Описание
Назначение
Датчики уровня ультразвуковые ДУУ6 (далее «датчики») выпускаются в двух исполнениях: ДУУ6 с каналом измерений уровня светлых нефтепродуктов и ДУУ6-1 – с каналами измерений уровня светлых нефтепродуктов и уровня раздела сред. Датчики предназначены для построения систем объемно-массового учета, обеспечивающих вычисление плотности и массы однофазных светлых нефтепродуктов (далее – контролируемой среды) по измеренным параметрам и работают совместно с блоком сопряжения с датчиками БСД (в составе измерительного комплекса ДУУ6-БСД), блоком сопряжения с датчиками БСД4 (в составе уровнемера ДУУ4МА).
Датчики обеспечивают непрерывное контактное автоматическое измерение:
– уровня контролируемой среды (далее – уровня);
– уровня раздела сред (подтоварной воды), только ДУУ6-1;
– избыточного давления в газовой подушке меры вместимости (далее избыточного давления);
– гидростатического давления, пропорционального уровню и плотности контролируемой среды (далее – гидростатического давления);
– температуры в пяти точках, равномерно расположенных по длине чувствительного элемента (далее – ЧЭ).
Для обеспечения необходимой точности измерений в датчиках:
– отсутствует дополнительная погрешность канала измерений гидростатического давления – ячейки для измерений давлений (далее – ЯИД) калибруются в процессе производства во всем диапазоне рабочих температур;
– каналы измерений гидростатического давления датчиков калибруются на одно из трех значений диапазона измерений в зависимости от длины ЧЭ;
– введена калибровка интегральных термометров в процессе производства для снижения (до ±0,5 °C) абсолютной погрешности каналов измерений температуры;
– введено исполнение датчиков (ДУУ6-1) с возможностью измерений уровня раздела сред (подтоварной воды);
– в датчиках ДУУ6-1 применены поплавки с вынесенными магнитными системами (типа I Ø130х398 и типа I Ø80х201, см. таблицу 2) c целью уменьшения нижних неизмеряемых уровней.
Датчики устанавливаются на объектах в зонах классов 0, 1 и 2 по ГОСТ Р 51330.9, где возможно образование смесей горючих газов и паров с воздухом категории IIB согласно ГОСТ Р 51330.11 температурной группы T5 включительно.
Датчики имеют взрывозащищенное исполнение, соответствие требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 012/2011 обеспечивается выполнением требований ГОСТ Р 51330.0 и ГОСТ Р 51330.10. Датчики имеют вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь», уровень взрывозащиты «Особовзрывобезопасный» для взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом категории IIB по ГОСТ Р 51330.11 температурной группы T5, маркировку взрывозащиты «0ExiаIIBT5 X» по ГОСТ Р 51330.0.
Знак «Х» указывает на возможность применения датчиков в комплекте с блоками сопряжения с датчиками БСД ТУ 4217-026-29421521-04 (далее «блоки БСД») или другими вторичными приборами производства ЗАО «Альбатрос», имеющими для выходных цепей вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь» уровня «ia» и параметры искробезопасных выходов Uo≤14,3 В; Io≤80 мА; Lo≤22 мГн; Co≤1,8 мкФ.
Также знак «Х» указывает на необходимость предотвращения условий образования зарядов статического электричества на защитной крышке датчика при ее наличии.
2 Контролируемая среда
Чистые нефтепродукты, а также другие неагрессивные однофазные жидкости различных производств.
Стойкость датчиков к агрессивным средам ограничена применяемыми материалами, контактирующими с контролируемой средой: фторопласт-4, фторопласт PFA C-980, сферопластик марки ЭДС-7АП и нержавеющие стали 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М3Т, ANSI 316 и DIN1.4408.
3 Состав датчика
Датчики состоят из:
– первичного преобразователя (ПП) датчика;
– чувствительного элемента (ЧЭ);
– поплавка (поплавков) с постоянным магнитом, скользящего по ЧЭ.
Датчики комплектуются поплавками тип I и тип I «карусельного типа» с вынесенной магнитной системой. Описание поплавков дано в разделе II.12 настоящего каталога и в руководстве по эксплуатации УНКР.407533.042 РЭ. Поплавки тип I Ø130х398 и тип I Ø80х201 для датчиков ДУУ6-1 имеют вынесенные магнитные системы. Это позволяет уменьшить значение нижнего неизмеряемого уровня (см. п. 4.2.4 настоящего раздела).
4 Технические данные
4.1 Основные технические характеристики и условия эксплуатации датчика даны в таблице 1.
Таблица 1
* По специальному заказу возможно изготовление датчиков с длиной ЧЭ менее 1500 и более 6000 мм, установочных фланцев с высотой НУФ отличной от заказных значений 150 мм (УНКР.301265.002) и 75 мм (УНКР.301265.002-01)
** По специальному заказу возможно изготовление датчиков с рабочей температурой и соответственно диапазоном измерений температуры контролируемой среды ниже минус 40 и выше +65 °С, с допустимой плотностью контролируемой среды ниже 650 кг/м3 и выше 850 кг/м3
*** По специальному заказу возможно изготовление датчиков с рабочей температурой внешней среды ниже минус 45 и выше +75 °С
**** «LЧЭ» – длина чувствительного элемента
4.2 Верхний и нижний неизмеряемые уровни
4.2.1 Верхний неизмеряемый уровень HВН датчиков ДУУ6 не более 242 мм для поплавка типа I Ø130х62.
4.2.2 Верхний неизмеряемый уровень HВН датчиков ДУУ6-1 не более 578 мм для поплавков типа I Ø130х398 и типа I Ø80х201.
4.2.3 Нижний неизмеряемый уровень HНН датчиков ДУУ6 не более 165 мм для поплавка типа I Ø130х62.
4.2.4 Нижний неизмеряемый уровень HНН датчиков ДУУ6-1 не более минус 3 мм для поплавков типа I Ø130х398 и не более 30 мм для поплавков типа I Ø80х201.
4.2.5 При работе с одним поплавком типа I Ø130х398 нижний неизмеряемый уровень HНН датчиков ДУУ6-1 не более минус 193 мм (знак «минус» означает, что уровень контролируемой среды находится ниже нижнего конца ЧЭ датчиков).
4.3 Параметры контролируемой среды
Рабочее давление в газовой подушке меры вместимости:
– от минус 1,87 до 2,06 кПа при длине ЧЭ от 1,500 до 2,650 метров;
– от минус 3,08 до 3,27 кПа при длине ЧЭ от 2,651 до 4,100 метров;
– от минус 6,16 до 6,28 кПа при длине ЧЭ от 4,101 до 6,000 метров.
4.4 Скорость изменения уровня контролируемой среды не более 0,01 м/с.
4.5 Вязкость контролируемой среды не ограничивается при отсутствии застывания, и отложений на ЧЭ датчиков, препятствующих перемещению поплавков и работе ячеек для измерений давления (ЯИД).
4.6 Диапазон измерений уровня от (HНР + HНН) до (HНР + LЧЭ – HВН – HУФ), мм, где HНР – нижний неизмеряемый уровень в мере вместимости, мм, HУФ – высота установочного фланца, мм.
4.7 Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности измерений уровня зависят от типа поплавка (см. таблицу 2). Характеристики поплавков см. в соответствующем разделе настоящего каталога и в руководстве по эксплуатации УНКР.407533.042 РЭ.
Таблица 2
4.7.1 Пределы допускаемой абсолютной дополнительной погрешности измерений уровня датчиков ДУУ6 (ДУУ6-1) в рабочем диапазоне температур без температурной коррекции равны ±2 мм на 10 °С, а с температурной коррекцией диапазон температур при вычислении данной погрешности ограничен допускаемой абсолютной погрешностью измерения температуры (см. п. 4.14).
4.7.2 Пределы допускаемой абсолютной дополнительной погрешности измерений уровня раздела сред датчиков ДУУ6-1 в рабочем диапазоне температур без температурной коррекции равны ±10 мм на 10 °С, а с температурной коррекцией диапазон температур при вычислении данной погрешности ограничен допускаемой абсолютной погрешностью измерения температуры (см. п. 4.14).
4.8 Диапазон измерений избыточного давления соответствует допустимому рабочему давлению в газовой подушке меры вместимости (п. 4.3 настоящей главы).
4.9 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений избыточного давления в диапазоне рабочих температур равны:
– ±51 Па при длине ЧЭ датчика от 1,500 до 2,650 метров;
– ±84 Па при длине ЧЭ датчика от 2,651 до 4,100 метров;
– ±168 Па при длине ЧЭ датчика от 4,101 до 6,000 метров.
4.10 Диапазон измерений гидростатического давления относительно высоты установки нижней ЯИД:
– от 0 до 18,7 кПа при длине ЧЭ датчиков от 1,500 до 2,650 метров;
– от 0 до 30,8 кПа при длине ЧЭ датчиков от 2,651 до 4,100 метров;
– от 0 до 61,6 кПа при длине ЧЭ датчиков от 4,101 до 6,000 метров.
4.11 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений гидростатического давления относительно высоты установки нижней ЯИД в диапазоне рабочих температур от минус 20 °С до + 65 °С равны:
– ±20,4 Па при длине ЧЭ датчика от 1,500 до 2,650 метров;
– ±33,6 Па при длине ЧЭ датчика от 2,651 до 4,100 метров;
– ±67,2 Па при длине ЧЭ датчика от 4,101 до 6,000 метров.
4.12 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений гидростатического давления относительно высоты установки нижней ЯИД в диапазоне рабочих температур от минус 40 °С до минус 20 °С равны:
– ±25,5 Па при длине ЧЭ датчика от 1,500 до 2,650 метров;
– ±42 Па при длине ЧЭ датчика от 2,651 до 4,100 метров;
– ±84 Па при длине ЧЭ датчика от 4,101 до 6,000 метров.
4.13 Диапазон измерений температуры соответствует диапазону допустимых рабочих температур контролируемой среды (от минус 40 до +65 °С).
4.14 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры равны ±0,5 °C.
4.15 Электрические параметры и характеристики
4.15.1 Питание датчиков осуществляется от вторичного прибора постоянным напряжением 12 В с параметрами искробезопасности UO14,3 В, IO≤80 мА. Ток потребления датчиков составляет не более 40 мА.
4.15.2 По степени защиты от поражения электрическим током датчики относятся к классу защиты III в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0.
4.15.3 Связь датчиков с вторичным прибором осуществляется с помощью экранированного четырехпроводного кабеля. Наружный диаметр кабеля должен быть от 7 до 12 мм для неразъемного кабельного подключения датчика, либо от 5 до 13 мм для разъемного кабельного подключения датчика. При прокладке кабеля внутри металлорукава наружный диаметр кабеля должен быть не более 9 мм. Для повышения устойчивости датчиков к промышленным помехам рекомендуется применять кабель – две витые пары в экране.
4.15.4 Нормальное функционирование датчиков обеспечивается при длине соединительного кабеля между датчиками и вторичными приборами не более 1,5 км. Разрешается применение экранированных контрольных кабелей со следующими параметрами: RКАБ≤100 Ом, СКАБ≤0,1 мкФ, LКАБ≤2 мГн.
4.15.5 Обмен информацией датчиков с вторичными приборами ведется последовательным кодом в асинхронном полудуплексном режиме по внутреннему протоколу ЗАО «Альбатрос» версии 3.0. Скорость передачи составляет 4800 бит/с.
4.15.6 Предельные параметры выходного ключа датчиков на активной нагрузке, обеспечиваемые вторичными приборами:
– коммутируемое напряжение 12 В ±10 %;
– допустимый ток коммутации ключей не более 20 мА.
4.15.7 Входной токовый сигнал, соответствующий:
– логическому нулю – 0 мА;
– логической единице – от 5 до 20 мА.
5 Принцип работы прибора
5.1 Измерение уровня в датчиках основано на измерении времени распространения в стальной проволоке короткого импульса упругой деформации. По всей длине проволоки намотана катушка, в которой протекает импульс тока, создавая магнитное поле. В месте расположения поплавка с постоянным магнитом, скользящего вдоль проволоки, под действием эффекта магнитострикции возникает импульс продольной деформации, который распространяется по проволоке и фиксируется пьезоэлементом, закрепленным на верхнем ее конце.
5.2 В датчиках измеряются интервалы времени от момента формирования импульса тока в катушке до момента приема импульса упругой деформации от поплавка. Это позволяет определить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня контролируемой среды.
5.3 Для измерений давления в датчиках применены две пьезорезистивные мостовые ЯИД, расположенные в верхней и нижней частях ЧЭ датчика.
5.4 Для измерений температуры в датчике установлены шесть цифровых интегральных термометров фирмы Maxim Integrated Products, Inc. (пять по длине датчика и один внутри корпуса), прошедших калибровку с целью снижения абсолютной погрешности измерения температуры до ±0,5°C в диапазоне рабочих температур.
6 Установка прибора
6.1 Установка датчика осуществляется в верхней части меры вместимости на любой имеющейся или специально образованной горизонтальной поверхности (максимальное отклонение оси датчика от вертикали ±1°).
6.2 При монтаже в датчике ДУУ6 демонтируется разрезная втулка с центральной трубки поплавка, в датчике ДУУ6-1 – разрезные втулки с вынесенных магнитных систем поплавков. Снимаются поплавок (поплавки) и ограничительная втулка с ЧЭ датчика. На ЧЭ датчика надевается металлическая прокладка, входящая в комплект поставки датчика.
6.3 Тип присоединения – на фланец, входящий в комплект поставки датчика (см. п. 8 настоящего раздела) или на стандартные фланцы, для чего используется специальный комплект для установки УДСФ. Комплект поставляется по отдельному заказу. Описание комплекта УДСФ размещено в соответствующем разделе настоящего каталога.
7 Структура условного обозначения датчика
8 Комплектность
В комплект поставки входят:
Примечания
1. Документ УНКР.407533.042 РЭ поставляется в одном экземпляре на партию (до пяти штук) или на каждые пять штук в партии.
2. Фланец УНКР.301265.002 или УНКР.301265.002-01 (далее – фланец установочный) определяется заказом.
3. Тип заглушки определяется поставляемым штуцером в сборе или кабельным вводом.
9 Дополнительная информация
Подробно сведения по техническим характеристикам, принципу действия, установке, подготовке к работе и порядке работы с прибором, а также габаритные размеры датчика ДУУ6 (ДУУ6-1) даны в руководстве по эксплуатации УНКР.407533.042 РЭ.
Отзывы
Отзывов пока нет.