Metran Руководство по эксплуатации: Преобразователи термоэлектрические ТХА и ТХК Метран-200|Metran Manuals & Guides

42 1153

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

ТХА И ТХК

МЕТРАН-200

Руководство по эксплуатации

201.01.00.000 РЭ

Челябинск

2007

Содержание

1 Описание и работа ………………………………………………………………. 3

1.1 Назначение………... ……………………………………………………………

1.2 Характеристики ………………………………………………………………...

1.3 Устройство и работа …………………………………………………………... 7

1.4 Средства измерений, инструменты и принадлежности ………… …………. 8

1.5 Маркировка ……………………………………………………………………..

1.6 Упаковка ……………………………………………………………………….. 9
2 Использование по назначению ………………………………………….……… 10

2.1 Общие указания ……………………………………………………………….. 10

2.2 Подготовка к использованию …..…………………………………………….. 10

2.3 Эксплуатационные ограничения…………..…………………………….……. 11
3 Техническое обслуживание ……………………………………………………. 12

3.1 Общие указания ………………………………………………………………. 12

3.2 Меры безопасности ………………….…………………………………………

3.3 Проверка работоспособности ТП .… ………………………………………... 12

3.4 Техническое освидетельствование ……………………………………………
4 Транспортирование и хранение …………………………………………………

Приложение А Варианты исполнений ТП……………………………….……… 14

Приложение Б Преобразователи термоэлектрические общего назначения

ТХА Метран-201 и ТХК Метран-202……………….…………... 16

Приложение В Преобразователи термоэлектрические бескорпусные ТХА

Метран-231 и ТХК Метран-232 …..……………….………….... 20

Приложение Г Преобразователи термоэлектрические подшипниковые ТХА

Метран-241 и ТХК Метран-242 …..……………….………….... 26

Приложение Д Рекомендации по применению материала защитной

арматуры ………………………………………………….…….. 28
Приложение Е
Приложение Ж Схемы соединений ЧЭ……………………………….…………. 30
Приложение И Предельная скорость потока измеряемой среды, на которую

454138 г. Челябинск, Комсомольский проспект, 29
Промышленная группа «Метран»:
тел.[phone] (операторы), факс [phone];

E-mail: [e-mail];
группа организации сервиса

(работа с жалобами, претензиями и предложениями):

тел/факс [phone], E-mail: [e-mail];
сервисный центр (ремонт и сервисное обслуживание):

тел.[phone], E-mail: [e-mail]

Ссылочные нормативные документы ………………………….. 29

рассчитаны ТП…………………………………………………… 31

3
3

9

12

12
13

2

Настоящее руководство по эксплуатации (РЭ) содержит технические данные, опи­сание принципа действия, устройство и другие сведения, необходимые для правильной
эксплуатации преобразователей термоэлектрических ТХА и ТХК Метран-200 (в даль­нейшем- ТП): ТХА Метран-201, ТХК Метран-202, ТХА Метран-231, ТХК Метран-232,
ТХА Метран-241, ТХК Метран-242.

По способу защиты человека от поражения электрическим током ТП

относятся к

классу III по ГОСТ 12.2.007.0.

1. ОПИСАНИЕ И РАБОТА

1.1 Назначение

Термоэлектрические преобразователи (ТП) хромель-алюмелевые ТХА и хромель­копелевые ТХК предназначены для измерения температуры от минус 40 до 1100 °С
различных газообразных, сыпучих и жидких сред, а также температуры поверхностей
твердых тел.

По способу контакта с измеряемой средой ТП соответствуют погружаемому

и по­верхностному исполнениям, по условиям эксплуатации – стационарному исполнению,
по отношению к измеряемой среде – герметичные.

ТП изготавливаются в следующих климатических исполнениях:

- исполнение У1.1 по ГОСТ 15150, но для работы при верхнем значении темпера-

туры окружающего воздуха от минус 45 до 85 °С;

- тропическое исполнение Т3, но для работы при верхнем значении температуры
окружающего воздуха от минус 10 до 85 °С и верхнем значении относительной влажно-
сти 98 % при температуре 35 °С.

ТП по ГОСТ 27.003 относятся к изделиям конкретного назначения, вида 1, непре­рывного применения, ремонтируемым или неремонтируемым в зависимости от испол­нения (приложение А).

ТП являются средствами измерений.

Габаритные и присоединительные размеры, масса, показатели тепловой инерции
представлены в приложении Б, В, Г. Рекомендации по выбору материала защитной ар­матуры даны в приложении Д.

1.2 Характеристики

1.2.1 Условное обозначение номинальной статической характеристики преобразо-

вания (НСХ) по ГОСТ Р 8.585:

К – для ТХА;

L – для ТХК.

1.2.2 Класс допуска 2 по ГОСТ Р 8.585.

1.2.3 Рабочие диапазоны измеряемых температур приведены в таблице 1.

3

Таблица 1

Рабочий

Условное обозначе-

ние исполнения ТП

ТХА
Метран-201-01…-06
Метран-201-31…-33
Метран-231-01…-03

ТХА

Метран-201-07, -08

ТХА
Метран-231-06…-09 от 0 до 900

ТХК
Метран-202-01…-05
Метран-202-31…-33
Метран-232-01…-03

диапазон

измеряе-

мых тем-

ператур, °С

от минус

40 до 1000

от минус
40 до 800

от 0 до

1100

от минус
40 до 600

Номиналь-

ное значе-

ние темпе-

ратуры

примене-

ния, °С

700

600

800

600

450

Назначение

Измерение темпера-

туры газообразных и

жидких химически

неагрессивных и аг-

рессивных сред, не

разрушающих мате-

риал защитной арма-

туры или материал

оболочки кабеля

Измерение темпера-

туры в обжиговых

печах при производ-

стве огнеупоров

Измерение темпера-

туры газообразных

сред, продуктов сго-

рания природного

газа в агрегатах ком-

прессорных станций

магистральных газо-

проводов при скоро-

сти потока газов пе­ред защитным экра-

ном рабочего спая до

70 м/с

Измерение темпера-

туры газообразных и

жидких химически

неагрессивных и

агрессивных сред, не

разрушающих мате-

риал защитной арма-

туры или материал

оболочки кабеля

Материал защит-

ной арматуры (в

скобках-условное

обозначение при

заказе)

Сталь 10Х23Н18

(Н18),

15Х25Т (Х25),

сплав

ХН78Т (Н78)

Сталь 12Х18Н10Т

(Н10),

10Х17Н13М2Т

(Н13)

Керамический че-

хол КТВП, (Кв)
сталь – 15Х25Т

(Х25)

ХН45Ю (Н45)

Сталь

12Х18Н10 (Н10)

ХН78 (Н78)

Сталь

12Х18Н10Т (Н10)

4

Продолжение таблицы 1

Рабочий

Условное обозначе-

ние исполнения ТП

ТХА

Метран-231-04, -05 от 0 до 900

ТХК

Метран-232-04, -05 от 0 до 600

ТХА

Метран-231-10…13

ТХК

Метран-232-10…13

ТХК

Метран-232-14

ТХА

Метран-241

ТХК

Метран-242

диапазон

измеряе-

мых тем-

ператур, °С

от 0 до 600

от 0 до 400

от минус
40 до 400

рис.Г.3,

Г.4, Г.5,

Г.6, Г.7
от минус
40 до 200

рис.Г.1, Г.2

Номиналь-

ное значе-

ние темпе-

ратуры

примене-

ния, °С

600

450

585

300

300

120

Назначение

Измерение темпера­туры продуктов сго-

рания жидкого или

газообразного топлива

в пульсирующем по­токе, движущемся со
скоростью до 170 м/с

с давлением до

3 МПа, скорость из-

менения температуры

измеряемой среды до

150 °С/мин.

Измерение темпера-

туры перегретого пара

в пульсирующем по­токе, движущемся со

скоростью до 60 м/с с

давлением до

25,5 МПа

Измерение темпера-

туры поверхности

твердых тел, в том

числе температуры

брони доменной печи

Измерение темпера-

туры малогабаритных

подшипников, по-

верхности твердых

тел, корпусов и голо-

вок термопластавто-

матов

Материал защит-

ной арматуры (в

скобках-условное

обозначение при

заказе)

Сталь

ХН45Ю (Н45)

12Х18Н10Т (Н10)

10Х17Н13М2Т

(Н13)

12Х18Н10Т (Н10)

Сталь

12Х1МФ (МФ)

Сталь

12Х18Н10Т (Н10)

Сталь

12Х18Н10Т (Н10)

Латунь Л63 или

Л96 (Л)

1.2.4 Пределы допускаемых отклонений от НСХ Δд чувствительного элемента ТП

в рабочем диапазоне температур соответствуют значениям, указанным в таблице 2.

5

Таблица 2

Диапазон температур, °С

от -40 до 300
от 300 до 400
от 400 до 500
от 500 до 600
от 600 до 650
от 650 до 700
от 700 до 800
от 800 до 900

от 900 до 1000

от 1000 до 1100

Δд чувствительного элемента ТП, °С

ТХА ТХК

±2,5
±2,5

±3,75

±4,5

±2,5
±2,7
±3,2
±3,7
±4,0

±5,25

±6,0
±6,75
±7,50
±8,25

-

-

-

-

-

1.2.5 Пределы допускаемой основной погрешности Δр ТП в рабочем диапазоне

температур соответствуют значениям, указанным в таблице 3.

Таблица 3

Диапазон температур, °С

от -40 до 300
от 300 до 400
от 400 до 500
от 500 до 600
от 600 до 650
от 650 до 700
от 700 до 800
от 800 до 900

от 900 до 1000

от 1001 до 1100

ТХА ТХК

±3,25

±4,0

±4,9
±5,85
±6,82

±7,8

±8,8
±10,0
±10,7

Δр ТП, °С

±3,25
±3,50

±4,2
±4,8
±5,2

-

-

-

-

-

1.2.6 Изменение термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) после воздействия на ТП в

течение 2 ч температуры, равной верхнему пределу измерений, не превышает полови­ны допускаемого отклонения.

1.2.7 Электрическая изоляция ТП между термоэлектродами и металлической ча­стью защитной арматуры при температуре окружающего воздуха (25±10) °С и относи­тельной влажности от 30 до 80 % выдерживает в течение 1 мин испытательное

напря­жение 250 В синусоидального тока частотой 50 Гц, кроме исполнений с неизолирован­ным чувствительным элементом (ЧЭ).

1.2.8 Электрическое сопротивление изоляции между термоэлектродами ЧЭ и ме­таллической частью защитной арматуры, кроме исполнений с неизолированным ЧЭ, со­ставляет не менее:

100 МОм – при температуре (25±10) °С и относительной влажности от 30 до 80 %;
1 МОм – при температуре 35 °С

и относительной влажности до 98 %;

20 МОм – при температуре окружающего воздуха 85 °С;

- при температуре верхнего предела измерения:

0,07 МОм – при температуре 600 °С;
0,005 МОм – при температуре 1100 °С.

6

1.2.9 Электрическое сопротивление термоэлектродов ТП при температуре
(25±10) ° С не превышает значений, определяемых по формуле:

KLR

=

, (1)

где R

ЭТ

..

– сопротивление термоэлектродов, Ом;

Т.Э.

К – коэффициент, численно равный значениям в таблице 4;
L – длина монтажной части, м.
Для ТП исполнений ТХА Метран-231-02, ТХК Метран-232-02 R

определяется

Т.Э.

по формуле:

5,2..+⋅= LKR

ЭТ

(2)

Таблица 4

Сечение термоэлектродов,

2

, мм

S

ТЭ

ТХА ТХК

К, Ом/м

0,5 2,02 2,30

0,44 2,30 2,62

0,9 1,13 1,28
0,3 3,70 4,17

При этом сопротивление каждого термоэлектрода ТП с неизолированным спаем,
измеренное относительно защитной арматуры, не превышает половины значения, опре­деляемого формулами (1), (2).

1.2.10 ТП устойчивы к воздействию температуры окружающего воздуха от минус

45 до 85 °С.

1.2.11 ТП устойчивы к воздействию синусоидальной вибрации с частотой от 10 до

150 Гц, амплитудой 0,075 мм и ускорением для частоты,

2

9,8 м/с

(группа исполнения VI ГОСТ 12997).

выше частоты перехода,

1.2.12 ТП в упаковке для транспортирования выдерживают воздействие темпера-

туры окружающего воздуха от минус 50 до 50 °С и относительной влажности (95±3) %
при температуре 35 °С.

1.2.13 Степень защиты ТП от воздействия пыли и воды IP5Х по ГОСТ 14254 для
исполнений ТХА Метран-201-07, ТХА Метран-201-09, ТХА Метран-231-02, ТХА Мет­ран-231-03, ТХК Метран-232-02, ТХК

Метран-232-03; ТХА Метран-241-01, -02, -03, -

04, -06, -07; ТХК Метран-242-01, -02, -03, -04, -06, -07.

Для остальных исполнений степень защиты - IP65.

1.2.14 Вероятность безотказной работы за 1000 ч составляет не менее 0,80 (брако­вочное значение вероятности безотказной работы).

Критерием отказов является:

- обрыв или короткое замыкание ЧЭ;

- уменьшение сопротивления изоляции;

- превышение допустимой погрешности.

1.2.15 Средний срок службы ТП составляет не менее 3 лет.

1.2.16 Среднее

время восстановления не более 20 мин.

1.3 Устройство и работа

1.3.1 Измерение температуры основано на явлении возникновения в цепи ТП тер­моэлектродвижущей силы при разности температур между рабочими и свободными
концами. Величина термоэлектродвижущей силы пропорциональна этой разности тем­ператур и фиксируется потенциометром.

7

1.3.2 Измерительным узлом ТП является термоэлектрический чувствительный

элемент, выполненный на основе термопарного кабеля с минеральной изоляцией тер­моэлектродов типа КТМС(ХА), КТМСп(ХА), КТМС(ХК) по ТУ 16-505.757.

Свободные концы чувствительного элемента (термопарного кабеля) подключены к
армированным контактам в корпусе соединительной головки ТП. Схемы соединений
чувствительных элементов приведены в приложении Ж.

случае необходимости термопарный кабель можно легко вынуть из защитной

В
арматуры (отсоединив от армированных контактов) не вынимая защитную арматуру ТП
из зоны его установки.

1.4 Средства измерений, инструменты и принадлежности

Перечень и характеристики средств измерений и оборудования, необходимых для
проверки ТП, представлены в таблице 5.

Таблица 5

Рекомендуемые

средства измерения

и оборудование

ВИТ-2

М-67

Ф4101

МТП-2М

ТЛ-21Б-2

ППО-II-1000

В7-54/3

Наименование

Психрометр

Барометр

Мегаомметр

Горизонтальные

трубчатые печи

Термостат

нулевой

Блок

управления

Образцовый ртутный

термометр

3 разряда

Образцовый

платинородий-

платиновый

термоэлектрический

термометр

Вольтметр

цифровой

Основные характеристики, необходимые для проверки

ТП

Диапазон измерений относительной влажности 40-95 %.
Диапазон измерения температуры воздуха 15-45 °С;
цена деления шкалы термометра 0,5 °С.
Погрешность измерения относительной влажности ±5 %
Диапазон измерения от 600 до 800 мм рт.ст,
цена деления 0,8 мм рт.ст.
Пределы измерений 0-1000 МОм, номинальное напря­жение 100 В.
Основная погрешность ±2,5 %
Диапазон температуры 300-1000 °С, температурный
градиент 0,8 °С/см

Температура (0±0,1) °С, объем рабочей камеры 5 л ТН-3М

Диапазон воспроизводимых температур от 0 до 1200 °С УПСТ-2М

Диапазон температур 0-50 °С

Диапазон температур:

- от 300 до 1000 °С.
Второй разряд

Диапазон измерения 0-2 В, 0-20 В.
Основная погрешность измерения:

±0,0015 % для межповерочного интервала 24 ч,
±0,004 % для межповерочного интервала 12 мес.

Диапазон измерения 0-200 Ом
Основная погрешность измерения:

±0,003 % для межповерочного интервала 24 ч,
±0,0085 % для межповерочного интервала 12 мес.

8

Продолжение таблицы 5

Примечания

1. Допускается применение других средств измерения и оборудования с аналогичными или луч-

шими метрологическими характеристиками.

2. Образцовые средства измерения, применяемые при поверке ТП, должны быть поверены в со-

ответствии с ПР 50.2.006.

1.5 Маркировка

1.5.1 На табличке, расположенной на крышке корпуса соединительной головки

ТП, нанесены следующие знаки и надписи:

- товарный знак предприятия-изготовителя;

- знак утверждения типа;

- условное обозначение модели, например, ТХА Метран-201-02;

- обозначение НСХ;

- класс допуска;

- количество ЧЭ;

- рабочий диапазон измеряемых температур;

- длина монтажной части, мм;

- порядковый номер по

- дата выпуска (год и месяц).

1.5.2 На потребительской таре ТП наклеена этикетка, содержащая:

- товарный знак или наименование предприятия-изготовителя;

- условное обозначение модели;

- дата упаковывания (год и месяц);

- штамп ОТК и подпись упаковщика.

1.6 Упаковка

1.6.1 Упаковка ТП состоит из потребительской и транспортной тары, изготавли-

ваемой

по чертежам предприятия-изготовителя.

ТП упаковывают в полиэтиленовые пакеты и укладывают в транспортные ящики
вместе с эксплуатационной документацией.

1.6.2 Упаковка соответствует категории КУ-0 по ГОСТ 23170. Упаковочный лист
укладывают в каждое грузовое место. Вариант внутренней упаковки ВУ-0, вариант
внутренней защиты ВЗ-0 по ГОСТ 9.014.

1.6.3 Упаковка в транспортную тару производится по ГОСТ 5959.

Масса транспортной

системе нумерации предприятия-изготовителя;

тары не более 50 кг.

9

2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПО НАЗНАЧЕНИЮ

2.1 Общие указания

2.1.1 При получении ТП установить сохранность упаковочной тары. В случае ее
повреждения следует составить акт и обратиться с рекламацией к транспортной органи­зации.

2.1.2 После получения ТП рекомендуется сделать записи в разделе 6 паспорта
(движение изделия при эксплуатации), где должны быть указаны: наименование и но

мер ТП, наименование организации, поставившей ТП.

В паспорт (журнал) желательно включить также данные, касающиеся эксплуата­ции ТП. Например, дата установки, наименование организации, установившей ТП, ме­сто установки, записи по обслуживанию ТП с указанием имевших место неисправно­стей и их причин, восстановительных и ремонтных работ и времени, когда эти работы
были

проведены.

Мы, как предприятие-изготовитель, заинтересованы в получении подробной ин­формации о работе ТП и возникших неполадках с целью исключения их в дальнейшем.
Направляйте в наш адрес также предложения по усовершенствованию конструкции ТП.

2.2 Подготовка к использованию

2.2.1 Распаковать термопреобразователь и проверить комплектность.

2.2.2 Произвести внешний осмотр, проверить соответствие габаритных размеров,

данных

паспортной таблички, маркировку полярности.

2.2.3 Выдержать термопреобразователь после распаковки в холодное время года

при температуре окружающего воздуха (25±10) °С и относительной влажности от 30 до

-

80 % в течение 1 ч. С корпуса соединительной головки снять крышку.

2.2.4 Проверить целостность чувствительного элемента омметром. При наличии

обрыва заменить термометрическую вставку (термопарный кабель) на новую.

Проверить сопротивление изоляции

между чувствительным элементом и защитной
арматурой. Закоротить между собой термоэлектроды чувствительного элемента, зажи­мы мегаомметра подключить к защитной арматуре и к закороченным термоэлектродам.
Испытательное напряжение 100 В, отсчет показаний произвести через 1 мин. Устано­вить крышку на место.

2.2.5 Установить термопреобразователь в посадочное гнездо на объекте.

2.2.6 Через кабельный ввод термопреобразователя протянуть компенсационные

провода и подключить к контактам корпуса соединительной головки с соблюдением
полярности.

10