ISO 7278-3:1986
(Main)Liquid hydrocarbons — Dynamic measurement — Proving systems for volumetric meters — Part 3: Pulse interpolation techniques
Liquid hydrocarbons — Dynamic measurement — Proving systems for volumetric meters — Part 3: Pulse interpolation techniques
Hydrocarbures liquides — Mesurage dynamique — Systèmes d'étalonnage pour compteurs volumétriques — Partie 3: Techniques d'interpolation des impulsions
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International Standard 727813
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INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANOARDIZATION.ME%flYHAPOfltiAR OPrAHHJAUHR Il0 CTAHflAPTH3Al4HM.ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Liquid hydrocarbons - Dynamic measurement -
O Proving systems for volumetric meters -
Part 3 : Pulse interpolation techniques
Hydrocarbures liquides - Mesurage dynamique - Systèmes d'étalonnage pour compteurs volumétriques -
Partie 3 : Techniques d'interpolation des impulsions
First edition - 1986-06-15
-
UDC 665.7 : 681.121 : 53.089.68 Ref. NO. IS0 7278/3-1986 (E)
Q 7
Descriptors : petroleum products, hydrocarbons, liquid flow, flowmeters, tests, dynamic tests, flow measurement.
,+
.
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2 Price based on 8 pages
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Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards bodies (IS0 member bodies). The work of preparing International
IS0 technical committees. Each member
Standards is normally carried out through
body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
the IS0 Council. They are approved in accordance with IS0 procedures requiring at
least 75 % approval by the member bodies voting.
International Standard IS0 7278/3 was prepared by Technical Committee ISO/TC 28,
Petroleum products and lubricants.
Users should note that all International Standards undergo revision from time to time
and that any reference made herein to any other International Standard implies its
latest edition, unless otherwise stated.
0 International Organization for Standardization, 1986
Printed in Switzerland
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INTERNATIONAL STANDARD IS0 7278/3-1986 (E)
Liquid hydrocarbons - Dynamic measurement -
Proving systems for volumetric meters -
Part 3 : Pulse interpolation techniques
O Introduction IS0 426712. Petroleum and liquid petroleum products -
Dynamic measurement - Part2: Calculation of oil quantities.
The use of pipe provers to prove meters with pulsed outputs
requires that a minimum number of pulses is collected during c IS0 6551, Petroleum liquids and gases - Fidelity and security
the proving period. The number of pulses which a meter can of dynamic measurement - Cabled transmission of electric
produce per unit of volume of throughput is often limited; this
and/or electronic pulse data.
means that in many applications some means of increasing the
0 meter's discrimination has to be found.
IS0 72781 1, Liquid hydrocarbons - Proving systems for
meters used in dynamic measurement - Part I : Generalprin-
Oie way of overcoming this problem is to treat the signal from
cbies. 1 )
the meter in such a way that the discrimination of the meter is
increased. This technique of increasing the meter's discrimina- IS0 727812, Liquid hydrocarbons .- Dynamic measurement -
tion is known as pulse interpolation. Proving systems for volumetric meters - Part 2 : Pipe
pro vets 1
This part of IS0 7278 applies primarily to pipe provers, but it is
not intended to restrict in any way the future development of
different methods of pulse interpolation to this and other ap-
3 Definitions
plications.
For the purpose of this International Standard, the following
definitions apply.
1 Scope and field of application
3.1 clock : A device for generating a stable frequency, the
This part of IS0 7278 specifies the procedures and conditions
period of which is used as a standard reference for time
of use to be observed if pulse interpolation is used in conjunc-
measurements.
tion with a pipe prover and a turbine meter or displacement
meter of good intra-rotational linearity to improve the
discrimination of proving. It does not apply to other types of
detector signal : A contact closure or voltage that starts
3.2
prover or other types of meter, to which these or other tech-
or stops the indicating device.
a
niques of pulse interpolation may apply. It does not necessarily
apply to meters fitted with accessories which superimpose a
3.3 discrimination : The quality which characterizes the
cyclic variation on the output of the meter such as temperature
ability of a measuring instrument to react to small changes of
compensators or calibrators.
the quantity measured.
This part of IS0 7278 describes the three methods most com-
monly used and their conditions of use. It also describes the
lagging edge : The positive to negative transition of a
3.4
equipment and test proceduresfor checking that the pulse inter-
pulse signal.
polation system is operating satisfactorily.
3.5 leading edge : The negative to positive transition of a
pulse signal.
2 References
IS0 2714, Liquid hydrocarbons - Volumetric measurement by
3.6 meter, non-rotating : A meter, the measuring element
displacement meter systems other than dispensing pumps.
of which has no rotating parts. Such meters are, for example,
vortex, ultrasonic or electromagnetic meters. Their output
IS0 2715, Liquid hydrocarbons - Volumetric measurement by
signal is derived from some characteristic which is proportional
turbine meter systems. to flowrate.
1) At present at the stage of draft.
1
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IS0 7278/3-1986 (E)
3.7 meter, rotating : A meter, the measuring element of 4.3 Quadruple-timing method
which has one or more rotating parts. Such meters are, for
example, turbine meters and displacement meters. Their output The principle of operation of this method is shown in figure 2. It
consists in collecting in a counter the total integral number of
signal is derived from the continuous displacement of a
mechanism which is driven by the flowing liquid. pulses, n, generated during a proving run and measuring four
time-intervals.
phase detector : An electronic circuit which detects a
3.8
a) tl, the time-interval between the first detector signal
phase difference between two pulsing or analog voltages.
and the first meter pulse following that signal.
b) t2, (i) the time-interval between the first meter pulse
ramp generator : An electronic circuit whose output
3.9
and the second meter pulse after the first detector signal, or
voltage varies linearly with time.
alternatively (ii) the time-interval between the last meter
pulse before the first detector signal and the first meter
3.10 repeatability (of a measuring instrument) : The ability
it.
pulse after
of a measuring instrument to give, under defined conditions of
of the
use, closely similar responses for repeated applications
c) t3, the time-interval between the second detector signal
same stimulus.
and the first meter pulse following that signal.
NOTE - The defined conditions of use are usually as follows : d) t4, (i) the time-interval between the meter pulse im-
mediately following the second detector signal and the next
-
repetition over a short period of time;
meter pulse, or alternatively (ii) the time-interval between
the last meter pulse before the second detector signal and
-
use at the same location under constant ambient conditions;
the first meter pulse after it.
-
reduction to a minimum of the variations due to the observer.
[If alternative (il is used in b), then it shall also be used in d),
and if alternative (id is used in bi, then it must also be used
in d).l
4 Principles
The number of complete pulses, n, in the main pulse count are
4.1 General
counted in the normal way by a counter gated by the detector
signals. Either the leading or the lagging edges of these signals
The following points are applicable when using any of the three
can be used to gate additional timers in order to determine the
methods described in this International Standard.
periods tl, t2, t3, and tri. It is, however, necessary to use always
the same edge of the pulse for the measurement.
a) The use of pulse interpolation is based on the assump-
tion that there is no significant variation in the frequency of
The interpolated number of pulses, n', between the detector
the pulses. Any variations in frequency caused by flowrate
signals is then
or especially by intra-rotational non-linearity (see clause 6)
will degrade the accuracy.
b) The interpolated number of pulses, n', as described in
4.2, 4.3 and 4.4, will not necessarily be a whole number.
4.4 Phase-locked-loop method
4.2 Double-timing method
The principle of operation of this method is shown in figure 3.
The pulses from the meter are fed to input 1 of the phase com-
The principle of operation of this method is shown in figure 1. It
parator and the output signal is passed to the voltage controlled
consists in collecting in a counter the total integral number of
oscillator (VCO) which generates pulses of a higher frequency
meter pulses, n, generated during a proving run, and measur-
proportional to its input voltage.
ing two time-intervals.
a) TI, (il the time-interval between the first meter pulse The output signal of the VCO is also fed back to input 2 of the
following the first detector signal and the first meter pulse phase comparator, through a frequency divider where the fre-
following the last detector signal, or alternatively (ii) the quency of the multiplied pulses is reduced by the divisor R. The
time-interval between the first meter pulse prior to the first output voltage of the phase comparator is proportional to the
detector signal and the first meter pulse prior to the last difference in phase or frequency between its two inputs, so
detector signal. that the output frequency of the VCO is continually being
servo-controlled to ensure that the frequency and phase of the
b) T2, the time-interval between the first and last detector
two inputs are identical. The selection of frequency divisor, R,
signals. Either the leading or lagging edges of these signals
thus determines the pulse interpolation d
...
#%%Bit
Norme internationale @ 7278'3
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANOARDIZATION*MEXAYHAPOflHAfl OPrAHH3AUHR no CTAHAAPTM3AUHH.ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Hydrocarbures liquides - Mesurage dynamique -
@ Systèmes d'étalonnage pour compteurs volumétriques -
Partie 3 : Techniques d'interpolation des impulsions
Liquid hydrocarbons - Dynamic measurement - Proving systems for volumetric meters - Part 3 : Pulse interpolation
techniques
Première édition - 1986-06-15
CDU 665.7 : 681.121 : 53.089.68
Réf. no : IS0 7278/3-1986 (FI
@
Descripteurs : produit pétrolier, hydrocarbure, écoulement de liquide, débitmètre, essai, essai dynamique, mesurage de débit.
+
s Prix basé sur 8 pages
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). L'élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I'ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
créé
mentales, en liaison avec I'ISO participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de 1'1S0. Les Normes internationales sont approuvées confor-
mément aux procédures de I'ISO qui requièrent i'approbation de 75 YO au moins des
comités membres votants.
La Norme internationale IS0 7278/3 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 28,
Produits pétroliers et lubrifiants.
L'attention des utilisateurs est attirée sur le fait que toutes les Normes internationales
à révision et que toute référence faîte à une autre
sont de temps en temps soumises
Norme internationale dans le présent document implique qu'il s'agit, sauf indication
contraire, de la dernière édition.
O Organisation internationale de normalisation, 1986
Imprimé en Suisse
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IS0 7278/3-1986 (F)
NORM E INTER NATIONALE
Hydrocarbures liquides - Mesurage dynamique -
Systèmes d'étalonnage pour compteurs volumétriques -
Partie 3 : Techniques d'interpolation des impulsions
O Introduction IS0 271 5, Hydrocarbures liquides - Mesurage volumétrique
au moyen de compteurs à turbine.
L'utilisation de tubes étalons pour l'étalonnage des compteurs
IS0 426712, Pétrole et produits pétroliers liquides - Mesurage
à sorties impulsionnelles nécessite l'acquisition d'un nombre
dynamique - Partie 2 : Calcul des quantitks de produits pétro-
minimal d'impulsions durant le temps d'étalonnage. Le nombre
liers. 1)
d'impulsions que peut générer un compteur par unité de
volume de produit le traversant est souvent limité; aussi dans
IS0 6551, Hydrocarbures liquides et gazeux - Fidélité et
e de nombreuses applications, doit-on trouver des moyens pour
sûreté du mesurage dynamique - Systèmes de transmission
augmenter la résolution du compteur.
de données par câbles sous forme d'impulsions électriques
et/ou électroniques.
Pour résoudre ce problème, on peut traiter le signal généré par
le compteur de façon à en augmenter la résolution. Cette tech-
IS0 72781 1, Hydrocarbures liquides - Mesurage dynamique -
nique d'augmentation de la résolution du compteur est connue
Systèmes d'étalonnage pour compteurs volumétriques -
sous le nom de méthode d'«interpolation des impulsions)).
Partie 1 : Principes généraux.')
IS0 727812, Hydrocarbures liquides - Mesurage dynamique -
La présente partie de I'ISO 7278 se rapporte initialement aux
Systèmes &étalonnage pour compteurs volumétriques -
tubes étalons, mais il n'est pas prévu de limiter, en quelque
Partie 2 : Tubes étalons.')
manière que ce soit, le développement futur des diverses
méthodes d'interpolation, à cette application ou à d'autres.
3 Définitions
1 Objet et domaine d'application
Dans le cadre de la présente Norme internationale, les défini-
tions suivantes sont applicables.
La présente partie de I'ISO 7278 spécifie les modes opératoires
et conditions d'utilisation à observer si la méthode d'interpola-
3.1 horloge : Dispositif produisant une fréquence stable,
tion des impulsions est utilisée en association avec un tube éta-
dont la période sert de référence (étalonnée) aux mesurages de
et un compteur turbine ou un compteur volumétrique à
lon
temps.
chambre mesureuse de bonne linéarité intra-rotative afin
d'améliorer la résolution de l'étalonnage. Elle ne s'applique pas
@
3.2 signal du détecteur : Fermeture de contact ou tension
aux autres moyens d'étalonnage ou à d'autres types de comp-
qui démarre ou arrête l'appareil indicateur.
teurs pour lesquels ces méthodes ou d'autres méthodes d'inter-
polation peuvent être utilisées. Elle ne s'applique pas nécessai-
rement aux compteurs équipés d'accessoires qui surimposent
3.3 résolution : Qualité qui caractérise la capacité d'un ins-
à la sortie du compteur tels que des dis-
une variation cyclique trument de mesure à réagir à de petites variations de la quantité
positifs de compensation de la température ou d'étalonnage. mesurée.
La présente partie de I'ISO 7278 décrit les trois méthodes les
3.4 front descendant : Passage du niveau haut au niveau
plus couramment utilisées et leurs conditions d'utilisation. Elle
bas d'un signal impulsionnel.
décrit également le matériel et les modes opératoires d'essai
permettant le contrôle du bon fonctionnement du système
3.5 front montant : Passage du niveau bas au niveau haut
d'interpolation utilisé.
d'un signal impulsionnel.
2 Références 3.6 compteur statique : Compteur dont l'élément de
mesure n'a pas de parties mobiles. De tels compteurs sont, par
IS0 2714, Hydrocarbures liquides - Mesurage volumétrique à vortex, à ultrasons ou électromagné-
exemple, des compteurs
au moyen des compteurs à chambre mesureuse autres que
tiques. Leur signal de sortie est issu d'une caractéristique qui
ceux des ensembles de mesurages routiers.
est proportionnelle au débit.
1) Actuellement au stade de projet.
1
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IS0 7278/3-1986 (F)
b) T2, l'intervalle de temps entre le premier et le dernier
3.7 compteur dynamique : Compteur dont l'élément de
signal du détecteur. L'un ou l'autre des fronts montant ou
mesure a un ou plusieurs éléments en mouvement. De tels
descendant de ces signaux peut être utilisé. II convient
compteurs sont, par exemple, des compteurs turbines et des
cependant de conserver pour la mesure toujours le même
compteurs volumétriques (à chambre mesureuse). Leur signal
front. Le nombre interpolé d'impulsions est alors donné par
de sortie est issu du déplacement angulaire continu d'un équi-
pement qui est actionné par le débit.
T2
n'= n-
3.8 détecteur de phase : Circuit électronique qui détecte
T1
une différence de phase entre deux tensions analogiques ou
deux impulsions.
4.3 Méthode du quadruple chronométrage
3.9 générateur d'oscillations en dents de scie : Circuit
Le principe de cette méthode est indiqué sur la figure 2. II con-
électronique dont la tension de sortie varie linéairement avec le
siste à recueillir dans un compteur le nombre total entier
temps.
d'impulsions, n, délivré par le compteur pendant un étalon-
nage, et à mesurer quatre intervalles de temps.
3.10 répétabilité (dun instrument de mesure) : Aptitude
d'un instrument de mesure à fournir, dans des conditions d'uti-
a) tl, l'intervalle de temps entre le premier signal du détec-
lisation définies, des réponses étroitement semblables lors
teur et la première impulsion du compteur suivant ce signal.
d'applications répétées d'un même stimulus.
b) t2, (i) l'intervalle de temps entre la première impulsion et
NOTE - Les conditions définies d'utilisation sont généralement les
la seconde impulsion du compteur suivant le premier signal
suivantes :
du détecteur, ou bien (ii) l'intervalle de temps entre la der-
nière impulsion du compteur précédant le premier signal du
-
répétition dans un bref intervalle de temps;
la première impulsion du compteur se produi-
détecteur et
sant après lui.
- utilisation au même endroit dans des conditions ambiantes
constantes;
c) t3, l'intervalle de temps entre le second signal du détec-
-
réduction au minimum des variations imputables à I'observa-
teur et la première impulsion du compteur suivant ce signal.
teur.
dl t4, (i) i'intervalle de temps entre l'impulsion du comp-
teur suivant immédiatement le second signal du détecteur et
l'impulsion suivante du compteur, ou bien (ii) l'intervalle de
4 Principes
temps entre la dernière impulsion du compteur précédant le
second signal du détecteur et la première impulsion du
4.1 Généralités
compteur se produisant après lui.
Les points suivants sont applicables lorsque l'une quelconque
[Si l'alternative (i) est utilisée en b), elle doit également l'être
des trois méthodes décrites dans la présente Norme internatio-
en d), et si l'alternative (ii) est utilisée en b), elle doit égale-
nale est utilisée.
ment l'être en d1.1
a) L'utilisation des méthodes d'interpolation repose sur
Le nombre d'impulsions complètes, n, dans la numération prin-
l'hypothèse qu'il n'y a pas de variation significative de la fré-
cipale d'impulsions est compté normalement par un compteur
quence des impulsions. Toute variation de fréquence due au
piloté par les signaux du détecteur. L'un ou l'autre des fronts
débit ou particulièrement à une non-linéarité de rotation
montant ou descendant de ces signaux peut être utilisé pour
(voir chapitre 6) entachera la précision proportionnellement
piloter les chronomètres supplémentaires, afin de déterminer
à la réduction du volume d'épreuve.
les temps tl, t2, t3 et t4 II convient cependant de conserver
pour la mesure toujours le même front.
b) Le nombre interpolé d'impulsions, n', décrit en 4.2, 4.3
et 4.4, ne sera pas nécessairement un nombre entier.
Le nombre interpolé d'impulsions, n', entre les signaux du
détecteur est alors
4.2 Méthode du double chronométrage
Le principe de cette méthode est indiqué sur la figure 1. II con-
siste à recueillir dans un compteur le nombre total entier
n, délivré par le compteur pendant un étalon-
d'impulsions,
nage, et à mesurer deux intervalles de temps.
4.4 Méthode de la boucle à verrouillage de phase
a) Ti, (il l'intervalle de temps entre la première impulsion
Le principe de cette méthode est indiqué sur la figure 3. Les
du compteur suivant le premier signal du détecteur et la pre-
impulsions issues du compteur sont introduites à l'entrée 1
mière impulsion du compteur suivant le dernier signal du
d'un comparateur de phase, et le signal de sortie est envoyé
détecteur, ou bien (ii) l'intervalle de temps entre la première
dans un oscillateur commandé par tension (VCO) qui génère
impulsion du compteur précédant le premier signal du
des impulsions de plus haute fréquence proportionnelles à sa
détecteur et la première impulsion du compteur précédant le
tension d'entrée.
dernier signal du détecteur.
2
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IS0 7278/3-1986 (FI
Le signal de sortie du VCO est aussi réintroduit dans l'entrée 2 5.2 Méthode du double chronométrage
du comparateur de phase, par l'intermédiaire d'un diviseur de
fréquence où la fréquence des impulsions est diminuée par le 5.2.1 Résolution
diviseur R. La tension de sortie du comparateur de phase est
Pour obtenir une résolution meilleure que f 0,Ol %, la durée
proportionnelle à la différence en phase ou fréquence entre ses
de l'essai, c'est-à-dire le temps T2 (voir f
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.