Calor húmedo, ensayo cíclico (Ciclo 12 + 12 horas)
IEC 60068-2-31:1993, Ensayos ambientales — Parte 2: Ensayos. Ensayo Ec: Caída y vuelco, principalmente para muestras tipo equipo
IEC 60068-2-47:(1999), Ensayos ambientales — Parte 2-47: Ensayo — Fijación de componentes, equipos y otros artículos para ensayos de vibraciones, impactos y ensayos dinámicos similares
IEC 60068-2-64:(1993), Ensayos ambientales — Parte 2: Métodos de ensayo — Ensayo Fh: Vibraciones aleatorias de banda ancha (control digital) y guía
IEC 60068-3-1:1974, Ensayos ambientales — Parte 3: Información básica — Sección 1: Ensayos de frío y calor seco
IEC 60068-3-4:2001, Ensayos ambientales — Parte 3-4: Documentación sustentatoria y guía — Ensayos de calor húmedo
IEC 61000-4-2:1995, Compatibilidad electromagnética (CEM) — Parte 4: Técnicas de ensayo y medición — Sección 2: Ensayos de inmunidad a las descargas electrostáticas. Publicación EMC Básica.
IEC 61000-4-3, Compatibilidad electromagnética (CEM) — Parte 4-3: Técnicas de ensayo y medición — Ensayos de inmunidad a los campos electromagnéticos, radiados y de radiofrecuencia
IEC 61000-4-4:1995, Compatibilidad electromagnética (CEM) — Parte 4-5: Técnicas de ensayo y medición — Ensayos de inmunidad a las ondas de choque.
IEC 61000-4-5:1995, Compatibilidad electromagnética (CEM) — Técnicas de ensayo y medición — Parte 4-5: Ensayos de inmunidad a las ondas de choque.
IEC 61000-4-11:1994, Compatibilidad electromagnética (CEM) — Parte 4-11: Técnicas de ensayo y medición — Ensayos de inmunidad a caídas de tensión, interrupciones breves y variaciones de tensión
ENV 50204:1995, Campos electromagnéticos radiados de radioteléfonos digitales. Ensayo de inmunidad
OIML D 4:1981, Instalación y condiciones de almacenamiento de medidores de agua fría OIML D 11:1994, Requisitos generales para instrumentos de medición electrónicos OIML G 13:1989, Planificación de laboratorios de metrología y ensayos (P 7)
3. TERMINOS Y DEFINICIONES
Para los fines de este documento, se aplican los términos y definiciones de NMP 005-1 y los siguientes.
3.1
caudal de cambio del medidor de combinación con flujo decreciente Qx1
caudal que se presenta cuando la caída de presión en el medidor de combinación aumenta repentinamente en paralelo con un cese del flujo en el medidor más grande y un visible incremento del flujo en el medidor más pequeño
3.2
caudal de cambio del medidor de combinación con flujo creciente Qx2
caudal que se presenta cuando la caída de presión en el medidor de combinación disminuye repentinamente en paralelo con un inicio del flujo en el medidor más grande y una visible reducción del flujo en el medidor más pequeño
3.3
error relativo ε
error, expresado como porcentaje, definido por la siguiente ecuación:
donde:
Vi es el volumen indicado; Va es el volumen real.
NOTA Se proporcionan más detalles en el Anexo A. NMP 005-1 da los errores máximos permisibles.
3.4
caudal de ensayo
caudal medio calculado a partir de la indicación del dispositivo de referencia calibrado y la duración del ensayo
4. REQUISITOS COMUNES A TODOS LOS ENSAYOS
4.1 Requisitos preliminares
Antes de comenzar los ensayos, se debe establecer un programa escrito que incluya, por ejemplo, una descripción de los ensayos para determinar el error de medición, la pérdida de presión y la resistencia al desgaste. El programa también puede definir los niveles necesarios de aceptación y estipular cómo deberían interpretarse los resultados de ensayo. 4.2 Calidad del agua
Los ensayos para los medidores de agua deben realizarse con agua. El agua debe ser la del suministro público de agua potable o debe cumplir los mismos requisitos. Si el agua fuese reciclada, se deben tomar medidas para evitar que el agua residual del medidor resulte perjudicial para los seres humanos.
El agua no debe contener nada que sea capaz de deteriorar el medidor o afectar adversamente su operación. No debe contener burbujas de aire.
4.3 Otras condiciones de referencia
(
)
100 a a i− × = V V Vε
Todas las demás magnitudes de influencia aplicables, salvo la magnitud de influencia que se está ensayando, deben mantenerse en los siguientes valores durante los ensayos de aprobación de modelo en un medidor de agua:
Caudal: 0,7 × (Q2 + Q3) ± 0,03 × (Q2 + Q3)
Alcance de temperatura ambiente: 15 °C a 25 °C 1 Alcance de humedad relativa ambiente: 45 % a 75 % 1
Alcance de presión atmosférica ambiente: 86 kPa a 106 kPa (0,86 bar a 1,06 bar) Tensión de alimentación (CA de la red): Tensión nominal (Unom) ± 5 %
Frecuencia de alimentación: Frecuencia nominal (fnom) ± 2 %
Tensión de alimentación (batería): Una tensión V del alcance; Ubmin ≤ V ≤ Ubmax Temperatura de trabajo del agua: Véase NMP 005-1:2011, 5.4.1, Tabla 5
Presión de trabajo del agua: 200 kPa (2 bar)
Durante cada ensayo, la temperatura y la humedad relativa no deben variar en más de 5 °C o 10 %, respectivamente, dentro del alcance de referencia.
4.4 Ubicación
El ambiente seleccionado para los ensayos de los medidores debe estar de acuerdo con los principios de OIML G 13 y debe estar libre de influencias perturbadoras no intencionadas, por ejemplo, variación de la temperatura ambiente y vibraciones.
5. ENSAYOS PARA DETERMINAR LOS ERRORES DE
INDICACION 5.1 Generalidades
El método descrito en esta parte de NMP 005 para determinar los errores de medición es el denominado método de “recolección” en el cual la cantidad de agua que pasa por el medidor de agua, se recolecta en uno o más recipientes colectores y su cantidad se determina volumétricamente o por pesaje. Se pueden utilizar otros métodos siempre y cuando se alcancen los niveles de exactitud de ensayo establecidos en esta parte de NMP 005.
En esta sección, se incluyen los mecanismos de verificación de los dispositivos electrónicos.
5.2 Principio
La verificación del error de medición consiste en comparar las indicaciones dadas por el medidor sometido a ensayo contra un dispositivo de referencia calibrado.
5.3 Descripción del banco de prueba El banco de prueba consta típicamente de:
1
Cuando la temperatura ambiente y/o la humedad relativa ambiente sobrepasan los alcances antes mencionados, se debe tomar en cuenta el efecto en el error de indicación.
a) un suministro de agua (tuberías principales, tanque no presurizado, tanque presurizado, bomba, etc.);
b) tuberías;
c) un dispositivo de referencia calibrado (tanque calibrado, medidor de referencia, etc.);
d) medios para medir el tiempo del ensayo; e) dispositivos para automatizar el ensayo; f) medios para medir la temperatura del agua; g) medios para medir la presión del agua;
h) medios para determinar la densidad si fuese necesario; i) medios para determinar la conductividad si fuese necesario; 5.4 Tuberías
5.4.1 Descripción Las tuberías deben incluir:
a) una sección de ensayo en la que se coloque(n) el(los) medidor(es); b) medios para establecer el caudal deseado;
c) uno o dos dispositivos aisladores; d) medios para determinar el caudal;
y si fuese necesario:
e) una o más tomas de aire; f) un dispositivo de no retorno; g) un separador de aire;
h) un filtro;
i) medios para verificar que las tuberías están llenas hasta un nivel de referencia antes y después del ensayo.
Durante el ensayo, no se debe permitir la fuga de flujo, entrada de flujo ni drenaje de flujo tanto entre el(los) medidor(es) y el dispositivo de referencia como en el propio dispositivo de referencia.
Las tuberías deben ser tales que en la salida de todos los medidores exista una presión positiva de por lo menos 0,3 bar con cualquier caudal.
5.4.2 Sección de ensayo
La sección de ensayo incluye, además del(de los) medidor(es):
a) una o más tomas de presión para la medición de la presión, de las cuales una sola toma de presión se encuentra ubicada aguas arriba de y junto al primer medidor; b) de ser necesario, medios para medir la temperatura del agua en la entrada al
primer medidor.
Ninguno de los componentes de tubería o dispositivos ubicados en la sección de medición debe originar cavitación o perturbaciones de flujo capaces de alterar el funcionamiento de los medidores o causar errores de medición.
5.4.3 Precauciones que se deben tomar durante los ensayos
La operación del banco de prueba debe ser tal que la cantidad de agua que ha fluido por el(los) medidor(es) es igual que la medida por el dispositivo de referencia.
Deben realizarse verificaciones para asegurar que los tubos (por ejemplo, el cuello de cisne del tubo de salida) estén llenados hasta el mismo nivel de referencia tanto al comienzo como al final del ensayo.
Se debe sacar el aire que existe en la tubería de interconexión y el(los) medidor(es). Se deben tomar todas las precauciones para evitar los efectos de la vibración y los golpes. 5.4.4 Configuraciones especiales para la instalación de determinados tipos de medidores
5.4.4.1 Principios
Las disposiciones de los siguientes apartados abordan las causas más frecuentes de error y las precauciones necesarias para la instalación de los medidores de agua en el banco de prueba y se basan en las recomendaciones de OIML D 4, destinada a ayudar a lograr una instalación de ensayo donde:
a) las características del flujo hidrodinámico no ocasionan diferencias perceptibles en el funcionamiento del medidor cuando se comparan con las características del flujo hidrodinámico que están libres de perturbaciones;
b) el error total del método empleado no excede el valor establecido (véase 5.5.1). 5.4.4.2 Necesidad de longitudes rectas de tubo o dispositivos enderezadores de flujo La exactitud de los medidores de agua no volumétricos puede verse afectada por perturbaciones aguas arriba y aguas abajo causadas, por ejemplo, por la presencia y ubicación de codos, uniones en T, válvulas o bombas.
Con el propósito de contrarrestar estos efectos, el medidor sometido a ensayo (MSE) debe instalarse entre tramos de tubo rectos. Las tuberías de conexión aguas arriba y aguas abajo deben tener el mismo diámetro interno que los extremos de conexión del medidor de agua. Además, puede ser necesario poner un dispositivo enderezador de flujo aguas arriba de la longitud recta.
5.4.4.3 Causas comunes de perturbación del flujo
Un flujo puede estar sujeto a dos tipos de perturbación, a saber, la distorsión del perfil de velocidad y la turbulencia, los cuales pueden afectar la exactitud del medidor de agua.
Véase NMP 005-2 para detalles de los requisitos de instalación. 5.4.4.4 Medidores volumétricos de agua
Se considera que los medidores volumétricos de agua (es decir, que tengan cámaras medidoras con paredes móviles), tales como los medidores de pistón oscilante y de disco nutativo, no son afectados por las condiciones de instalación aguas arriba; por lo que no se requieren recomendaciones especiales.
5.4.4.5 Medidores de agua del tipo de velocidad
Algunos medidores de agua del tipo de velocidad son sensibles a las perturbaciones de flujo, que pueden causar errores significativos, pero la forma en que las condiciones de instalación afectan su exactitud todavía no ha sido claramente determinada.
5.4.4.6 Otros principios de medición
Otros tipos de medidores pueden requerir o no el acondicionamiento del flujo para ensayos de exactitud. Si es necesario, se deben utilizar las recomendaciones del fabricante durante los ensayos. Se deben incluir esas recomendaciones en los documentos de aprobación de modelo.
Se deberían informar estos requisitos de instalación en el certificado de aprobación de modelo para el medidor de agua.
Los medidores concéntricos que se demuestra que no son afectados por la configuración del múltiple (típicamente, del tipo volumétrico – véase 5.4.4.4), se pueden ensayar y utilizar con cualquier configuración adecuada del múltiple).
5.4.4.7 Medidores de inducción electromagnética
Los medidores que emplean el principio de inducción electromagnética, pueden verse afectados por la conductividad del agua de ensayo. El agua de ensayo debería tener una conductividad dentro del alcance de valores especificado por el fabricante.
5.4.5 Inicio del ensayo y determinación de errores 5.4.5.1 Principios
Se deben tomar precauciones adecuadas para reducir las incertidumbres resultantes de la operación de los componentes del banco de prueba durante el ensayo. En 5.4.5.2 y 5.4.5.3, se dan los detalles de las precauciones que se deben tomar en dos casos encontrados en el “método de recolección”.
5.4.5.2 Ensayos con lecturas tomadas con el medidor en reposo
El flujo se establece abriendo una válvula situada aguas abajo del medidor y se detiene cerrando esta válvula. El medidor debería leerse después de que el registro se detenga. Se mide el tiempo entre el momento del comienzo del movimiento de apertura de la válvula y el comienzo del movimiento de cierre.
Mientras el flujo está comenzando y durante el período en el que se encuentra a un caudal constante especificado, el error de indicación del medidor varía en función de los cambios en el caudal (curva de error de medición).
En el momento en que el flujo se detiene, la combinación de la inercia de las partes móviles del medidor y el movimiento rotacional del agua dentro del medidor puede causar un error apreciable que ha de ser tomado en cuenta en determinados tipos de medidor y para determinados caudales de ensayo.
NOTA En este caso, no ha sido posible determinar una regla empírica simple que establezca las condiciones de modo que este error pueda siempre considerarse como despreciable. Hay ciertos tipos de medidores que son particularmente sensibles a tal error. En caso de duda, es aconsejable:
a) incrementar el volumen y la duración del ensayo;
b) comparar los resultados con los obtenidos mediante otros métodos y, en particular con el método descrito en 5.4.5.3, que elimina las causas de la incertidumbre presentadas anteriormente.
Para algunos tipos de medidores electrónicos de agua con salidas de pulsos, que se utilizan para los ensayos, la respuesta del medidor a los cambios en el caudal puede ser tal que se emitan pulsos válidos después de cerrar la válvula. En este caso, se deben proporcionar medios para contar estos pulsos adicionales.
Cuando las salidas de pulsos se utilizan para el ensayo de los medidores, se debe verificar que el volumen indicado por el recuento de pulsos corresponde al volumen visualizado en el dispositivo indicador dentro de la exactitud de registro.
5.4.5.3 Ensayos con lecturas tomadas en condiciones de flujo estable y derivación del flujo
La medición se realiza una vez que las condiciones de flujo se han estabilizado.
Un interruptor desvía el flujo hacia un recipiente calibrado al comienzo de la medición y lo desvía en la dirección opuesta al final de la misma. El medidor se lee cuando está en funcionamiento.
La lectura del medidor está sincronizada con el movimiento del interruptor de flujo. El volumen recolectado en el recipiente es el volumen pasado.
La incertidumbre introducida en el volumen medido, puede considerarse despreciable si el tiempo de movimiento del interruptor de flujo en cada dirección es idéntico en un 5% y si es menos que 1/50 del tiempo total del ensayo.
NOTA Para medidores de combinación, el método de ensayo descrito en 5.4.5.3 en el
que se toman las lecturas del medidor de combinación a un caudal establecido, asegura que el dispositivo de conmutación funcione correctamente tanto para caudales crecientes como para caudales decrecientes. El método descrito en 5.4.5.2 en el que se toman las lecturas del medidor en reposo, no permite la determinación del error de registro después de regular el caudal de ensayo para caudales decrecientes en el caso de los medidores de combinación.
5.4.5.4 Método de ensayo para la determinación de los caudales de cambio
Véase las definiciones de caudales de cambio del medidor de combinación Qx1 y Qx2 dadas en el Capítulo 3.
A partir de un caudal inferior al caudal de cambio, Qx2, el caudal se incrementa en etapas sucesivas de 5 % hasta alcanzar el caudal Qx2. El valor de Qx2 se toma como el promedio de los valores del caudal indicado justo antes y justo después de que ocurre el cambio. A partir de un caudal superior al caudal de cambio, Qx1, el caudal disminuye en etapas sucesivas de 5 % hasta alcanzar el caudal Qx1. El valor de Qx1 se toma como el promedio de los valores del caudal indicado justo antes y justo después de que ocurre el cambio. 5.5 Dispositivo calibrado de referencia
5.5.1 Incertidumbre total del volumen real
Cuando se realiza un ensayo, la incertidumbre expandida del volumen real no debe exceder de 1/5 del error máximo permisible (EMP) aplicable para la aprobación de modelo y de 1/3 del EMP aplicable para la verificación inicial y verificaciones posteriores. La evaluación y expresión de la incertidumbre deben realizarse de acuerdo con ISO 5168 y la Guía ISO para la expresión de la incertidumbre de medición (GUM), con un factor de cobertura k de 2.
5.5.2 Volumen mínimo (volumen del recipiente calibrado en caso de que se utilice este método)
El volumen mínimo permitido depende de los requisitos determinados por los efectos de inicio y finalización del ensayo y el diseño del dispositivo indicador (división de la escala de verificación) (véase NMP 005-1).
5.6 Lectura del medidor
Se acepta que el error máximo de interpolación para la escala no sobrepase la mitad de una división de escala por observación. De este modo, en la medición de un volumen de flujo entregado por el medidor de agua (compuesto de dos observaciones del medidor de agua), el error de interpolación total puede alcanzar una sola división de escala.
En el caso de dispositivos indicadores digitales con cambios discontinuos de la escala de verificación, el error de lectura total es un dígito.
5.7 Principales factores que afectan la determinación del error de indicación
NOTA Las variaciones en la presión, el caudal y la temperatura en el banco de prueba, así como las incertidumbres en la precisión de la medición de estas magnitudes físicas, son los principales factores que afectan la medición de los errores de indicación de un medidor de agua.
5.7.1 Presión
La presión debe mantenerse a un valor nominalmente constante a lo largo de todo el ensayo en el caudal seleccionado.
Para el ensayo de medidores de agua que tengan caudal Q3 ≤ 16, para caudales de ensayo ≤ 0,10 Q3, la constancia de la presión en la entrada del medidor (o en la entrada del primer medidor de una serie que se esté ensayando) se logra si al banco de prueba se le suministra el agua a través de un tubo desde un tanque de carga constante. Esto asegura un flujo no perturbado.
Se puede utilizar cualquier otro método de suministro que se demuestre que no genera pulsaciones de presión que excedan las de un tanque de carga constante.
Para todos los demás ensayos, la presión aguas arriba del medidor no debe variar en más de 10%.
La máxima incertidumbre de la medición de la presión debe ser 5% del valor medido. La presión en la entrada del medidor no debe exceder de la presión de trabajo máxima admisible (PMA) del medidor.
5.7.2 Caudal
El caudal debe mantenerse nominalmente constante a lo largo de todo el ensayo en el valor seleccionado.
La variación relativa en el caudal durante cada ensayo (sin incluir la puesta en marcha o la parada) no debe exceder:
± 2,5 % de Q1 a Q2 (sin incluir Q2); ± 5,0 % de Q2 (inclusive) a Q4.
El valor del caudal es el volumen que pasa durante el ensayo, dividido entre el tiempo. Esta condición de la variación del caudal es aceptable si la variación de la presión relativa (en el flujo al aire libre) o la variación relativa de la pérdida de presión (en circuitos cerrados) no excede:
± 5 % de Q1 a Q2 (sin incluir Q2); ± 10 % de Q2 (inclusive) a Q4. 5.7.3 Temperatura
Durante un ensayo, la temperatura del agua no debe variar en más de 5 °C.
La incertidumbre máxima en la medición de la temperatura no debe exceder de ± 2 °C. 5.7.4 Orientación del medidor durante las mediciones de errores
La posición de los medidores (orientación espacial) debe ser la indicada por el fabricante y deben montarse en el banco de prueba según sea apropiado.
Si los medidores están marcados con “H”, la tubería de conexión debe montarse con el eje del flujo en el plano horizontal durante el ensayo (el dispositivo indicador colocado en la parte superior).
Si los medidores están marcados con “V”, la tubería de conexión debe montarse con el eje del flujo en el plano vertical durante el ensayo (la entrada en el extremo inferior).
Si los medidores no están marcados ni con “H” ni con “V”:
a) por lo menos un medidor de la muestra debe montarse con el eje del flujo vertical, con la dirección del flujo de abajo hacia arriba;
b) por lo menos un medidor de la muestra debe montarse con el eje del flujo vertical, con la dirección del flujo de arriba hacia abajo;
c) por lo menos un medidor de la muestra debe montarse con el eje del flujo en un ángulo intermedio con la vertical y la horizontal (seleccionado a criterio de la autoridad de aprobación);
d) los demás medidores de la muestra deben montarse con el eje del flujo horizontal. Cuando los medidores tienen un dispositivo indicador que forma parte del cuerpo de los mismos, por lo menos uno de los medidores montados horizontalmente debe estar orientado con el dispositivo indicador ubicado al costado y los demás medidores deben estar orientados con el dispositivo indicador ubicado en la parte superior.
La tolerancia de la posición del eje del flujo para todos los medidores, ya sea horizontal, vertical o en un ángulo intermedio, debe ser ± 5°.
NOTA En el caso de medidores en los que el número de medidores presentados para ensayo es menor que cuatro, se tomarán los medidores adicionales necesarios de la población base o se presentará el mismo medidor a las diferentes posiciones de ensayo. 5.8 Errores intrínsecos (de indicación)
5.8.1 Procedimiento de ensayo
Determinar los errores intrínsecos (de indicación) del medidor de agua (en la medición del volumen real) para al menos los siguientes caudales, midiendo el error con cada caudal dos veces:
a) entre Q1 y 1,1 Q1 b) entre 0,5 (Q1 + Q2) c) entre Q2 y 1,1 Q2 d) entre 0,33 (Q2 + Q3) y 0,37 (Q2 + Q3) e) entre 0,67 (Q2 + Q3) y 0,74 (Q2 + Q3) f) entre 0,9 Q3 y Q3 g) entre 0,95 Q4 y Q4
NOTA Cuando la curva del error inicial está próxima al EMP en un punto distinto a Q1, Q2 o Q3, si se puede demostrar que este error es típico del tipo de medidor, la autoridad de aprobación puede optar por definir un caudal alternativo para la verificación inicial en el certificado de aprobación de modelo.
Para cada uno de los ítems mencionados:
1) ensayar el medidor de agua sin sus dispositivos suplementarios (de haber alguno) conectados;
2) durante un ensayo, mantener todos los demás factores de influencia en las condiciones de referencia;
3) medir los errores (de indicación) a otros caudales si fuese necesario, dependiendo de la forma de la curva de error;
4) calcular el error relativo de indicación para cada caudal de acuerdo con el Anexo A.
5.8.2 Criterios de aceptación
5.8.2.1 Los errores observados para cada uno de los siete caudales no deben exceder los EMP. Si el error observado en uno o más medidores es superior al EMP a un solo caudal, se debe repetir el ensayo a ese caudal. El ensayo debe ser declarado satisfactorio si dos de los tres resultados se encuentran dentro del EMP y la media aritmética de los resultados para los tres ensayos a ese caudal es inferior o igual al EMP. 5.8.2.2 Si todos los errores del medidor de agua tienen el mismo signo, por lo menos uno de los errores no debe exceder de la mitad del error máximo permisible (EMP).
5.9 Ensayos de temperatura del agua
En las condiciones de referencia, se debe verificar el error de indicación de por lo menos un medidor al caudal Q2 manteniendo la temperatura de la entrada en (10 ± 5) °C y a la temperatura de trabajo máxima admisible, TMA, °C. El error de indicación (del medidor) no debe exceder el EMP aplicable.
5.10 Ensayos de presión interna
En las condiciones de referencia, se debe verificar el error de indicación de por lo menos un medidor al caudal Q2 manteniendo la presión de la entrada en 100 kPa (1 bar) ± 5 %
y luego a la PMA %. El error de indicación (del medidor) no debe exceder el EMP aplicable.
5.11 Ensayos de inversión de flujo
5.11.1 Medidores diseñados para flujo invertido
En las condiciones de referencia, se debe ensayar por lo menos un medidor a los siguientes caudales invertidos:
a) entre Q1 y 1,1 Q1; b) entre Q2 y 1,1 Q2; c) entre 0,9 Q3 y Q3.
El error de indicación (del medidor) no debe exceder el EMP aplicable.
También se debe ensayar un medidor (en flujo invertido) para determinar la irregularidad en los campos de velocidad, de acuerdo con las disposiciones de 5.12. 5.11.2 Medidores no diseñados para flujo invertido
El medidor debe ser sometido a un flujo invertido de 0,9 Q3 a Q3 durante 1 min. Luego, se deben medir los errores del medidor a los siguientes caudales directos: a) entre Q1 y 1,1 Q1;
b) entre Q2 y 1,1 Q2; c) entre 0,9 Q3 y Q3.
Los errores de indicación no deben exceder el EMP aplicable. 5.11.3 Medidores que evitan el flujo invertido
El medidor debe ser sometido a la PMA en la dirección del flujo invertido durante por lo menos 1 min.
Luego, se deben medir los errores del medidor a los siguientes caudales directos: a) entre Q1 y 1,1 Q1;
b) entre Q2 y 1,1 Q2; c) ent r e 0,9 Q3 y Q3.
Los errores de indicación no deben exceder el EMP aplicable. 5.12 Ensayos de irregularidad en los campos de velocidad
NOTA Se ha demostrado que algunos tipos de medidor de agua, por ejemplo, los medidores volumétricos de agua (es decir, que tengan cámaras medidoras con paredes móviles), tales como los medidores de pistón oscilante y de disco nutador, no son afectados por las condiciones de instalación aguas arriba. Por lo tanto, en estos casos, este ensayo no es aplicable.
5.12.1 Propósito de los ensayos
El propósito de estos ensayos es verificar que el medidor cumpla con los requisitos para la sensibilidad del perfil de flujo (véase NMP 005-1)
NOTA 1 Se miden los efectos de la presencia de tipos comunes especificados del flujo perturbado aguas arriba y aguas abajo del medidor en el error de indicación de un medidor de agua.
NOTA 2 En los ensayos, se utilizan los dispositivos perturbadores del tipo 1 y 2 para crear campos de velocidad rotacional a la izquierda (sinistrorsa) y a la derecha (dextrorsa) (turbulencia), respectivamente.
La perturbación del flujo es de un tipo que generalmente se encuentra aguas abajo de dos codos de 90° directamente conectados en ángulos rectos. Un dispositivo perturbador del tipo 3 crea un perfil de velocidad asimétrico que generalmente se encuentra aguas abajo de una unión de tubería sobresaliente o una válvula de compuerta no completamente abierta. 5.12.2 Preparación y procedimiento de ensayo
5.12.2.1 Utilizando los perturbadores de flujo del tipo 1, 2 y 3 especificados en el Anexo B, determinar el error de indicación del medidor a un caudal entre 0,9 Q3 y Q3, para cada una de las condiciones de instalación especificadas en la Figura 1.
5.12.2.2 Durante cada ensayo, todos los demás factores de influencia deben mantenerse en las condiciones de referencia.
5.12.2.3 En el caso de medidores en los que el fabricante ha especificado la instalación de longitudes de tubería recta de por lo menos 15 × DN aguas arriba y 5 × DN aguas abajo del medidor, no se permiten enderezadores de flujo externos.
5.12.2.4 Cuando el fabricante ha especificado un longitud mínima de tubería recta de 5 × DN aguas abajo del medidor, sólo deben realizarse los ensayos 1, 3 y 5 que se muestra en la Figura 1.
5.12.2.5 Cuando se deben utilizar las instalaciones del medidor con enderezadores de flujo externos, el fabricante debe especificar el modelo de enderezador, sus características técnicas y su ubicación en la instalación en relación con el medidor de agua.
5.12.2.6 Los dispositivos dentro del medidor de agua que tienen funciones de enderezamiento del flujo, no deben ser considerados un “enderezador” en el contexto de estos ensayos.
NOTA Algunos tipos de medidor de agua que se ha demostrado que no son afectados por las perturbaciones del flujo aguas arriba y aguas abajo del medidor, pueden ser eximidos de este ensayo por la autoridad de aprobación (véase 5.12, NOTA).
5.12.3Criterios de aceptación
El error de indicación del medidor no debe exceder el EMP aplicable para ninguno de los ensayos de campos de velocidad.
Los ensayos arriba mencionados sin enderezador Los ensayos arriba mencionados con enderezador
Clave
1 dispositivo perturbador del tipo 1 – generador de turbulencia sinistrorso 2 medidor
3 enderezador
4 dispositivo perturbador del tipo 2 – generador de turbulencia dextrorso
5 dispositivo perturbador del tipo 3 – dispositivo perturbador de flujo del perfil de velocidad
6 Tramo recto
Figura 1 — Esquema de perturbaciones del flujo
5.13 Interpretación de los resultados
5.13.1 Ensayo simple
Cuando el programa de ensayo especifica un solo ensayo, el medidor debe pasar este ensayo si el error medido no excede el EMP al caudal seleccionado.
5.13.2 Ensayo doble
Cuando el programa de ensayo especifica que el ensayo debe repetirse, el programa debe especificar los criterios que han de aplicarse para combinar los errores obtenidos.
El medidor debe pasar este ensayo si el error resultante de esta combinación no excede el EMP al caudal seleccionado.
6. ENSAYOS DE PRESION ESTATICA
6.1 Propósito de los ensayos
El propósito de estos ensayos es verificar que el medidor de agua puede resistir la presión hidráulica de ensayo establecida, sin que se presenten fugas o daños, de acuerdo con su clase de PMA (véase 5.4.2 de NMP 005-1:2011).
6.2 Preparación
6.2.1 Instalar los medidores en el banco de prueba individualmente o en grupos. 6.2.2 Sacar el aire de la tubería del banco de prueba y del medidor de agua. 6.2.3 Asegurarse de que el banco de prueba esté libre de fugas.
6.2.4 Asegurarse de que la presión de suministro esté libre de pulsaciones. 6.3 Procedimiento de ensayo – Medidores en línea
6.3.Aumentar la presión hidráulica a 1,6 × PMA del medidor y mantenerla durante 15 min.
6.3.2 Inspeccionar los medidores para determinar daños físicos, fugas externas y fugas hacia el dispositivo indicador.
6.3.3 Aumentar la presión hidráulica a 2 × PMA y mantenerla durante 1 min. El caudal debe ser cero durante el ensayo.
6.3.4 Inspeccionar los medidores para determinar daños físicos, fugas externas y fugas hacia el dispositivo indicador.
6.3.5 En el curso de cada ensayo, aumentar y disminuir la presión gradualmente sin
cambios bruscos de presión.
6.3.6 Aplicar sólo la temperatura de referencia para este ensayo. 6.4 Procedimiento de ensayo – Medidores concéntricos
En el caso de medidores concéntricos, se debe seguir el procedimiento establecido en 6.3 y, además, se deben ensayar los sellos ubicados en la interfase de medidor concéntrico/múltiple para asegurarse de que no se produzcan fugas internas no reveladas entre los pasos de entrada y salida del medidor.
Cuando se realiza el ensayo de presión, se deben ensayar el medidor y el múltiple juntos Se aplica una presión de 2 × ∆p al lado del sello de la entrada del medidor.
El equipo y método para el ensayo de los medidores concéntricos puede variar según el diseño, por lo tanto, en el Anexo C se da un ejemplo de un método de ensayo.
6.5 Criterios de aceptación
No debe haber fugas visibles del medidor o fugas hacia el dispositivo indicador, o daños físicos que resulten de cualquiera de los ensayos de presión descritos en 6.3 y 6.4.
7. ENSAYO DE PERDIDA DE PRESION
7.1 Propósito del ensayo
El propósito del ensayo es asegurar que la pérdida de presión del medidor no sea superior a 0,063 MPa (0,63 bar) a cualquier caudal dentro del alcance de Q1 a Q3. El principio del ensayo consiste en medir la presión estática diferencial, ∆p2, entre las tomas de presión de la sección de medición con el medidor presente al caudal Q3, y deducir de ésta la pérdida de presión, ∆p1, de las longitudes de tubería aguas arriba ya aguas abajo, medidas al mismo caudal en ausencia del medidor (véase la Figura 2) al caudal estipulado Q3.
El procedimiento del ensayo de pérdida de presión debe tomar en cuenta cualquier recuperación de presión aguas abajo del medidor ubicando adecuadamente la toma de presión aguas abajo (véase 7.2.1.2) y también debe compensar, cuando sea necesario, las longitudes de tubería entre las tomas de presión (véase 7.3).
7.2 Preparación
7.2.1 Equipo para el ensayo de pérdida de presión 7.2.1.1 Generalidades
El equipo necesario para llevar a cabo los ensayos de pérdida de presión consiste de una sección de medición de la tubería que contenga el medidor de agua objeto de ensayo y medios necesarios para producir en el medidor el caudal constante estipulado. Los mismos medios de producción del caudal constante que los empleados para la medición de los errores de indicación descritos en el Capítulo 5, se utilizan generalmente en los ensayos de pérdida de presión.
Las tomas de presión de diseño y dimensiones similares deben colocarse en las tuberías de entrada y salida de la sección de medición.
7.2.1.2 Sección de medición
NOTA La sección de medición está constituida de las longitudes de tubería aguas arriba y aguas abajo , con sus extremos y las tomas de presión, más el medidor de agua sometido a ensayo.
7.2.1.2.1Diámetro interno de la sección de medición
Una diferencia en el diámetro de las tuberías de conexión y la del medidor puede originar una incertidumbre de medición incompatible con la precisión deseada y debería evitarse.
A fin de evitar discontinuidades hidráulicas y contrarrestar sus efectos, se debe instalar el medidor de acuerdo con las instrucciones del fabricante y las tuberías de conexión aguas arriba y aguas abajo en contacto con el medidor de agua deben tener el diámetro nominal interno que se ajuste a la conexión pertinente del medidor, y el mismo diámetro interno que las conexiones del medidor.
Los diámetros internos de la tubería deben ser especificados por el fabricante del medidor. Sin embargo, una diferencia en el diámetro de las tuberías de conexión y la del medidor puede originar una incertidumbre de medición incompatible con la precisión deseada y debería evitarse.
7.2.1.2.2 Longitudes rectas de la sección de medición
De acuerdo con la Figura 2, se debe contar con longitudes de tubería rectas aguas arriba y aguas abajo del medidor y aguas arriba y aguas abajo de la tomas de presión, donde D es el diámetro interno de la tubería de la sección de medición.
Clave
1 manómetro diferencial
C medidor de agua (para medidores concéntricos, C es el medidor de agua más múltiple)
P1 y P2 los planos de las tomas de presión a
Dirección del flujo b
Sección de medición
L ≥ 15 D; L1 ≥ 10 D; L2 ≥ 5 D donde D es el diámetro interno de la tubería. Figura 2 — Disposición de la sección de medición 7.2.1.2.3 Diseño de las tomas de presión de la sección de medición
Las tomas de presión de diseño y dimensiones similares deben colocarse en las tuberías de entrada y salida de la sección de medición.
7.2.1.2.4 Medición de la presión estática diferencial
Cada grupo de tomas de presión ubicado en el mismo plano debe conectarse mediante un tubo libre de fugas a un limbo de un dispositivo de medición de presión diferencial, por ejemplo, un manómetro o un transmisor de presión diferencial. Se debe sacar el aire del dispositivo de medición y los tubos de conexión. 7.3 Procedimiento de ensayo
7.3.1 Determinación de la pérdida de presión atribuible a las longitudes de tubería de los medidores de agua — Medición 1
7.3.1.1 Medir la pérdida de presión de las longitudes de tubería aguas arriba y aguas abajo (∆p1) antes de la realización del propio ensayo. Esto se lleva a cabo uniendo las caras de la tubería aguas arriba y aguas abajo en ausencia del medidor (teniendo cuidado de evitar la protusión de la unión en el diámetro interior del tubo o la
desalineación de las dos caras), y midiendo la pérdida de presión de la sección de medición de la tubería para el caudal especificado [véase la Figura 3 a)].
NOTA La ausencia del medidor de agua acortará la sección de medición. Si no se han colocado secciones telescópicas en el banco de prueba, esto puede subsanarse introduciendo, en el extremo aguas abajo de la sección de medición, un tubo temporal de la misma longitud e igual diámetro interno que las longitudes de tubería, o el propio medidor de agua.
7.3.1.2 Calcular la pérdida de presión para las longitudes de tubería que se muestra en la Figura 3 a).
7.3.2 Medición y cálculo de ∆p real del medidor de agua — Medición 2
7.3.2.1 Con los mismos caudales de ensayo utilizados para determinar las pérdidas de presión en la tubería, en la misma instalación, con las mismas tomas de presión y el mismo dispositivo de medición de presión diferencial pero con el medidor de agua en su posición, medir la presión diferencial, ∆p2, a lo largo de la sección de medición [véase la Figura 3 b)].
7.3.2.2 Calcular la pérdida de presión total para las longitudes de tubería + el medidor utilizando los cálculos que se muestra en la Figura 3 b).
7.3.2.3 Calcular la pérdida real de presión, ∆p, del medidor de agua a un determinado caudal mediante la resta ∆p = ∆p2 - ∆p1.
7.3.2.4 Si fuese necesario, el valor al que se ha llegado, puede convertirse a un valor de pérdida de presión correspondiente a, por ejemplo, Q3 del medidor de agua mediante la fórmula de la ley cuadrática como se indica a continuación:
pérdida de presión a Q3 = [(Q3)2/(caudal de ensayo)2] x pérdida de presión medida. Cuando se ha establecido que la pérdida de presión del medidor seguirá la ley cuadrática, se debe ensayar la pérdida de presión solamente con Q3. Cuando se sospecha que un pico de pérdida de presión ocurre por debajo de Q3, se debe determinar la pérdida de presión entre Q1 - Q3, comenzando en Q1 y aumentando el caudal en 0,1 x
Q3 como máximo. Después de llegar a Q3, se debe disminuir el caudal en 0,1 x Q3 como máximo.
7.3.2.5 Si es probable que la máxima pérdida de presión ocurra a un caudal distinto a Q3, deben realizarse mediciones adicionales al caudal apropiado utilizando el procedimiento antes mencionado,
7.3.3 Incertidumbre máxima
La incertidumbre expandida máxima de los resultados de la medición de pérdida de
presión debe ser 5 % de la pérdida de presión medida, con un factor de cobertura de k = 2.
7.4 Criterios de aceptación
La pérdida de presión del medidor no debe exceder de 0,063 MPa (0,63 bar) a cualquier caudal entre Q1 y Q3, ambosinclusive.
∆p1 = Pérdida de presión de la longitud de tubería aguas arriba y aguas abajo.
∆p1 = (∆p L2 + ∆p L1).
a) Medición 1
∆p2 = Pérdida de presión de la longitud de tubería aguas arriba y aguas abajo + medidor de
agua.
∆p2 = ( ∆p L2 + ∆p L1+ ∆pm e d i d o r) .
∆p2 − ∆p1 = ( ∆p L2 + ∆p L1 + ∆pm e d i d o r) − ( ∆p L2 + ∆p L1) = ∆pm e d i d o r. b) Medición 2
Clave
1 manómetro diferencial
2 medidor de agua en la posición aguas abajo (o tubo temporal) 3 medidor de agua
a
Dirección del flujo b
Sección de medición
Figura 3 — Medición de pérdida de presión
8. ENSAYOS DE DURABILIDAD
8.1 Ensayo de flujo continuo 8.1.1 Propósito del ensayo
El propósito del ensayo es verificar que el medidor de agua es durable cuando es sometido a condiciones de flujo continuo, permanente o de sobrecarga.
El ensayo consiste en someter el medidor a un caudal constante de Q3 o Q4 por un tiempo especificado, de acuerdo con la Tabla 1.
8.1.2 Preparación
8.1.2.1 Descripción de la instalación La instalación consta de:
a) un suministro de agua (tanque no presurizado, tanque presurizado, bomba, etc.);
b) tubería. 8.1.2.2 Tubería 8.1.2.2.1 Descripción
Además del medidor o medidores que han de someterse al ensayo, la tubería debe comprender:
a) un dispositivo regulador de flujo; b) una o más válvulas de aislamiento;
c) un dispositivo para la medición de la temperatura del agua en la entrada del medidor;
d) medios para verificar el caudal y la duración del ensayo; e) dispositivos para medir la presión en la entrada y la salida. Los diferentes dispositivos no deben ocasionar fenómenos de cavitación. 8.1 .2.2.2 Precauciones que deben tomarse
Al medidor y a las tuberías de conexión se les debe extraer el aire. 8.1.3 Procedimiento de ensayo
a) Antes de comenzar el ensayo de durabilidad continuo, medir los errores (de
indicación) de los medidores como se describe en 5.8 y a los mismos caudales.
b) Montar los medidores individualmente o en grupos en el banco de prueba en las mismas orientaciones que las utilizadas en la determinación del error intrínseco de los ensayos de indicación (véase 5.7.4).
c) Realizar los siguientes ensayos:
− Para medidores con Q3 ≤ 16 m3/h, hacer funcionar el medidor a un caudal de Q4 por un período de 100 h.
− Para medidores con Q3 > 16 m3/h, hacer funcionar el medidor a un caudal de Q4 por un período de 200 h y a Q3 por un período de 800 h.
d) Durante los ensayos de durabilidad, los medidores deben mantenerse dentro de sus condiciones nominales de funcionamiento y la presión en la entrada de cada medidor debe ser lo suficientemente alta para evitar la cavitación.
e) Antes del ensayo de durabilidad continuo, medir los errores (de indicación) de los medidores como se describe en 5.8 y a los mismos caudales.
f) Calcular los errores relativos (de indicación) para cada caudal.
g) Para cada caudal, restar el error de indicación obtenido antes del ensayo a) al error de indicación obtenido después del ensayo f).
8.1.4 Tolerancias
8.1.4.1Se debe mantener constante el caudal durante el ensayo a un nivel predeterminado.
La variación relativa de los valores de caudal durante cada ensayo no debe exceder el ± 10 % (excepto al inicio y en la parada).
8.1.4.2La duración especificada del ensayo es un valor mínimo.
8.1.4.3 El volumen real descargado al final del ensayo no debe ser inferior al determinado del producto del caudal nominal especificado del ensayo y la duración nominal especificada del mismo.
Para cumplir con esta condición, deben realizarse correcciones lo suficientemente frecuentes al caudal. Se pueden utilizar los medidores de flujo sometidos a ensayo para verificar el caudal.
8.1.5 Lecturas del ensayo
Durante el ensayo, se deben registrar las siguientes lecturas del banco de prueba por lo menos una vez cada 24 horas o una vez para cada período más corto si el ensayo está subdivido así:
a) presión del agua aguas arriba del(los) medidor(es); b) presión del agua aguas abajo del(los) medidor(es); c) temperatura del agua aguas arriba del(los) medidor(es); d) caudal;
e) lecturas del medidor de ensayo;
f) volumen que pasa por el(los) medidor(es). 8.1.6 Criterios de aceptación
Después del ensayo de durabilidad continuo:
g) La variación en la curva de error no debe exceder de: − 3 % para caudales de la zona inferior (Q1 ≤ Q < Q2) y − 1,5 % para caudales de la zona superior (Q2 ≤ Q ≤ Q4). Para los fines de estos requisitos, se aplican los valores medios.
h) Las curvas de error no deben exceder un límite de error máximo de: − ± 6 % para caudales de la zona inferior (Q1 ≤ Q < Q2) y
− ± 2,5 % para caudales de la zona superior (Q2 ≤ Q ≤ Q4) para medidores destinados a medir agua con una temperatura entre 0,1 °C y 30 °C, o
− ± 3,5 % para caudales de la zona superior (Q2 ≤ Q ≤ Q4) para medidores destinados a medir agua con una temperatura superior a 30 °C.
8.2 Ensayo de flujo discontinuo
NOTA Este ensayo es aplicable sólo a medidores con Q3 ≤ 16 m3/h y a medidores de combinación de acuerdo con la Tabla 1.
Tabla 1 — Ensayos de durabilidad
Clase de temperatura Caudal permanente Q3 Caudal de ensayo Temperatura del agua de ensayo ± 5 °C Tipo de ensayo Número de interrupciones Duración
de pausas operación al Período de caudal de ensayo Duración de puesta en macha y parada T30 y T50 Q3 ≤ 16 m 3 /h Q3 Q4 20 °C 20 °C Discontinuo Continuo 100 000 — 15 s — 15 s 100 h 0,15 [Q3] a s con un mínimo de 1 s Q3> 16 m3/h Q 3 Q4 20 °C 20 °C Continuo Continuo — — — — 800 h 200 h — — Medidores de combinación Q3 > 16 m 3 /h Q ≥ 2 × Qx 20 °C Discontinuo 50 000 15 s 15 s 3 a 6 s Todas las demás clases Q3≤ 16 m3/h Q3 Q4 50 °C 0,9 × MAT Discontinuo Continuo 100 000 — 15 s — 15 s 100 h 0,15 [Q3] a s con un mínimo de 1 s Q3 > 16 m 3 /h Q 3 Q4 50 °C 0,9 × MAT Continuo Continuo — — — — 800 h 200 h — — a [Q3] es el número igual al valor de Q3 expresado en m
3
/h .
8.2.1 Propósito del ensayo
El propósito del ensayo es verificar que el medidor de agua es durable cuando es sometido a condiciones de flujo cíclico.
El ensayo consiste en someter el medidor al número especificado de ciclos de corta duración de inicio y parada de caudal, manteniendo la fase de caudal constante de ensayo de cada ciclo en el caudal especificado, Q3, durante todo el ensayo.
8.2.2 Preparación
8.2.2.1 Descripción de la instalación La instalación consta de:
a) un suministro de agua (tanque no presurizado, tanque presurizado, bomba, etc.);
b) tuber ía. 8.2.2.2 Tubería
Los medidores pueden estar dispuestos en serie o en paralelo o pueden combinarse los dos sistemas. Además del medidor o medidores, el sistema de tubería debe constar de: a) un dispositivo regulador de flujo (si es necesario, por cada línea de medidores en serie)
b) uno o más válvulas de aislamiento;
c) un dispositivo para medir la temperatura del agua de los medidores aguas arriba;
d) dispositivos para verificar el caudal, la duración de ciclos y el número de ciclos;
e) un dispositivo de interrupción de flujo para cada línea de medidores en serie; f) dispositivos para medir la presión en la entrada y la salida.
Los diferentes dispositivos no deben originar fenómenos de cavitación u otros tipos de desgaste parásito del(de los) medidor(es).
8.2.2.3 Precauciones que se deben tomar
Al medidor y a las tuberías de conexión se les debe extraer adecuadamente el aire. La variación del flujo durante las operaciones repetidas de abertura y cierre debe ser progresiva, de tal manera que se evite el golpe de ariete.
8.2.2.4 Ciclos de caudal
Un ciclo completo está compuesto de las cuatro fases siguientes:
a) Un período comprendido entre cero y el caudal de ensayo Q3; b) Un período a un caudal constante de ensayo Q3;
c) Un período comprendido entre el caudal de ensayo Q3 y cero; d) Un período de caudal cero.
El programa de ensayo debe especificar el número de ciclos de caudal, la duración de las cuatro fases de un ciclo y el volumen total que ha de descargarse.
8.2.3 Procedimiento de ensayo
8.2.3.1 Procedimiento de ensayo para todos los tipos de medidor
a) Antes de comenzar el ensayo de durabilidad discontinuo, medir los errores (de indicación) de los medidores como se describe en 5.8 y a los mismos caudales.
b) Montar los medidores individualmente o en grupos en el banco de prueba en las mismas orientaciones que las utilizadas en los ensayos de determinación del error intrínseco de indicación (véase 5.7.4).
c) Durante los ensayos, mantener los medidores dentro de sus condiciones nominales de funcionamiento y con la presión aguas abajo de los medidores lo suficientemente alta para evitar la cavitación en los medidores.
d) Ajustar el caudal dentro de las tolerancias especificadas.
e) Hacer funcionar los medidores en las condiciones indicadas en la Tabla 1. f) Después del ensayo de durabilidad discontinuo, medir los errores finales (de
indicación) de los medidores como se describe en 5.8 y a los mismos caudales. g) Calcular los errores relativos (de indicación) para cada caudal.
h) Para cada caudal, restar el valor del error intrínseco de indicación obtenido antes del ensayo a) al error de indicación obtenido después del ensayo g). 8.2.3.2 Ensayo específico para medidores de combinación
Después de ser sometido al procedimiento descrito en 8.2.3.1, un medidor de combinación debe ser sometido a un ensayo de durabilidad que simule las condiciones de servicio, en las siguientes condiciones:
a) caudal de ensayo; por lo menos dos veces el caudal de cambio, Qx, determinado utilizando caudales crecientes;
b) tipo de ensayo: discontinuo;
c) número de interrupciones: 50 000;
d) duración de parada: 15 s;
e) duración de funcionamiento al caudal de ensayo: 15 s;
f) duración de aceleración y desaceleración; mínimo 3 s, máximo 6 s. 8.2.4 Tolerancias
8.2.4.1 Tolerancia del caudal:
La variación relativa de los valores de flujo no debe exceder el ± 10 % fuera de los períodos de abertura, cierre e interrupción. Se pueden utilizar los medidores sometidos a ensayo para verificar el caudal.
8.2.4.2 Tolerancia del tiempo de ensayo
La tolerancia relacionada con la duración especificada de cada una de las fases del ciclo de flujo no debe exceder el ± 10 %.
La tolerancia relacionada con la duración total del ensayo no debe exceder el ± 5 %. 8.2.4.3 Tolerancia del número de ciclos
El número de ciclos no debe ser inferior al estipulado, pero no debe exceder este
número en más del 1%.
8.2.4.4 Tolerancia del volumen real descargado
El volumen real descargado durante el ensayo debe ser igual a la mitad del producto del flujo de ensayo nominal especificado multiplicado por la duración teórica total del ensayo (períodos de operación más los períodos transitorios y de parada con una tolerancia de ± 5 %).
Este nivel precisión puede obtenerse mediante correcciones lo suficientemente frecuentes de los flujos instantáneos y los períodos de operación.
8.2.5 Lecturas del ensayo
Durante el ensayo, se deben registrar las siguientes lecturas del banco de prueba por lo menos una vez cada 24 horas o una vez para cada período más corto si el ensayo está subdividido así:
a) presión de la línea aguas arriba de los medidores; b) presión de la línea aguas abajo de los medidores; c) temperatura de la línea aguas arriba de los medidores; d) c a u d a l ;
e) duración de las cuatro fases del ciclo del ensayo de flujo discontinuo;
f) número de ciclos;
g) lecturas del(de los) medidor(es) de ensayo; h) volumen que pasa por los medidores.
8.2.6 Criterios de aceptación
Después del ensayo de durabilidad cíclico:
a) La variación en la curva de error no debe exceder de: 3 % para caudales de la zona inferior (Q1 ≤ Q < Q2) y 1,5 % para caudales de la zona superior (Q2 ≤ Q ≤ Q4). Para los fines de estos requisitos, se aplican los valores medios. b) Las curvas de error no deben exceder un límite de error máximo de:
− ± 6 % para caudales de la zona inferior (Q1 ≤ Q < Q2) y
− ± 2,5 % para caudales de la zona superior (Q2 ≤ Q ≤ Q4) para medidores destinados a medir agua con una temperatura entre 0,1 °C y 30 °C, o − ± 3,5 % para caudales de la zona superior (Q2 ≤ Q ≤ Q4) para medidores
destinados a medir agua con una temperatura superior a 30 °C.
9. ENSAYOS DE FUNCIONAMIENTO DE MEDIDIORES
ELECTRONICOS DE AGUA Y MEDIDORES MECANICOS EQUIPADOS CON DISPOSITIVOS ELECTRONICOS
9.1 Introducción
Este capítulo define los ensayos de funcionamiento destinados a verificar que los medidores de agua con dispositivos electrónicos funcionan según lo previsto en un ambiente y condiciones especificados. Cada ensayo indica, cuando sea apropiado, las condiciones de referencia para determinar el error intrínseco.
Los ensayos de funcionamiento son adicionales a los ensayos descritos en el Capítulo 8 y se aplican a medidores completos, a partes separables de un medidor de agua y, si es necesario, a dispositivos auxiliares.
Cuando se está evaluando el efecto de una magnitud de influencia, todas las demás magnitudes de influencia deberían mantenerse en las condiciones de referencia (véase Capítulo 4).
Los ensayos de aprobación de modelo especificados en esta sección pueden realizarse paralelamente con los ensayos especificados en el Capítulo 8, utilizando una muestra del mismo modelo del medidor de agua, o sus partes separables.
9.2 Requisitos generales 9.2.1 Clasificación ambiental
Para cada ensayo de funcionamiento, se indican las condiciones de ensayo típicas; éstas corresponden a las condiciones climáticas y mecánicas a las cuales los medidores de agua están expuestos.
Los medidores de agua con dispositivos electrónicos se dividen en tres clases según estas condiciones ambientales.
− Clase B: para medidores fijos instalados en un edificio; − Clase C: para medidores fijos instalados al aire libre; − Clase I: para medidores móviles.
El solicitante de la aprobación de modelo también puede indicar condiciones ambientales específicas en la documentación proporcionada al servicio de metrología, en base al uso previsto del medidor. En este caso, el servicio de metrología realiza los ensayos de funcionamiento en los niveles de severidad correspondientes a estas condiciones ambientales. Estos niveles de severidad no deben ser inferiores a la Clase B.
En todos los casos, el servicio de metrología debe verificar que se cumplan las condiciones de uso.
NOTA Los medidores que son aprobados en un determinado nivel de severidad, son también adecuados para los niveles de severidad inferiores.
9.2.2 Ambientes electromagnéticos
Los medidores de agua con dispositivos electrónicos se dividen en dos clases de ambiente electromagnético:
Clase E1: residencial, comercial e industria ligera; Clase E2: industrial.
9.2.3 Condiciones de referencia
Las condiciones de referencia son mencionadas en el Capítulo 4.
9.2.4 Volúmenes de ensayo para medir el error de indicación de un medidor de agua
Algunas magnitudes de influencia deberían tener un efecto constante en el error de indicación de un medidor de agua y no un efecto proporcional relacionado con el volumen medido.
En otros ensayos, el efecto de la magnitud de influencia aplicado a un medidor de agua está relacionado con el volumen medido. En estos casos, para poder comparar los resultados obtenidos en diferentes laboratorios, el volumen de ensayo para medir el error de indicación del medidor debe corresponder al suministrado en un minuto al caudal de sobrecarga Q4.
Sin embargo, algunos ensayos pueden requerir más de un minuto; en este caso, deben realizarse en el tiempo más corto posible considerando la incertidumbre de medición. 9.2.5 Influencia de la temperatura del agua
Los ensayos de calor seco, de frío y de calor húmedo están relacionados con la medición de los efectos de la temperatura ambiente en el funcionamiento del medidor. Sin embargo, la presencia del transductor de medición, lleno de agua, también puede influir en la disipación de calor en los componentes electrónicos.
Si el medidor tiene un valor Q3 ≤ 16 m3/h, debería tener agua que pase por el mismo al caudal de referencia y el error de indicación del medidor debe medirse con las partes electrónicas y el transductor de medición sometidos a las condiciones de referencia.
Opcionalmente, se puede utilizar una simulación del transductor de medición para el ensayo de todos los componentes electrónicos. Cuando se utilizan ensayos simulados, deben reproducir los efectos causados por la presencia de agua en aquellos dispositivos electrónicos que están conectados normalmente al sensor de flujo o volumen, y las condiciones de referencia deben aplicarse durante los ensayos.
9.2.6 Equipo sometido a ensayo (ESE) 9.2.6.1 Generalidades
Para los fines de ensayos, el ESE debe ser clasificado como uno de los casos, A – E, de acuerdo con la tecnología descrita en 9.2.6.2 a 9.2.6.5, y deben aplicarse los siguientes requisitos:
− Caso A: no se requiere el ensayo de funcionamiento (tal como se menciona en esta sección);
− Caso B: el ESE es el medidor completo; el ensayo debe realizarse con agua en el sensor de volumen o flujo o de volumen;
− Caso C: el ESE es el transductor de medición; el ensayo debe realizarse con agua
en el sensor de volumen o flujo o de volumen;
− Caso D: el ESE es la calculadora electrónica, incluyendo el dispositivo indicador o el dispositivo auxiliar; el ensayo debe realizarse con agua en el sensor de volumen o flujo o de volumen;
− Caso E: el ESE es la calculadora electrónica, incluyendo el dispositivo indicador o el dispositivo auxiliar; el ensayo puede realizarse con señales de medición simuladas sin agua en el sensor de volumen o flujo o de volumen.
9.2.6.2 Medidores volumétricos y medidores de agua tipo turbina a) El medidor no está equipado con dispositivos electrónicos:Caso A
b) El transductor de medición y la calculadora electrónica, incluyendo el dispositivo indicador, se encuentran en la misma cubierta: Caso B
c) El transductor de medición está separado de la calculadora electrónica, pero no equipado con dispositivos electrónicos: Caso A
d) El transductor de medición está separado de la calculadora electrónica y equipado con dispositivos electrónicos: Caso C
e) La calculadora electrónica, incluyendo el dispositivo indicador, está separada del transductor de medición y la simulación de las señales de medición no es posible. Caso D
f) La calculadora electrónica, incluyendo el dispositivo indicador, está separada del transductor de medición y la simulación de las señales de medición es posible. Caso E
9.2.6.3 Medidores electromagnéticos de agua
a) El transductor de medición y la calculadora electrónica, incluyendo el dispositivo indicador, se encuentran en la misma cubierta: Caso B
b) El sensor de flujo o volumen, compuesto sólo de la tubería, la bobina y los dos electrodos del medidor, está sin dispositivos electrónicos adicionales: Caso A c) El transductor de medición, incluyendo el sensor de flujo o volumen, está
separado de la calculadora electrónica y en una sola cubierta: Caso C
d) La calculadora electrónica, incluyendo el dispositivo indicador, está separada del transductor de medición y la simulación de las señales de medición no es posible: Caso D
9.2.6.4 Medidores ultrasónicos de agua, medidores de agua Coriolis, medidores fluídicos de agua, etc.
a) El transductor de medición y la calculadora electrónica, incluyendo el dispositivo indicador, se encuentran en la misma cubierta:Caso B
b) El transductor de medición está separado de la calculadora electrónica y equipado con dispositivos electrónicos:Caso C
c) La calculadora electrónica, incluyendo el dispositivo indicador, está separada del transductor de medición y la simulación de las señales de medición no es posible: Caso D
