Руководство по эксплуатации
СПГК.5297.000.00 РЭ, версия 2.5
26.51.52
(ОКП 42 1281)
Датчики давления
Метран-75
Руководство по эксплуатации
Метран-75
Содержание
1. Описание.....................................................................................................................4
1.1 Назначение................................................................................................................4
1.2 Технические данные.................................................................................................6
1.3 Устройство и работа датчика.................................................................................22
1.4 Маркировка.............................................................................................................32
1.5 Упаковка..................................................................................................................34
1.6 Обеспечение взрывозащищенности......................................................................35
2. Использование по назначению................................................................................37
2.1 Эксплуатационные ограничения...........................................................................37
2.2 Подготовка к использованию................................................................................39
2.3 Использование датчика..........................................................................................50
3. Техническое
обслуживание и ремонт.....................................................................69
4. Хранение....................................................................................................................73
5. Транспортирование...................................................................................................73
6. Утилизация................................................................................................................73
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Условное обозначение датчика Метран-75..............................74
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Лист параметров настройки (код С1)...........................................77
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Схемы внешних электрических соединений датчика..............79
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Пределы допускаемого нагрузочного сопротивления
в зависимости от напряжения питания датчиков Метран-75..................................81
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Схема внешних соединений датчиков
взрывозащищенного исполнения вида Exia..............................................................82
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Установочные и присоединительные размеры датчиков........84
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Варианты электрических разъемов..........................................93
ПРИЛОЖЕНИЕ
И. Дерево меню коммуникатора модели 475
при управлении датчиком Метран-75........................................................................94
ПРИЛОЖЕНИЕ К. Сочетание «быстрых клавиш» коммуникатора 475………...102
ПРИЛОЖЕНИЕ Л. Диагностические сообщения…..……………………………..104
ПРИЛОЖЕНИЕ Л1. Единицы измерения давления………………………………109
ПРИЛОЖЕНИЕ Н. Перечень ссылочных документов...........................................110
2
Руководство по эксплуатации содержит технические данные, описание прин-
ципа действия и устройства, а также сведения, необходимые для правильной эксплуатации датчиков давления Метран-75.
Руководство по эксплуатации распространяется на датчики Метран-75, изготавливаемые для нужд народного хозяйства, а также на датчики, поставляемые на
экспорт.
Просим учесть, что постоянное техническое совершенствование
датчиков
давления может привести к непринципиальным расхождениям между конструкцией, схемой датчика и текстом сопроводительной документации.
3
1 Описание
1.1 Назначение
1.1.1 Датчики предназначены для измерения давления избыточного и абсо-
лютного. Датчики обеспечивают непрерывное преобразование давления в
аналоговый выходной сигнал постоянного тока (4-20 мА) и/или в цифровой
выходной сигнал в стандарте протокола НАRT.
Датчики предназначены для измерения давления рабочих сред: жидкости, пара, газа.
Датчики соответствуют
требованиям технического регламента
ТР ТС 020/2011.
Датчики предназначены для работы во взрывобезопасных и взрывоопасных
условиях. Взрывозащищенные датчики имеют исполнения:
- взрывозащищенное «взрывонепроницаемая оболочка» (Exd);
- взрывозащищенное «искробезопасная электрическая цепь» (Exia);
- взрывозащищенное «взрывонепроницаемая оболочка» и «искробезопасная
электрическая цепь» (Exd/Exia).
Взрывозащищенные датчики предназначены для установки и работы во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок
согласно главе 7.3 ПУЭ, тре-
бованиям ГОСТ 30852.14 и другим нормативным документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных условиях.
Датчики взрывозащищенного исполнения соответствуют требованиям тех-
нического регламента ТР ТС 012/2011.
Взрывозащищенные датчики исполнения Exd соответствуют требованиям
ГОСТ 30852.0, ГОСТ 30852.1 и выполняются с уровнем взрывозащиты «взрывобезопасный» с маркировкой по взрывозащите «1ExdIIСT6 Х» и «1ExdIIСT4 Х
».
Знак «Х» в маркировке взрывозащиты означает, что при эксплуатации датчи-
ков необходимо соблюдать следующие специальные условия:
- монтаж и эксплуатация датчиков давления должны исключать нагрев по-
верхности оболочки датчиков выше значений, допустимых для электрооборудо-
4
вания, соответствующего температурного класса по ГОСТ 30852.0-2002
(МЭК 60079-0:1998);
- взрывозащита обеспечивается при давлении в магистрали, на которой уста-
новлены датчики, не превышающем максимального значения, допустимого для
данной модели.
- датчики давления должны применяться с сертифицированными кабельными
вводами и заглушками, которые обеспечивают необходимые вид и уровень взрывозащиты и степень защиты
оболочки.
Датчики с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» предназначены для работы во взрывоопасных зонах, в которых могут образовываться
взрывоопасные смеси газов и паров с воздухом категории IIA, IIB, IIС по
ГОСТ 30852.11.
Взрывозащищенные датчики исполнения Exia соответствовуют требованиям
ГОСТ 30852.0, ГОСТ 30852.10, имеют вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» и выполняются с видом взрывозащиты «искробезопасная элек
-
трическая цепь» с уровнем взрывозащиты: «особовзрывобезопасный» с маркировкой по взрывозащите «0ЕхiaIICT4 X».
Знак «Х» в маркировке взрывозащиты означает, что при эксплуатации датчиков необходимо соблюдать следующие специальные условия:
- датчики давления должны применяться с источником питания и регистрирующей аппаратурой, имеющими искробезопасные электрические цепи по
ГОСТ 30852.10-2002 (МЭК 60079-11:1999) и искробезопасные параметры
(уровень
искробезопасной электрической цепи и подгруппу электрооборудования), соответствующие условиям применения датчиков давления во взрывоопасной зоне;
- заземление датчиков давления имеющих клеммный блок с защитой от импульсных перенапряжений (опция Т1) должно выполняться в соответствии с требованиями ГОСТ 30852.13-2002 (МЭК 60079-14:1996);
- монтаж и эксплуатация датчиков давления должны исключать нагрев поверхности оболочки датчиков выше значений, допустимых для электрооборудо-
5
вания, соответствующего температурного класса по ГОСТ 30852.0-2002 (МЭК
60079-0:1998);
- при установке в зоне класса 0 датчиков давления для обеспечения фрикционной искробезопасности датчики необходимо оберегать от механических ударов
Взрывозащищенные датчики исполнения Exd/Exia (опция КМ) соответствуют
требованиям, указанным для исполнений Exia и Exd.
Датчики предназначены для работы с вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, системами
управления, воспринимающими стандартный
сигнал постоянного тока 4-20мА и/или цифрового сигнала на базе HARTпротокола.
1.1.2 При заказе датчика указывается условное обозначение датчика.
Условное обозначение датчика составляется в соответствии с приложением А.
При обозначении датчика в документации другой продукции, в которой он
может быть применен, указывается:
- условное обозначение датчика;
обозначение технических условий – ТУ 4212-023-51453097-2010.
1.2 Технические данные
1.2.1 Датчики являются многопредельными и настраиваются на верхний
предел измерений или диапазон измерений от P
min
до P
(таблицы 1-2).
max
Датчики выпускаются с предприятия-изготовителя в базовом исполнении, если не указан диапазон измерений давления или не заказан код С1.
В базовом исполнении датчик настраивается на P
в килопаскалях, мегапас-
max
калях (таблицы 1-2), при этом нижний предел измерений равен нулю, на линейно
возрастающую зависимость выходного сигнала, на высокий уровень выходного
сигнала неисправности.
При указании конкретного диапазона измерений и единиц измерения давления (в скобках после кода диапазона измерений) датчик настраивается на указанный диапазон измерений.
6
При заказе кода С1 настройка датчика проводится в соответствии с листом
параметров настройки (приложение Б). При отсутствии средств измерений
настройка датчика проводится на ближайший возможный диапазон измерений.
Таблица 1
Минимальный
Наименование
датчика
Модель
Код
диапазона
измерений
Максимальный
верхний предел
измерений, P
max
диапазон измере-
ний или верхний
,
предел измерений,
P
min
кПа МПа кПа МПа
1 2 3 4 5
1 200 - 10,5 -
Датчик
избыточного
давления
75G
2 - 1 - 0,055
3 - 5 - 0,280
4 - 25 - 1,400
5 - 68 - 16,000
Примечания
1 Нижний предел измерений равен нулю.
2 Датчики могут перенастраиваться в пределах от минус 101,3кПа до P
max
,
при этом предполагается, что атмосферное давление равно 101,3кПа. Предел
измерений минус 101,3кПа меняется с изменением атмосферного давления.
3 Стандартные ряды верхних пределов измерений или диапазонов измерений
от P
max
до P
по ГОСТ 22520.
min
Таблица 2
Минимальный
Наименование
датчика
Модель
Код
диапазона
измерений
Максимальный
верхний предел
измерений, P
max
диапазон измере-
ний или верхний
,
предел измерений,
P
min
кПа МПа кПа МПа
1 2 3 4 5
1 200 - 10,5 -
Датчик
абсолютного
давления
75A
2 - 1 - 0,055
3 - 5 - 0,280
4 - 25 - 1,400
5 - 68 - 16,000
Примечания
1 Нижний предел измерений равен нулю абсолютного давления.
2 Стандартные ряды верхних пределов измерений или диапазонов измерений
от P
max
до P
по ГОСТ 22520.
min
7
1.2.2 Пределы допускаемой основной погрешности () датчиков, выраженные
в процентах от диапазона измерений, не превышают значений:
- базовое исполнение:
±0,5 – для верхних пределов или диапазонов измерений Р
± 0,05 Р
/ Рв – для верхних пределов или диапазонов измерений Рв< Р
max
- код при заказе PA:
±0,2 – для верхних пределов или диапазонов измерений Р
± 0,02 Р
/ Рв – для верхних пределов или диапазонов измерений Рв< Р
max
- код при заказе PB:
±0,1 – для верхних пределов или диапазонов измерений Р
± 0,01 Р
/ Рв – для верхних пределов или диапазонов измерений Рв< Р
max
- код при заказе P8:
±0,075 – для верхних пределов или диапазонов измерений Р
≥ Р
в
≥ Р
в
≥ Р
в
в
max
max
max
≥ Р
/10;
/10;
/10;
max
/7;
max
max
max
/10.
/10.
/10
±0,1 – для верхних пределов или диапазонов измерений Р
± 0,01 Р
/ Рв – для верхних пределов или диапазонов измерений Рв< Р
max
/7>Рв≥ Р
max
max
/10;
/10.
max
Основная погрешность датчика, выраженная в процентах от диапазона изме-
рений, численно равна основной погрешности, выраженной в процентах от диапазона изменения выходного сигнала.
Примечание:
P
– максимальный верхний предел измерений, указанный в таблицах 1-2;
max
Р
– верхний предел или диапазон измерений, на который настроен датчик.
в
8
1.2.3 Вариация выходного сигнала
пускаемой основной погрешности
не превышает абсолютного значения до-
г
, значения которой указаны в 1.2.2.
1.2.4 Датчики всех исполнений имеют линейно-возрастающую или линейно-
убывающую зависимость аналогового выходного сигнала от входной измеряемой
величины (давления).
Номинальная статическая характеристика датчика с линейно возрастающей
зависимостью аналогового выходного сигнала от входной измеряемой величины
соответствует виду
II
нв
II
н
РР
нв
(1)
,РР
н
где I – текущее значение выходного сигнала;
Р – значение измеряемой величины;
I
, Iн – соответственно верхнее и нижнее предельные значения выходного сиг-
в
нала, равные I
Р
Р
Р
– верхний предел измерений;
в
– нижний предел измерений для всех датчиков (для стандартных условий
н
=0).
н
=4мА, Iв=20мА;
н
Номинальная статическая характеристика датчика с линейно убывающей зависимостью аналогового выходного сигнала от входной измеряемой величины
соответствует виду
II
где I, P, I
II
в
, Iн, Pв, Pн – тоже, что и в формуле (1).
в
нв
РР
нв
(2)
,РР
н
1.2.5 Значение аналогового выходного сигнала датчиков, соответствующее
нижнему предельному значению измеряемого параметра, равно:
4 мА для датчиков с возрастающей характеристикой, приведенной в 1.2.4
формула (1);
20 мА для датчиков с убывающей характеристикой, приведенной в 1.2.4
формула (2).
9
1.2.6 Электрическое питание датчиков общепромышленного исполнения и
взрывозащищенного исполнения Exd осуществляется от источника питания постоянного тока напряжением 10,5 – 42,4 В.
Схемы внешних электрических соединений датчиков приведены в приложении В.
При этом пределы допускаемого сопротивления нагрузки (сопротивления
приборов и линии связи) зависят от установленного напряжения питания датчиков и не должны
выходить за границы рабочей зоны, приведенной в приложе-
нии Г.
1.2.7 Электрическое питание датчиков взрывозащищенного исполнения Exia
осуществляется от искробезопасных цепей барьеров (блоков), имеющих вид
взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» с уровнем взрывозащиты
искробезопасной электрической цепи «ia» для взрывобезопасных смесей подгруппы IIC по ГОСТ 30852.11 и пропускающих HART-сигнал, при этом максимальное выходное напряжение барьеров
I
≤ 200 мА, а максимальная выходная мощность Р0 ≤ 0,9 Вт.
0
U0 ≤ 30 B, максимальный выходной ток
Схемы внешних электрических соединений датчиков приведены в приложении Д.
При использовании датчиков взрывозащищенного исполнения вида «искро-
безопасная электрическая цепь» вне взрывоопасных зон без сохранения свойств
взрывозащищенности электрическое питание датчиков допускается осуществлять
от источника питания постоянного тока напряжением, указанным в 1.2.6.
1.2.8 Время восстановления аналогового выходного сигнала датчика с
погрешностью не более ±5% от диапазона изменения выходного сигнала после прерывания напряжения питания на время не более 5 мс не превышает 17 мс.
1.2.9 Датчики с аналоговым выходным сигналом работают при сопротивле-
нии нагрузки:
R
= 0
min
R
(U-10,5)/0,023, Ом, (3)
max
где U – напряжение питания, В.
10
Для датчиков с HART-сигналом R
=250 Ом при напряжении питания от
min
16,25 до 42,4 В.
1.2.10 Дополнительная погрешность датчиков, вызванная плавным измене-
нием напряжения питания от его минимального значения до 42,4 В при значениях
нагрузки, оговоренных в 1.2.9, не превышает 0,005% от диапазона изменения
выходного сигнала на каждый 1В изменения напряжения питания.
1.2.11 После подключения любых значений сопротивления нагрузки в
преде-
лах, указанных в 1.2.9, датчики соответствуют требованиям 1.2.2, 1.2.3.
1.2.12 Потребляемая мощность не более 1,0 ВА.
1.2.13 Датчики имеют защиту от обратной полярности напряжения питания.
1.2.14 Датчики предназначены для измерения давления сред, по отношению к
которым материалы, контактирующие с измеряемой средой, являются коррозионностойкими (приложение А).
1.2.15 Датчики имеют внешние кнопки «нуля»
и «диапазона» (код DS), расположенные на корпусе электронного преобразователя, для установки точек аналогового выходного сигнала 4 и 20 мА на выбранные значения давления.
1.2.15а Датчики имеют внешнюю кнопку (код DZ), расположенную на корпусе электронного преобразователя, для смещения характеристики датчика (калибровка «нуля») от монтажного положения на объекте.
1.2.16 Датчики имеют исполнение
со встроенным жидкокристаллическим
индикатором (ЖКИ):
- код М4 – с кнопками настройки датчика;
- код МA – без кнопок настройки датчика.
Индикатор поворачивается на 360 с шагом в 90.
1.2.16а Датчики с кодом индикатора М4 имеют внешние кнопки настройки
датчика, дублирующие кнопки настройки на индикаторе.
1.2.17 Настройка и управление датчиком осуществляется дистанционно при
помощи управляющего устройства, поддерживающего HART-протокол.
11
1.2.18 Датчики имеют переключатели, определяющие режим работы при не-
исправности и режим защиты параметров настройки датчика.
1.2.19 Программная защита параметров настройки датчика осуществляется
следующими способами:
- блокировка HART;
- блокировка кнопок настройки через команды протокола HART;
- пароль индикатора кода М4.
1.2.20 В датчике устанавливаются единицы измерения давления, приведен-
ные в приложении Л1, и
единицы измерения температуры сенсорного модуля: °С
или °F.
1.2.21 Настройка ЖКИ осуществляется при помощи управляющего устройства, поддерживающего HART-протокол, или кнопками настройки для кода М4.
На дисплее индикатора датчика могут отображаться параметры в зависимости
от настройки:
а) физические единицы измерения давления;
б) температура сенсора;
в) % от диапазона;
г) аналоговый выходной сигнал
;
д) обзор параметров настройки при запуске;
При настройке ЖКИ отображение параметров в перечислении а) – г) устанавливается в режиме переключения
В базовом исполнении индикатор настраивается на отображение физической
единицы измерения давления и температуры сенсора в режиме переключения.
1.1.21а Режимы настройки параметров датчиков с кодом М4 с помощью кно-
пок
приведены в инструкции по настройке СПКГ.5285.000.00 ИН.
1.2.22 В режиме измерения давления на дисплее индикатора датчика отобра-
жаются сокращенные диагностические сообщения об ошибках и неисправностях
датчика, а также предупреждения в соответствии с приложением Л.
12
Предупреждения, при их наличии, выводятся в режиме переключения с изме-
ряемым давлением, пока не будет устранена причина предупреждения или датчик
не закончит операцию, которая привела к появлению предупреждения.
1.2.22а Предел допускаемого смещения характеристики датчика при калибровке «нуля» внешней кнопкой DZ, автоматической калибровки «нуля» с помо-
щью кнопок или калибровки «
(где Р
– то же, что и в 1.2.1)
max
нуля» сенсора по HART не превышает 5% от Р
max
1.2.23 В режиме нормального функционирования датчики обеспечивают по-
стоянный контроль своей работы и формируют сообщение о неисправности в виде
установления аналогового выходного сигнала и в виде сообщений на индикаторе в
соответствии с приложением Л.
Датчики имеют две настраиваемые опции параметров аварийных сигналов неисправности и
насыщения:
- ROSEMOUNT (базовая);
- пользовательская.
Значения выходных сигналов для каждой опции в соответствии с таблицей 4
Таблица 4
Опция
Rosemount
Пользовательская
Для пользовательских значений выходных сигналов действуют ограничения:
Уровень
низкий 3,9 ≤ 3,75
высокий 20,8 ≥ 21,75
низкий 3,7-3,9 3,6-3,8
высокий 20,1-22,9 20,2-23
Значение сигнала насы-
щения, мА
Значение аварийного
сигнала, мА
- значение аварийного сигнала низкого уровня должно быть меньше значения
насыщения сигнала низкого уровня;
- значение аварийного сигнала высокого уровня должно быть больше значе-
ния насыщения сигнала высокого уровня;
- значения уровней аварийных сигналов и насыщения должны отличаться как
минимум на 0,1 мА
1.2.24 Датчики поддерживают HART
протокол версий 5 и 7 спецификации.
13
Версии HART протокола выбираются и устанавливаются потребителем при
настройке датчика
.
1.1.24а Цифровые выходные параметры переменных процесса датчика должны быть в соответствии таблицей 4а. Измеряемые переменные – давление и температура сенсорного модуля, остальные переменные – производные.
Таблица 4а
Цифровые выходные параметры
Первичная переменная (PV) *давление
Вторичная переменная (SV) давление
*температура сенсора
аналоговый выходной сигнал
% от диапазона
Третичная переменная (TV) давление
*температура сенсора
аналоговый выходной сигнал
% от диапазона
Четвертичная переменная (QV) давление
*температура сенсора
аналоговый выходной сигнал
% от диапазона
_____________
* базовое исполнение
1.2.25 Установочные и присоединительные размеры датчиков с установлен-
ными монтажными частями соответствуют указанным в приложении Е.
1.2.26 Масса датчиков не превышает 1,32 кг с установленным индикатором
(код исполнения МА, М4) и 1,12 кг без индикатора.
Примечание – Значения приведены без монтажных частей и кронштейнов.
1.2.27 Пульсация аналогового выходного сигнала в диапазоне частот от
0,06 до 5,00Гц не превышает значений 0,9. Значения указаны в 1.2.2.
Пульсация аналогового выходного сигнала в диапазоне частот от 5 Гц
6
до10
Пульсация аналогового выходного сигнала с частотой свыше 10
Гц не превышает 0,5 % от диапазона изменения выходного сигнала.
6
Гц не нор-
мируется.
14
Пульсация выходного сигнала нормируется при нагрузочном сопротивлении 250 Ом (при отсутствии связи с датчиком по HART-каналу).
Пульсация нормируется при минимальном времени усреднения результатов
измерения, равном 0,05 с.
1.2.28 Датчики устойчивы к воздействию атмосферного давления от 84,0 до
106,7 кПa (группа Р1 ГОСТ Р 52931).
1.2.29 Датчики устойчивы к воздействию температуры окружающего воздуха
в
рабочем диапазоне:
- от минус 40С до плюс 85 С*;
- от минус 30С до плюс 85С* – для датчиков с инертным наполнителем
(код 2B);
- от минус 51С до плюс 85С* – для кода LT, применяется для датчиков с
силиконовым наполнителем и материалом разделительной мембраны 316L SST
(код 22).
Встроенный ЖКИ (код МА,
М4) ) должен быть устойчив к воздействию тем-
пературы окружающего воздуха в рабочем диапазоне от минус 40С до плюс
80С.
Воздействие температуры окружающего воздуха в диапазоне от минус 51С
до минус 40С не должно приводить к повреждению ЖКИ, допускается отсут-
ствие индикации.
1.2.30 Дополнительная погрешность датчиков, вызванная изменением темпе
-
ратуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне температур от минус 40С до
плюс 85С, выраженная в процентах от диапазона изменения выходного сигнала,
на каждые 10С не превышает значений
определяемых формулами:
т,
- для базового исполнения и исполнения с кодом РА:
P
max
, (4)
P
в
где P
T
– максимальный верхний предел измерений, указанный в таблицах 1-2.
max
Р
– верхний предел или диапазон измерений, на который настроен датчик;
в
054,007,0
15
- для исполнения с кодом PВ и P8:
T
054,0054,0
P
max
, (5)
P
в
_____________________
* до плюс 54С при измерении давлений ниже 3,45 кПа абсолютного.
В рабочем диапазоне температур от минус 51 С до минус 40 С дополнительная температурная погрешность
на каждые 10 С увеличивается в 3 раза.
т
1.2.31 Датчики устойчивы к воздействию относительной влажности окружа-
ющего воздуха 100 % при температуре плюс 35 С и более низких температурах с
конденсацией влаги.
1.2.32 Степень защиты датчиков от воздействия пыли и воды соответствует
группе IP 66 по ГОСТ 14254.
1.2.33 По устойчивости к механическим воздействиям датчики соответству-
ют
виброустойчивому исполнению V2 по ГОСТ Р 52931.
Допустимые направления вибрации указаны в приложении Е.
1.2.34 Дополнительная погрешность, вызванная воздействием вибрации
(1.2.33), выраженная в процентах от диапазона измерения выходного сигнала, не
превышает значений
где P
Р
– максимальный верхний предел измерений, указанный в таблицах 1-2.
max
– верхний предел или диапазон измерений, на который настроен датчик;
в
, определяемых формуле:
f
f
1,0
Р
max
, (6)
Р
в
1.2.35 Датчики устойчивы к воздействию внешнего переменного магнитного
поля частотой 50 Гц и напряженностью 400 А/м или внешнего постоянного магнитного поля напряженностью 400 А/м при самых неблагоприятных фазе и
направлении поля.
1.2.36 Дополнительная погрешность датчиков, вызванная воздействием
внешнего магнитного поля (1.2.35), не
выходного сигнала.
превышает 0,1% от диапазона изменения
16
1.2.37 Время установления аналогового выходного сигнала датчика при скач-
кообразном изменении измеряемого параметра, составляющем 63,2 % от диапазона измерений, не превышает 100 мс.
Время установления выходного сигнала датчика нормируется при температуре (23±5)º С и при электронном демпфировании выходного сигнала датчика, равном 0,05 с.
1.2.38 Датчики имеют электронное демпфирование выходного сигнала, кото-
рое
характеризуется временем усреднения результатов измерений. Значение вре-
мени усреднения может быть любое (целое или дробное число) в пределах от 0 до
60 с и устанавливается потребителем при настройке датчика.
Примечание - Время усреднения результатов измерения увеличивает время
установления выходного сигнала, сглаживая выходной сигнал при быстром изменении входного сигнала.
В базовом исполнении,
если не заказан код С1, в датчиках устанавливается
время усреднения 0,4 с.
Примечание - Время усреднения результатов измерения увеличивает время
установления выходного сигнала, сглаживая выходной сигнал при быстром изменении входного сигнала.
1.2.39 Время включения датчика, измеряемое как время от включения пита-
ния датчика до установления аналогового выходного сигнала с погрешностью не
более
5% от установившегося значения, не более 2 с при минимальном электрон-
ном демпфировании выходного сигнала датчика.
1.2.40 Датчики выдерживают без изменения нормированных характеристик
после воздействия перегрузку давлением в 1,25 раза большим, чем верхний предел измерений.
1.2.41 Датчики выдерживают в течение 1мин воздействие перегрузки давле-
нием, равным:
4Р
1,4Р
– для датчиков с кодом диапазона 1 (таблицы 1, 2);
max
– для датчиков с кодом диапазона 5 (таблицы 1, 2);
max
17
2Р
– для остальных датчиков (где Р
max
– максимальный верхний предел из-
max
мерений, указанный в таблицах 1 и 2).
В отдельных случаях перегрузка давлением может привести к незначитель-
ным изменениям нормированных характеристик датчика. Для исключения данного эффекта после воздействия перегрузки произвести калибровку «нуля» сенсора.
1.2.42 Изоляция электрических цепей датчиков относительно корпуса при
температуре 15 С - 35 С и относительной влажности
до 80% выдерживает
напряжение (эффективное) переменного тока 150 (датчики общепромышленного и
взрывозащищенного исполнения Exd) и 500 В (датчики взрывозащищенного исполнения Exia) практически синусоидальной формы частотой от 45 до 65 Гц в течение 1мин.
Ток утечки во время испытаний не превышает эффективного значения:
- 3 мА – при напряжении 500 В;
- 1 мА – при напряжении 150 В.
Примечание –
Данное требование распространяется на датчики без клеммного
блока с защитой от импульсных перенапряжений (код T1).
1.2.43 Изоляция электрических цепей датчиков относительно корпуса при
температуре окружающего воздуха 35С и относительной влажности до 100%
выдерживает испытательное напряжение (эффективное) переменного тока 130 В
практически синусоидальной формы частотой от 45 Гц до 65 Гц в течение 1мин.
Ток утечки
во время испытаний не превышает эффективного значения 1мА.
Примечание – Данное требование распространяется на датчики без клеммного
блока с защитой от импульсных перенапряжений.
1.2.44 Электрическое сопротивление изоляции между электрическими цепя-
ми и корпусом датчика при температуре окружающего воздуха плюс 15-35С и
относительной влажности до 80% не менее:
20 МОм – без клеммного блока
с защитой от импульсных перенапряжений;
5 МОм – с клеммным блоком с защитой от импульсных перенапряжений.
18
1.2.45 Электрическое сопротивление изоляции между электрическими цепя-
ми и корпусом датчика не менее:
1 МОм – при температуре окружающего воздуха 35С и относительной влаж-
ности до 100%;
5 МОм – при температуре окружающего воздуха плюс 85С или 80С и отно-
сительной влажности (605)% без клеммного блока с защитой от импульсных пе-
ренапряжений;
1
МОм – при температуре окружающего воздуха плюс 85С или 800С и отно-
сительной влажности (605)% с клеммным блоком с защитой от импульсных пе-
ренапряжений.
1.2.46 После перенастройки датчика на любые пределы измерений, указан-
ные в 1.2.1, датчик удовлетворяет требованиям настоящего руководства по эксплуатации, при этом основная погрешность и вариация не превышают значений,
предусмотренных для соответствующих пределов измерений (1.2.2, 1.2.3).
1.2.47 Датчики обеспечивают
возможность настройки на смещенный диапа-
зон измерений с установкой нижнего предела измерений на любое значение в
допустимых пределах датчика (таблицы 1, 2) при выполнении условия: диапазон
измерений больше или равен P
P
(где P
max
– максимальный верхний предел измерений, P
max
, верхний предел измерений меньше или равен
min
– минимальный
min
диапазон измерений).
1.2.48 Средняя наработка на отказ датчиков с учетом технического обслуживания, регламентируемого настоящим руководством по эксплуатации, составляет
150000 ч.
1.2.49 Средний срок службы датчиков – 12 лет, кроме датчиков, эксплуати-
руемых при измерении агрессивных сред, средний срок службы которых зависит
от свойств агрессивной среды, условий эксплуатации и применяемых материалов
(
таблица А.1).
1.2.50 Стабильность датчиков в условиях измерения давления от 0 до Р
температуры окружающей среды (23±15)°С не хуже ± 0,1% от Р
19
за 1 год.
max
max
,
Под стабильностью понимается систематическое изменение во времени ос-
новной погрешности после вышеуказанных воздействий, приводящее к превышению допускаемого ее предела.
1.2.51 Датчики устойчивы к воздействию электромагнитных помех:
- наносекундных импульсных помех в линиях питания и связи по
ГОСТ 30804.4.4 – амплитуда импульсов 1 кВ;
- радиочастотного электромагнитного поля на корпус датчика по
ГОСТ
30804.4.3 – напряженность поля 10 В/м, в полосе частот 80-1000 МГц и
1400-2000 МГц;
- электростатических разрядов на корпус датчика по ГОСТ 30804.4.2 – 4 кВ
(контактный разряд), 8 кВ (воздушный разряд);
- кондуктивных помех в линиях питания и связи, наведенных радиочастотными электромагнитными полями, по ГОСТ Р 51317.4.6 – напряжение 3 В;
- магнитного поля промышленной частоты на датчики
по ГОСТ Р 50648 –
длительное магнитное поле напряженностью 30 А/м;
- микросекундных импульсных помех большой энергии в линиях питания по
ГОСТ Р 51317.4.5 – импульс напряжения 1 кВ при подаче помехи по схеме «провод-земля».
Критерий качества функционирования – А
1.2.52 Дополнительная погрешность датчиков, вызванная воздействием электромагнитных помех (1.2.51) не превышает 1% Рmax.
Примечание
– При воздействии микросекундных импульсных помех возможен
бросок выходного сигнала длительностью не более 500 мкс.
1.2.53 Датчики соответствуют нормам помехоэмиссии, установленным для
класса Б по ГОСТ Р 51318.11 – напряженность поля 30 дБ в полосе частот
30-230 МГц, 37 дБ в полосе частот 230-1000 МГц на расстоянии 10 м.
1.2.54 Датчики устойчивы к воздействию температуры технологического
процесса, приведенной в
таблице 5.
20
Таблица 5
Заполняющая
Диапазон температуры технологического процесса, ºС
жидкость
От минус 40 до плюс 121*
От минус 40 до плюс 104* при абсолютном давлении
Силикон
3,45 кПа ≤ Р < 101,3 кПа
От минус 40 до плюс 54 при абсолютном давлении
0 ≤ Р < 3,45 кПа
от минус 30 до плюс 121*
от минус 30 до плюс 104* при абсолютном давлении
Инертный
3,45 кПа ≤ Р < 101,3 кПа
наполнитель
от минус 30 до плюс 54 при абсолютном давлении
0 ≤ Р < 3,45 кПа
_____________________
*При температуре технологического процесса выше 85С максимальная
температура окружающей среды (1.2.29) должна быть снижена до значения, определяемого по формуле:
max
где
t – максимальная температура окружающей среды, ºС,
max
– температура технологического процесса, ºС
T
П
Tt , ºС, (9)
П
5,18585
1.2.55 Дополнительная погрешность датчиков, вызванная изменением темпе-
ратуры измеряемой среды от 85С до 121С не превышает ±3% от диапазона из-
менения выходного сигнала.
1.2.56 Датчики в транспортной таре выдерживают без повреждения воздей-
ствие температуры окружающего воздуха от минус 40С до плюс 60С.
1.2.57 Датчики в транспортной таре выдерживают воздействие относитель
ной влажности окружающего воздуха 100% при температуре 35С с конденсаци-
ей влаги.
1.2.58 Датчики в транспортной таре прочны к вибрации по группе F3
ГОСТ Р 52931, действующей в направлении, обозначенном на таре манипуляционным знаком «Верх».
1.2.59 В датчиках с кодом исполнения T1 устанавливается клеммный блок с
защитой от импульсных перенапряжений, который обеспечивает защиту
датчика
-
при воздействии грозовых или иных переходных перенапряжений:
21
- комбинированной волны 1,2/50 мкс c максимальным значением напряже-
ния 6 кВ и 8/20 мкс c максимальным значением тока 3кА (испытательное воздействие класса III по ГОСТ Р 51992);
- затухающей волны длительностью фронта 0,5 мкс и частотой 100 кГц с
максимальным напряжением 6 кВ.
1.2.60 Активная составляющая входного импеданса датчика (сопротивление
между клеммами питания) не менее 100 кОм, емкостная составляющая
входного
импеданса датчика не более 10000 пФ, емкость между корпусом датчика и любой
клеммой питания не более 10000 пФ.
1.2.61 Рабочие полости датчиков кислородного исполнения, а также детали
монтажных комплектов, соприкасающихся с газообразным кислородом или с
обогащенным кислородом воздухом, очищены и обезжирены. Содержание жировых загрязнений после обезжиривания не превышает 25 мг/м
2
в соответствии с
ГОСТ 12.2.052.
1.2.62 Датчики по ГОСТ 27.003 относятся к изделиям восстанавливаемым,
ремонтируемым, конкретного назначения и вида I.
1.2.63 Для датчиков взрывозащищенного исполнения при заказе кода AR
проводится дополнительная технологическая наработка в течение 360 ч.
1.3 Устройство и работа датчика
1.3.1 Датчик состоит из сенсорного модуля и электронного преобразователя.
Сенсорный модуль состоит из измерительного блока и платы аналого-
цифрового преобразователя (АЦП). Давление подается в камеру измерительного
блока, преобразуется в деформацию чувствительного элемента и изменение электрического сигнала.
Электронный преобразователь преобразует электрический сигнал в соответствующий
выходной сигнал.
1.3.2 Схема датчиков представлена на рисунке 2.
22
Рисунок 2 – Модели 75G, 75A
В сенсорном модуле используется тензорезистивный тензомодуль на кремни-
евой подложке. Чувствительным элементом тензомодуля является пластина 1 из
кремния с пленочными тензорезисторами (структура КНК).
Давление через разделительную мембрану 2 и разделительную жидкость 3
передается на чувствительный элемент тензомодуля. Воздействие давления преобразуется в деформацию чувствительного элемента, вызывая при этом изменение
электрического сопротивления его тензорезисторов и разбаланс мостовой
схемы. Электрический сигнал, образующийся при разбалансе мостовой схемы,
измеряется АЦП и подается в электронный преобразователь.
Электронный преобразователь преобразует это изменение в выходной сигнал.
23
В модели 75А полость над чувствительным элементом вакуумирована и герметизирована.
1.3.1 Функционально канал преобразования сигнала измерительного блока
(рисунок 3) состоит из АЦП, блока памяти АЦП, микроконтроллера с блоком па-
мяти, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), стабилизатора напряжения,
фильтра радиопомех, встроенной регулировки «нуля» и «диапазона», HARTмодема.
В электронный преобразователь устанавливается индикатор
с кнопками
настройки датчика, расположенными на корпусе индикатора, при заказе кода М4
или устанавливается индикатор без кнопок настройки при заказе кода МА.
Кроме того, в электронный преобразователь входит клеммный блок с защитой
от импульсных перенапряжений при заказе кода Т1.
Конструктивно электронный преобразователь размещен на одной плате,
включающей блоки АЦП и ЦАП
. Электронный преобразователь имеет также
встроенный температурный сенсор для коррекции температуры.
Все элементы функциональной схемы размещаются в корпусе электронного
преобразователя.
24
Рисунок 3 – Функциональная блок-схема
25
Электронный преобразователь (рисунок 4) размещен внутри корпуса 10. Кор-
пус закрыт крышками 5, 11, уплотненными резиновыми кольцами 17. Крышки
датчиков взрывозащищенного исполнения Exd стопорятся скобами. 13. Корпус и
крышки электронного преобразователя выполнены из алюминиевого сплава и
покрыты полиуретановой краской. Датчик имеет клеммную колодку 6 для подсоединения жил кабеля, винт 12 для подсоединения экрана, в случае использования
экранированного кабеля
, узел внешнего заземления 8 для заземления корпуса.
Электронный преобразователь имеет внешние кнопки (рисунок 4):
- «нуля» и «диапазона» аналогового сигнала (при заказе кода DS),
- калибровки «нуля» для компенсации влияния монтажного положения на
объекте (при заказе кода DZ)
- настройки датчика, дублирующие кнопки настройки на индикаторе код М4
(если не выбран код DS или DZ).
1.3.2.1 Плата
нальные входной измеряемой величине (давлению) (U
АЦП принимает аналоговые сигналы тензомодуля, пропорцио-
) и температуре (Ut), и
р
преобразовывает их в цифровые коды. Энергонезависимая память предназначена
для хранения коэффициентов коррекции характеристик сенсорного модуля и других данных о сенсорном модуле.
Микроконтроллер, установленный на микропроцессорной плате 18, принимает цифровые сигналы с платы АЦП вместе с коэффициентами коррекции, производит коррекцию и линеаризацию характеристики сенсора, вычисляет скорректированное значение
выходного сигнала датчика и передаёт его в цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). Цифро-аналоговый преобразователь преобразует цифровой сигнал, поступающий с микроконтроллера, в выходной аналоговый токовый сигнал. HART-модем, установленный на микропроцессорной плате, предназначен для выделения HART сигнала из токовой петли 4-20 мА и преобразование его в стандартный цифровой сигнал, а
также для осуществления об-
ратной операции преобразование цифрового сигнала в HART сигнал и замеши-
вание его в токовую петлю.
26
Блок настройки «нуля» и «диапазона» предназначен для установки точек ана-
логового выходного сигнала 4 и 20 мА на выбранные значения давления. Элементами настройки являются кнопки «нуля» и «диапазона» (код DS), расположенные на корпусе электронного преобразователя под табличкой.
ЖКИ с кнопками предназначен для изменения параметров датчика. Элементами настройки являются кнопки (
рисунок 4), расположенные на корпусе индикатора под крышкой, и внешние кнопки, расположенные на корпусе электронного преобразователя под табличкой, дублирующие кнопки на индикаторе.
При помощи кнопок и цифрового индикатора можно работать с датчиком в
следующих режимах:
1) контроль измеряемого давления;
2) контроль и настройка параметров;
3) калибровка датчика.
Параметры и
символы режимов настроек датчика, отображаемые на дисплее
индикатора, приведены в инструкции СПГК.5285.000.00 ИН.
Настройка датчиков может также осуществляться по цифровому каналу связи.
27
Рисунок 4 – Электронный преобразователь
28
Рисунок 4 – Электронный преобразователь (продолжение)
29
1.3.2.2 На электронной плате расположены переключатели, определяющие
режим работы датчика при неисправности и режим защиты параметров настройки датчика (рисунок 4).
Положение переключателя определяет уровень (высокий или низкий) аварийного сигнала. Если переключатель не установлен, датчик будет функционировать
в стандартном режиме, в котором устанавливается высокий уровень сигнала неисправности.
Защитить
датчик от случайного или преднамеренного изменения параметров
настройки можно с помощью переключателя. Если переключатель, определяю-
щий режим защиты, установлен в положении «
» (включено), датчик не воспринимает никаких записей в память. При стандартной настройке переключатель
находится в положении «
» (выключено).
Если датчик установлен на объекте, то для переустановки переключателя,
необходимо перевести контур в ручной режим, снять крышку и перевести пере-
ключатель в положение включения защиты параметров настройки (
).
Примечание – не требуется отключать питание при переустановке переключате-
ля.
1.3.3 Индикаторное устройство может быть установлено в корпусе электронного преобразователя и подключено к электронной плате.
Дисплей индикатора имеет две строки. Первая строка состоит из пяти символов и показывает фактическую измеренную величину в цифровом виде виде и
символы квадратного корня
и «минуса», вторая строка состоит из шести символов и показывает единицы измерения. Допустимые значения, отображаемые на
индикаторе от «-99999» до «99999».
Дисплей индикатора кода М4 имеет четыре строки: первая строка - графическое отображение диапазона измерений 0-100%, вторая строка состоит из восьми
символов и показывает измеряемую величину и диагностические сообщения,
третья строка состоит
из шести символов и показывает единицы измерения и
символ квадратного корня, в четвертой строке отображаются знаки управления и
30
Loading...