Приложение А Ссылочные нормативные документы ………………………….. 32
Приложение Б Габаритные размеры, масса, исполнения ТП…………………... 33
Приложение В Схемы внешних соединений термопреобразователей Метран–
Приложение Д Монтажные комплекты кабельного ввода …………………….. 40
Приложение Е Чертеж средств взрывозащиты термопреобразователей ТХАУ
Метран–271МП–Ехd ………………………………………...……………………
41
Приложение Ж Чертеж средств взрывозащиты термопреобразователей
ТСМУ Метран-274МП-Ехd ………………………………………...…………….. 42
Приложение И Чертеж средств взрывозащиты термопреобразователей ТСПУ
Метран–276МП–Ехd ………………………………………...…………………… 43
Приложение К Сх
емы внутренних соединений ТП ……………………………. 44
Приложение Л Схемы подключения ПНП при определении основной погрешности ………………………………………………………………………….. 45
Приложение М Схемы соединения термопреобразователей при определении
основной погрешности ……………………………………………………………..
46
3
Приложение Н Программа конфигурирования M–Master …..……….
Самостоятель-
ный документ
Приложение П Чертеж средств взрывозащиты термопреобразователей с унифицированным выходным сигналом ТХАУ Метран–
271МП–12–Ехd, Метран–271МП–13–Ехd, Метран–271МП–14–Ехd,
Метран–271МП–15–Ехd ……………………………………………….. 47
454138 г. Челябинск, Комсомольский проспект, 29
Промышленная группа «Метран»:
тел.(351) 798-85-10, 741-46-33 (операторы), факс 741-68-11, 741-45-17;
тел/факс (351) 741-68-21, E-mail: byro.service@metran.ru;
сервисный центр (ремонт и сервисное обслуживание):
тел.(351) 741-46-42, E-mail: oos@metran.ru
4
Настоящее руководство по эксплуатации (далее–РЭ) содержит технические
характеристики, описание принципа действия, устройство и другие сведения, необходимые для правильной эксплуатации термопреобразователей с унифицированным выходным сигналом Метран-270МП, Метран-270МП-Ех (далее–
термопреобразователи или ТП) предназначенных для измерения температуры различных сред.
Пример записи обозначения ТП при его заказе и в другой документации:
Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом
ТСПУ Метран–276МП
для измерения температуры различных сред. Использование ТП допускается в
нейтральных, а также агрессивных средах, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким.
Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом состоят из
первичного преобразователя температуры (термопреобразователя сопротивления
или термоэлектрического преобразователя) и программируемого нормирующего
преобразователя.
Изменение температуры осуществляется путем преобразования си
гнала первичного преобразователя температуры в унифицированный выходной сигнал постоянного тока программируемым нормирующим преобразователем (далее ПНП),
который вмонтирован непосредственно в корпусе соединительной головки первичного преобразователя.
Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом изготавли-
ся следующих моделей: термоэлектрические хромель–алюмелевые ТХАУ
вают
Метран–271МП, Метран–271МП–Ех, сопротивления медные ТСМУ Метран–
274МП, Метран–274МП–Ех, сопротивления платиновые ТСПУ Метран–276МП,
Метран–276МП–Ех.
Модели термопреобразователей с обозначением «МП» являются микропро-
цессорными.
Модели термопреобразователей с обозначением «Ех» могут применятся во
взрывоопасных зонах согласно требованиям главы 7.3 ПУЭ, в которых возможно
образование взрывоопасных смесей газов, паров, горючих жидкостей с воздухом
категории IIА, IIВ, IIС группа Т1–Т6.
ТП соответствуют ТУ 4211-003-12580824-2001 «Термопреобразователи с
унифицированным выходн
ым сигналом Метран-270, Метран-270-Ех, Метран–
270МП, Метран–270МП–Ех».
ТП имеют особовзрывобезопасный уровень, обеспечиваемый видом взрывозащиты по ГОСТ Р 51330.10 «искробезопасная электрическая цепь ia», с маркировкой ExiaIICT5 X или ExiaIICT6 X и взрывобезопасн
ый уровень, обеспечиваемый видом взрывозащиты по ГОСТ Р 51330.1 «взрывонепроницаемая оболочка d»,
с маркировкой 1ExdIICT5 X или 1ExdIICT6 X.
6
Настоящее РЭ устанавливает требование к ТП, изготавливаемым для применения на предприятиях внутри страны и для поставки на экспорт в страны с умеренным и тропическим климатом.
ТП классифицированы в соответствии с ГОСТ 12997 следующим образом:
–по наличию информационной связи предназначены для информационной
связи с другими изделиями;
–по виду энергии носителя сигналов в канале связи ТП являютс
я электриче-
скими;
–в зависимости от эксплуатационной законченности относятся к изделиям
третьего порядка;
По зависимости выходного сигнала от измеряемой температуры ТП относятся
к термопреобразователям с линейной зависимостью по ГОСТ 30232.
ТП изготавливаются следую
щих климатических исполненияй:
–исполнение У1.1 по ГОСТ 15150, но для работы при значении температуры
окружающего воздуха от минус 45 до плюс 70 °С; ТП исполнения Ех температурного класса Т6 по ГОСТ Р 51330.0–от минус 20 до плюс 40 °С, температурного
класса Т5 по ГОСТ Р 51330.0–от минус 45 до плюс 70 °С; по спецзаказу от минус
50 доплюс 85°С;
–тропическоеиспо
лнение ТЗ по ГОСТ 15150, но для работы при значении
температуры окружающего воздуха–от минус 10 до плюс 70 °С; ТП исполнения Ех
температурного класса Т6 по ГОСТ Р 51330.0–от минус 10 до плюс 40 °С, температурного класса Т5 по ГОСТ Р 51330.0–от минус 10 до плюс 70 °С.
По ГОСТ 30232 ТП подразделяются:
–по типу применяемых первичных преобразователей–на ТП с преобразователями термоэлектрическими ТХА по ГОСТ 6616 и с термопреобразователями сопротивления ТСМ и ТСП по ГОСТ 6651;
–по связи между входными и выходн
ыми цепями–на ТП с гальванической
связью.
ТП согласно ГОСТ 27.003 относятся к изделиям конкретного назначения, вида
1, непрерывного применения, невосстанавливаемым.
По защи
щенности от воздействия окружающей среды ТП являются пыле–,
водозащищенными, соответствуют коду IP 65 по ГОСТ 14254.
ПНП Метран–642 или Метран–643, размещенный в корпусе соединительной
головки, осуществляет следующие функции:
чае замены чувствительного элемента на другой тип, при этом преобразователь
Метран – 643 может быть перенастроен на лю
бую НСХ термосопротивлений из
ряда ( 50М, 100М, 500М, 1000М, 50П, 100П, 500П, 1000П ), а преобразователь
Метран–642 наряду с этими же градуировками термосопротивлений, поддерживает
и градуировки термопар из ряда R, S, B, N, K, L;
–позволяет производить калибровку датчика под индивидуальную статическую характеристику чувствительного элемента по 2–8 температурным точкам для
повышения его точности;
–изменения постоянной времени уср
еднения показаний;
–позволяет осуществлять выбор вида выходного сигнала (прямой 4-20 мА или
инверсный 20-4 мА).
Функции перенастройки и калибровки ТП осуществляются с помощью конфигуратора Метран–671, состоящего из специализированного модема, подключаемого к персональному компьютеру, и программного обеспечения МMaster.
1.2 Техническиехарактеристики
1.2.1 Условное обозначение термопреобразователя, НСХ чувствительного
элемента, диапазоны изменения унифицированных выходных сигналов, зависимость выходного сигнала от темп
ературы, диапазоны измерения, величина основной приведенной погрешности, материал защитной арматуры ТП соответствуют
указанным в таблице 1.
Здесь и далее НСХ–номинальная статическая характеристика по ГОСТ 6651,
ГОСТ Р 8.585.
1.2.2 Габаритные размеры, масса и конструктивные исполнения ТП приведе-
еское питание ТП Метран-270МП-Ехiа осуществляется от искробезопасных цепей блоков питания (барьеров), имеющих вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» по ГОСТ Р 51330.10 с уровнем искробезопасности
электрической цепи «iа» для электрооборудования подгруппы IIС по ГОСТ Р
51330.0 с электрическими параметрами U
24 В, I
о
≤
≤ 120 мА.
о
Схемы внешних электрических соединений ТП приведены в приложениях В, Г.
1.2.8 СопротивлениенагрузкиТПнаходитсявпределах:
–длявыходногосигнала 4–20 мАили 20-4 мА–от 0,1 до 1,0 кОм; R
–дляТПисполнения «Еxia» R
1.2.10 Потребляемая мощность ТП при максимальном значении выходного
токового сигнала не превышает 0,9 Вт, а для исполнения Exia–0,5 Вт.
1.2.11 ТП исполнения У1.1 по ГОСТ 15150 устойчивы к воздействию температуры окружающего воздуха от минус 45 до плюс 70°С, ТП исполнения Ех температурного класса Т6 по ГОСТ Р 51330.0–от минус 20 до плюс 40°С, т
емпературного класса Т5 по ГОСТ Р 51330.0–от минус 45 до плюс 70°С. ТП исполнения Т3
по ГОСТ 15150 устойчивы к воздействию температуры окружающего воздуха от
минус 10 до плюс 70°С; для ТП исполнения Ех температурного класса Т6 – от
минус 10 до плюс 40°С, температурного класса Т5–от минус 10 до плюс 70°С.
1.2.12 Температур
а наружной поверхности оболочки ТП взрывозащищенного
исполнения в наиболее нагретых местах при верхнем значении измеряемой температуры (п.1.2.1) не превышает 85°С для температурного класса Т5 и 70°С для температурного класса Т6.
1.2.13 Электрическая изоляция ТП между чувствительным элементом (ЧЭ) и
металлической частью защитной арматуры при температуре окружающего воздуха
10)°С и относительной влажности от 30 до 80% выдерживает в течение 1 мин
(25±
испытательное напряжение 250 В синусоидального переменного тока частотой 50
Гц, ТП исполнений Ехiа выдерживают испытательное напряжение 500 В.
1.2.17 ТП соответствуют исполнению V1 по ГОСТ 12997–устойчивы к воздействию синусоидальной вибрации с частотой от 10 до 150 Гц с амплитудой смещения для частоты ниже частоты перехода 0,075 мм и амплитудой ускорения для
2
частотывышечастотыперехода 9,8 м/с
.
Дополнительная погрешность ТП, вызванная воздействием вибрации в про-
центах от диапазона изменения выходного сигнала, не превышает ±0,15%.
1.2.18 Дополнительная погрешность ТП, вызванная изменением температуры
окружающего воздуха в рабочем диапазоне температур (п.1.2.11), выраженная в
процентах от диапазона изменения выходного сигнала, не превышает 0,1% во всем
диапазоне температур.
1.2.19 ТП устойчивы к воздействию внешнего переменного магнитного пол
я с
частотой (50±1)Гц и напряженностью до 400А/м. Дополнительная погрешность
при самых неблагоприятных фазе и направлении поля не превышает ±0, 1% от диапазона изменения выходного сигнала.
1.2.20 Дополнительная погрешность, вызванная изменением сопротивления
нагрузки от минимального до максимального значения, не превышает ±0,05% от
диапазона изменения выходного сигнала.
1.2.21 Дополнительная погрешность ТП, вызванная изменением напряжения
питания в пределах от его минимального значен
ия до максимального при значениях номинального нагрузочного сопротивления, оговоренного в п.1.2.8, не превышает ±0,05% от диапазона выходного сигнала.
1.2.22 В соответствии с ГОСТ Р 51330.10 внутренняя емкость и индуктив-
1.2.25 СреднийсрокслужбыТСМУ, ТСПУ–неменее 5 лет, ТХАУ–неменее 2
лет.
1.3 Составизделия
Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом состоят из
первичного преобразователя температуры (термопреобразователя сопротивления
или термоэлектрического преобразователя) и программируемого нормирующего
преобразователя.
Исполнения ТП указаны в приложении Б.
Монтажные комплекты каб
ельного ввода предприятия-изготовителя –в при-
ложении Д.
Основные детали и узлы приведены на чертежах приложений Е, Ж, И, П.
1.4 Устройство и работа
1.4.1 ТП состоят из термозондов и измерительных преобразователей с выходным сигналом 4-20 мА. Термозонды снабжены либо чувствительными элементами
(медным ЭЧМ, платиновым ЭЧП), либо термоэлектрическим чувствительным эл
ементом (ТХА). Измерительный преобразователь Метран–642 может применяться с
любыми термозондами, а преобразователь Метран–643 только с ЭЧМ, ЭЧП.
образуемая в изменение омического сопротивления терморезистора, размещенного
в термозонде. Программируемый нормирующий преобразователь (ПНП) преобразует сигн
ал от первичного преобразователя температуры (ППТ) с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) в дискретный сигнал. Дискретный сигнал
обрабатывается микропроцессором с целью:
ом преобразователь Метран–643
может быть перенастроен на любую НСХ термосопротивлений из ряда (50М,
100М, 500М, 1000М, 50П, 100П, 500П, 1000П), а преобразователь Метран–642
наряду с этими же градуировками термосопротивлений, поддерживает и градуировки термопар из ряда (R, S, B, N, K, L);
С выхода микропроцессора дискретный сигнал поступает на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), осуществляющий преобразование дискретного сигнала в унифицированный токовый сигнал 4–20 мА или 20–4 мА.
ПНП преобразует напряжение, возни
кшее на термочувствительном элементе,
в токовый выходной сигнал.
Измерение температуры ТХАУ Метран-271МП и ТХАУ Метран-271МП–Ех
основано на явлении возникновения в цепи термопреобразователя термоэлектродвижущей силы при разности температур между его рабочими и свободными концами. Характер нелинейности выходного сигнала соответствует ном
инальной ста-
тической характеристике преобразования К по ГОСТ Р 8.585.
1.4.3 В состав ПНП входит компенсатор температуры «холодных» концов
термоэлектрического преобразователя для ТХАУ Метран–271МП и ТХАУ
Метран–271МП–Ех.
1.4.4 ПНП производит диагностику состояния ТП. Если устройство диагностики обнаружит неисправность ППТ или электронного модуля, то выходной сиг-
нал переводится в состояние, соответствующее нижнему (I
1.4.6 Искробезопасность электрических цепей ТП ТСМУ–Ех, ТСПУ–Ех и
ТХАУ–Ех достигается за счет ограничения тока (I
(U
<24В) в электрических цепях до их искробезопасных значений, а также за счет
хх
<120мА) и напряжения
кз
выполнения конструкции и схемы ТП в соответствии с требованиями ГОСТ Р
51330.10.
Ограничение тока и напряжения в электрических цепях ТП до искробезопасных значений достигается за счет их обязательного функционирования в комплекте с блоками питания либо барьерами искрозащиты:
–блокпитанияБПД–40–2к–Ех;
–блокпитанияБП3С–Ех;
–барьерискрозащитыРИФ–2А.
1.4.7 ПНПвстроенвкорп
усе соединительной головки и соединен с первичным преобразователем температуры (термозондом). Подача питающего напряжения и передача информационного сигнала производится через кабельный ввод и
разъемы ПНП.
1.5 Средстваизмерения, инструментипринадлежности
Перечень средст
в измерения, инструмента и оборудования, необходимых для
проверки ТП приведен в таблице 4.
Таблица 4
Наименование Основные характеристики Тип Примечание
Мегаомметр
Барометр
Вольтметр
цифровой
Блок питания
Магазин
сопротивлений
Мультиметр
Мера
сопротивления
Криостат
Диапазон измерения 0-2000 МОм. Основная погрешность измерения ±2,5 %
Диапазон измерения 600-800 мм рт.ст., погрешность отсчета ±0,8 мм рт.ст.
Диапазон измерения 0-1 В, 0-10 В, 0-100 В, 200Ом,
класс точности 0,002
Напряжение постоянного тока от 0 до плюс 50В,
класс стабилизации 0,2
Сопротивление от 0 до 105 Ом, класс точности 0,02 МСР-60М Р4831
Диапазон измерения от 0 до 20мА. Предел допус-
каемой основной погрешности ±0,5%
Сопротивление 25, 50, 100 Ом; класс точности
0,002
Диапазон температур от минус 50 до плюс 80°С К–80
Ф4101
М67
В7-54/3 В7-65/5
БПД-40-2к-Ех
Б5-48
Ц4342М1
Р3007
БП3С-Ех,
РИФ-2А
14
Продолжение таблицы 4
Наименование Основные характеристики Тип Примечание
Термостат
паровой
Термостат
нулевой
Калибратор
температур
Термостат
сухоблочный
Термостат
сухоблочный
Термостат
сухоблочный
Эталонный
ртутный
термометр
Эталонный
термометр
сопротивления
Погрешность воспроизведения температуры кипения воды ±0,03°С
Погрешность воспроизведения тройной точки
воды ±0,02°С
ТП-1М
ТН-1М
Диапазон температур от плюс 50 до плюс 500°С КТ-500
Диапазон температур от плюс 50 до плюс 500°С ТС–500
Диапазон температур от плюс 50 до плюс 500°С ТС–500Е
Диапазон температур от плюс 300 до плюс 1000°С ТС–1000
Третий разряд: диапазон измеряемых температур
от минус 20 до плюс 30°С
ТЛ-21Б-2
Цена деления 0,2°С
Первый разряд; диапазон измеряемых температур
от 0 до плюс 630°С
ПТС-10М
Эталонный
термоэлектриче-
ский преобразова-
Второй разряд; диапазон измеряемых температур
от плюс 300 до плюс 1200°С
ППО
тель
Термометр
сопротивления
платиновый эта-
лонный высоко-
Первый разряд; диапазон измеряемых температур
от плюс 419,527 до плюс 1084,620°С
ВТС
температурный
Термометр
сопротивления
эталонный
Прецизионный
преобразователь
сигналов ТС и ТП
Горизонтальная
трубчатая печь
Компаратор
напряжений
Персональный
компьютер
Программное
обеспечение
Модем
Примечания
1 Допускается применение других контрольно-измерительных приборов и оборудования с аналогич-
ными или лучшими техническими характеристиками.
2 Образцовые средства измерения, применяемые при проверках ТП, должны быть поверены в соответ-
ствии с ПР 50.2.006.
Третий разряд; диапазон измеряемых температур
от минус 196 до плюс 660,323°С