Описание
Назначение
Уровнемеры ДУУ10 (далее «уровнемеры») предназначены для непрерывного контроля уровня, уровня раздела, температуры и давления жидких продуктов в емкостях технологических и товарных парков.
Уровнемеры могут осуществлять:
– контактное автоматическое измерение уровня жидких продуктов;
– контактное автоматическое измерение до трех уровней раздела несмешиваемых жидких продуктов (всего не более трех уровней и уровней раздела);
– измерение температуры контролируемой среды в одной точке (на конце датчика);
– измерение давления контролируемой среды в одной точке (на конце датчика);
– питание и передачу данных измерений по двухпроводному HART-протоколу либо по четырехпроводному внутреннему протоколу ЗАО «Альбатрос»;
– ввод по HART-протоколу или протоколу «Альбатрос» настроек уровнемера;
– местную индикацию данных измерений (при наличии ячейки индикации) – уровней, температуры, давления (для уровнемеров с каналом измерения давления);
– ввод с клавиатуры таблицы калибровки резервуара;
– ввод и индикацию настроечных параметров;
– расчет и индикацию объема жидкого продукта в резервуаре на основании введенной таблицы калибровки резервуара;
– формирование стандартного токового сигнала от 4 до 20 мА, к которому могут быть привязаны один из измеряемых уровней или рассчитанный объем продукта(только для уровнемеров с HART-протоколом);
– точную подстройку выходного токового сигнала уровнемера к уровням 4 мА и 20 мА (только для уровнемеров с HART-протоколом);
– привязку полного диапазона выходного токового сигнала к рабочему диапазону измеряемых уровней в резервуаре (только для уровнемеров сHART-протоколом);
– выдачу выходных токовых сигналов 3,8 мА и 20,6 мА при выходе привязанного к токовому сигналу параметра соответственно за нижний и верхний пределыизмерения (только для уровнемеров с HART-протоколом);
– выбор аварийного уровня выходного токового сигнала 3,61 мА или 20,99 мА (только для уровнемеров с HART-протоколом);
– запрет изменения настроек уровнемера с клавиатуры или по цифровому каналу;
– ввод настроечных параметров и таблицы калибровки резервуара с персонального компьютера (ПК) через внешний модуль интерфейса МИ7 (далее МИ7),работающий с ПК по USB интерфейсу;
– индикацию на экране ПК через МИ7 данных измерений и настроек уровнемера;
Уровнемеры предназначены для установки на объектах:
– во взрывоопасных зонах классов 0, 1 и 2 по ГОСТ Р 52350.10, где возможно образование смесей горючих газов и паров с воздухом категории IIB по ГОСТ Р51330.11 температурных групп Т4 и T5 по ГОСТ Р 52350.0;
– во взрывоопасных зонах классов 20, 21, 22 по ГОСТ Р МЭК 61241-10, где присутствуют взрывчатые пылевоздушные смеси и слои горючей пыли примаксимальной температуре поверхности не выше 120 °C.
Уровнемеры имеют взрывозащищенное исполнение, соответствие требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 012/2011 обеспечивается выполнением требований безопасности согласно ГОСТ Р 52350.0, ГОСТ Р 52350.11 для применения во взрывоопасных газовых средах (кроме шахт, опасных по рудничному газу), а также соответствуют требованиям ГОСТ Р МЭК 61241-0 и ГОСТ Р МЭК 61241-11 для применения во взрывоопасных пылевых средах (кроме шахт, опасных по рудничному газу).
Уровнемеры имеют вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь» с уровнем «ia», уровень взрывозащиты «Особовзрывобезопасный» для взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом категории IIB по ГОСТ Р 51330.11, температурных групп Т4 и Т5 по ГОСТ Р 52350.0 и уровень взрывозащиты «iaD» по ГОСТ Р МЭК 61241-11 для взрывоопасных пылевых сред, маркировку взрывозащиты «0ЕхiаIIB Т4/T5 X» по ГОСТ Р 52350.0 и «ExiаD20T100 °C/120 °C» по ГОСТ Р МЭК 61241-0.
Знак «Х» в маркировке взрывозащиты указывает на специальные условия безопасного применения уровнемеров:
– уровнемеры применяются в комплекте с блоками, имеющими для выходных цепей вид взрывозащиты«Искробезопасная электрическая цепь» уровня «ia» и параметры искробезопасных выходов Uо≤36 В; Iо≤59 мА; Ро≤0,5 Вт (для уровнемеров с HART-протоколом);Uо≤14,3 В; Iо≤80 мА; Ро≤0,5 Вт (для уровнемеров с протоколом «Альбатрос»); Lо≤22 мГн; Со≤1,8 мкФ;
– необходимость предотвращения условий образования искр от трения или соударения с корпусом уровнемеров во взрывоопасной зоне;
– необходимость предотвращения условий образования зарядов статического электричества на защитной крышке уровнемера при ее наличии, на поплавке типа I(запрещается протирка, обдув сухим воздухом и т.д.) во взрывоопасной зоне;
– связь уровнемера с ПК по USB интерфейсу допускается только вне взрывоопасной зоны.
Уровнемеры могут подключаться к вторичным приборам БСД5А и БСД5Н, см. соответствующий раздел настоящего каталога.
Уровнемер ДУУ10 совместно с Комплектом измерений САВА (см. соответствующий раздел настоящего каталога) предназначен для экспресс – контроля уровня жидкости в технологическом аппарате на удаленных объектах без электроснабжения.
2 Контролируемая среда
Нефть, нефтепродукты, растворители, сжиженные газы, кислоты, щелочи, другие агрессивные и неагрессивные среды.
Стойкость уровнемеров к агрессивным средам ограничена применяемыми материалами, контактирующими с контролируемой средой: нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, 1.4435 (для ячеек измерения давления в уровнемерах ДУУ10-06, ДУУ10-08), фторопласт-4, фторопласт с антистатическими свойствами, сферопластик марки ЭДС-7АП (для поплавков типа I), AISI 304.
3 Состав уровнемеров
Уровнемеры ДУУ10 состоят из:
– чувствительного элемента (ЧЭ);
– поплавка (поплавков) измерения уровня (уровня раздела), скользящего вдоль продетого сквозь него ЧЭ;
– донного поплавка (для уровнемеров с базой измерения – дно);
– первичного преобразователя (ПП), включающего пьезоэлемент.
4 Технические данные
4.1 Основные технические характеристики и условия эксплуатации уровнемеров даны в таблице 1.
Таблица 1
* По специальному заказу возможно изготовление уровнемеров с другой длиной ЧЭ
** По специальному заказу возможно изготовление уровнемеров с расширенным диапазоном температур контролируемой среды (менее минус 45, более +120 °С) и диапазоном избыточного давления более номинального
*** Считывание данных с индикатора гарантируется при температуре окружающей среды более минус 30 °С
4.2 Верхний неизмеряемый уровень не более (100 + HП – HПОГР), мм для уровнемеров с жестким ЧЭ (ДУУ10-02…-08) и не более (150 + HП – HПОГР), мм для уровнемеров с гибким ЧЭ (ДУУ10-10…-14), где HП – высота поплавка, HПОГР – глубина погружения поплавка. Конкретное значение определяется геометрическими размерами поплавка.
4.3 Нижний неизмеряемый уровень для уровнемеров с базой измерения уровня – крыша – не более (200 + HПОГР), мм для уровнемеров ДУУ10-02, -04, -10…-14 и не более (300 + HПОГР), мм для уровнемеров ДУУ10-06, -08, где HПОГР – глубина погружения поплавка, мм. Нижний неизмеряемый уровень для уровнемеров с базой измерения уровня – дно – не более (700 + HПОГР), мм.
4.4 Зона неизмеряемых уровней между двумя поплавками в многопоплавковых уровнемерах не более 200 мм. Запрещается использование в многопоплавковых уровнемерах поплавков (включая донный) высотой менее 115 мм без согласования с производителем.
4.5 Величины неизмеряемых уровней определяются размерами поплавков и глубинами их погружения в конкретных продуктах.
4.6 Вязкость не ограничивается при отсутствии застывания контролируемой среды на элементах конструкции уровнемера и отсутствии отложений на уровнемере, препятствующих перемещению поплавка.
4.7 Тип поплавка уровнемеров определяется при заказе требуемыми условиями эксплуатации. Диапазоны плотностей по п. 4.7.2 – 4.7.5 даны для поплавков, изготовленных из титана и из нержавеющей стали.
4.7.1 Плотность поплавка типа I может варьироваться в пределах от 380 до 745 кг/м3.
4.7.2 Плотность поплавка типа II составляет от 270 до 490 кг/м3.
4.7.3 Плотность поплавка типа III для измерения уровня раздела сред должна быть близкой к среднему арифметическому плотностей контролируемых сред. Эта плотность может регулироваться в диапазоне от 460 до 1070 кг/м3.
4.7.4 Плотность поплавка типа IV (диаметром 86,6 мм и высотой 144 мм) составляет от 550 до 650 кг/м3 и заказывается для жидкостей с плотностью не менее 650 кг/м3. Плотность поплавка типа IV (диаметром 87,5 мм и высотой 144 мм) составляет от 340 до 440 кг/м3 и заказывается для жидкостей с плотностью не менее 440 кг/м3. Плотность поплавка типа IV (диаметром 88 мм и высотой 122 мм) составляет от 370 до 430 кг/м3 и заказывается для жидкостей с плотностью не менее 430 кг/м3. Плотность поплавка типа IV (диаметром 87,5 мм и высотой 140 мм) составляет (400 ± 20) кг/м3 и заказывается для жидкостей с плотностью не менее 420 кг/м3.
4.7.5 Плотность поплавка типа V для измерения уровня раздела сред должна быть близкой к среднему арифметическому плотностей контролируемых сред. Эта плотность может регулироваться в диапазоне от 530 до 1070 кг/м3.
4.7.6 В уровнемерах с базой измерения дно – самым нижним на ЧЭ устанавливается донный поплавок типа IV (УНКР.305446.088), имеющий плотность не менее 4000 кг/м3 и всегда располагающийся на дне резервуара.
4.8 Метрологические характеристики
4.8.1 Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности измерений уровня равны:
– ±3 мм для уровнемеров исполнения 0, но не менее указанных в п. 4.8.8;
– ±1 мм для уровнемеров исполнения 1 с HART-протоколом, но не менее указанных в п. 4.8.8;
– ±0,7 мм для уровнемеров исполнения 1 с протоколом «Альбатрос» и длиной ЧЭ свыше 4000 мм;
– ±0,5 мм для уровнемеров исполнения 1 с протоколом «Альбатрос» и длиной ЧЭ до 4000 мм включительно.
4.8.2 Пределы допускаемой абсолютной дополнительной погрешности измерений уровня в рабочем диапазоне температур контролируемой среды равны ±0,2 мм на каждые 10 °С на 1000 мм длины ЧЭ для уровнемеров в режиме повышенной помехоустойчивости измерений.
4.8.3. Пределы допускаемой абсолютной дополнительной погрешности измерений уровня в рабочем диапазоне температур окружающей среды равны нулю для уровнемеров в режиме повышенной помехоустойчивости измерений.
4.8.4 Пределы допускаемой абсолютной дополнительной погрешности измерений уровня в рабочем диапазоне температур контролируемой и окружающей среды равны ±0,2 мм на каждые 10 °С на 1000 мм длины ЧЭ для уровнемеров в режиме повышенной надежности измерений.
4.8.5 Основным режимом работы уровнемера является режим повышенной помехоустойчивости измерений.
4.8.6 По специальному заказу возможна поставка уровнемеров с допускаемой абсолютной дополнительной погрешностью измерений в рабочем диапазоне температур контролируемой среды менее ±0,2 мм на каждые 10 °С на 1000 мм длины ЧЭ в режиме повышенной помехоустойчивости измерений.
4.8.7 Кроме дополнительной погрешности измерения уровня, вызванной изменением температуры, следует учитывать изменения глубины погружения поплавка (п.4.7 настоящего раздела), а также вязкость продукта и силу трения.
4.8.8 Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений выходного токового сигнала при линейной функции преобразования полной длины ЧЭ уровнемера к стандартному токовому сигналу от 4 до 20 мА равны ±0,05%, но не менее указанных в п. 4.8.1.
4.8.9 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений выходного токового сигнала при линейной функции преобразования полной длины ЧЭ уровнемера к стандартному токовому сигналу от 4 до 20 мА равны ±8 мкА, но не менее указанных в п. 4.8.1.
4.8.10 Пределы допускаемой приведенной погрешности измерения объема равны ±0,05% без учета погрешности таблицы калибровки резервуара, введенной в уровнемер, но не менее указанных в п. 4.8.1.
4.8.11 Диапазон измерений температуры равен диапазону температур контролируемой среды.
4.8.12 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры равны:
– ±0,7 °C в диапазоне температур от минус 45 до минус 40 °С;
– ±0,5 °C в диапазоне температур от минус 40 до +105 °С;
– ±0,7 °C в диапазоне температур свыше +105 до +120 °С.
4.8.13 Диапазон измерений давления для уровнемеров с каналом измерения давления от 0 до 2,0 МПа.
4.8.14 Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений давления равны ±1,5 %.
4.9 Электрические параметры и характеристики уровнемеров с HART-протоколом
4.9.1 Питание уровнемеров с HART-протоколом осуществляется постоянным искробезопасным напряжением от 15 до 36 В при общем сопротивлении линии от 230 до 350 Ом и от 18 до 36 В при общем сопротивлении линии от 230 до 500 Ом (общее сопротивление включает нагрузочное сопротивление HART). Максимальное полное сопротивление первичного ведущего HART – устройства (передатчика) не более 500 Ом. Для вторичного ведущего HART-устройства минимальное шунтирующее полное сопротивление приемника 5 кОм, максимальное шунтирующее полное сопротивление передатчика 100 Ом. Для пассивных устройств в контуре токовой петли минимальное шунтирующее полное сопротивление 10 кОм, максимальное последовательное полное сопротивление 100 Ом. Ток потребления уровнемеров составляет от 3,6 до 21,0 мА в зависимости от сигнала стандартного токового выхода от 4 до 20 мА. Источник питания должен иметь максимальное последовательное полное сопротивление 10 Ом, максимальный уровень пульсаций (в диапазоне от 47 до 125 Гц) 0,2 В (двойная амплитуда) и максимальный уровень шума (в диапазоне от 500 Гц до 10 кГц) 1,2 мВ (среднеквадратическое значение).
4.9.2 Электрическое сопротивление изоляции между гальванически развязанными цепями не менее 20 МОм в нормальных условиях и не менее 5 МОм при верхнем значении рабочей температуры. Электрическая изоляция между гальванически развязанными цепями уровнемеров выдерживает в течение одной минуты без перебоя и поверхностного перекрытия испытательное постоянное напряжение 500 В в нормальных условиях применения.
4.9.3 По степени защиты от поражения электрическим током уровнемеры (как с HART-протоколом, так и с протоколом «Альбатрос») относятся к классу защиты III в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0.
4.9.4 По уровню электромагнитной совместимости уровнемеры (как с HART-протоколом, так и с протоколом «Альбатрос») удовлетворяют требованиям ГОСТ Р 51522.1 для оборудования класса А, требованиям ГОСТ Р 51318.22 по уровню излучаемых радиопомех и ГОСТ Р 53390 по уровню кондуктивных помех.
4.9.5 Связь уровнемеров с ведущим HART-устройством осуществляется с помощью двухпроводного HART-совместимого кабеля (например, КМВЭВ-3 1х2х0,75) с наружным диаметром не более 9 мм, через который подается питание уровнемеров. Для повышения устойчивости уровнемера к промышленным помехам рекомендуется применять кабель – витую пару в экране.
4.9.6 Нормальное функционирование уровнемеров при использовании для передачи данных HART-протокола обеспечивается при величине постоянной времени RC соединительного кабеля между уровнемерами и ведущими HART-устройствами (HART-коммуникаторами, HART-модемами) не более 65 мкс с учетом величины нагрузочного резистора (230 Ом≤R≤500 Ом). Например, при использовании кабеля с погонным сопротивлением 36 Ом/км и емкостью 100 пФ/м, допустимая длина кабеля составит 2000 м. Типичное значение емкости компьютерной экранированной витой пары – 65 пФ/м, погонное сопротивление 120 Ом/км. Типичное значение емкости промышленной экранированной витой пары – 150 пФ/м, погонное сопротивление 120 Ом/км. Типичное значение емкости экранированного многожильного кабеля – 200 пФ/м, погонное сопротивление 120 Ом/км.
4.9.7 Обмен информацией уровнемеров с ведущим HART-устройством ведется последовательным кодом в асинхронном полудуплексном режиме по протоколу HART версии 5. Перечень HART-команд, поддерживаемых уровнемером, приведен в руководстве оператора УНКР.407631.005-XXX РО. Скорость передачи составляет 1200 бит/с.
4.9.8 Уровнемеры могут работать как в моноканальном, так и в немоноканальном режиме. В моноканальном режиме уровнемеры включаются параллельно транзитным подключением двухпроводного кабеля. При этом стандартный токовый выход от 4 до 20 мА фиксируется в состояние 4 мА. Возможно одновременное подключение в моноканальном режиме до 15 уровнемеров. При этом возможен обмен цифровой информацией между ведущим HART-устройством и каждым включенным в моноканал уровнемером.
Для идентификации каждый уровнемер должен иметь собственный адрес в диапазоне от 1 до 15, который может быть присвоен уровнемеру с использованием собственной трехкнопочной клавиатуры или с ведущего HART-устройства (см. раздел «Работа с HART» руководства оператора УНКР.407631.005-XXX РО). В немоноканальном режиме возможно подключение только одного уровнемера, имеющего адрес 0. При этом возможен обмен цифровой информацией с ведущим HART-устройством и одновременно считывание стандартного токового сигнала от 4 до 20 мА, пропорционального одному из измеряемых уровнемером параметров (уровень, уровень раздела либо соответствующий рассчитанный объем). Параметр, пропорциональный токовому сигналу, выбирается с использованием клавиатуры и индикатора уровнемера.
4.9.9 Время установления рабочего режима уровнемеров не более 30 секунд.
4.9.10 Время измерений:
– по каналам измерений уровня определяется скоростью обмена по HART-протоколу (примерно 2 раза в секунду);
– по каналам измерений давления и температуры не более 3,6 с.
4.9.11 Значение постоянной времени усреднения каналов измерений уровнемера может быть в диапазоне от 0,0 до 30,0 с (значение по умолчанию 3,3 с, см. раздел «Работа с индикатором» руководства оператора УНКР.407631.005-XXX РО).
4.9.12 Время непрерывной работы комплекта измерений для объектов без электроснабжения САВА не менее трех часов в диапазоне температур от минус 40 до +45 °С.
4.10 Электрические параметры и характеристики уровнемеров с протоколом «Альбатрос»
4.10.1 Питание уровнемеров осуществляется от вторичного прибора постоянным искробезопасным напряжением от 10,8 до 14,3 В. Ток потребления уровнемеров составляет не более 24 мА.
4.10.2 Связь уровнемеров с вторичным прибором осуществляется с помощью экранированного четырехпроводного кабеля с наружным диаметром не более 9 мм. Для повышения устойчивости уровнемеров к промышленным помехам рекомендуется применять кабель – две витые пары в экране.
4.10.3 Нормальное функционирование уровнемеров обеспечивается при длине соединительного кабеля между уровнемерами 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.
4.10.4 Обмен информацией уровнемеров с вторичным прибором ведется последовательным кодом в асинхронном полудуплексном режиме по внутреннему протоколу ЗАО «Альбатрос». Скорость передачи составляет 4800 бит/с.
4.10.5 Предельные параметры выходного ключа уровнемеров на активной нагрузке, обеспечиваемые вторичным прибором:
– коммутируемое напряжение 12 В ± 10 %;
– допустимый ток коммутации ключа не более 20 мА.
4.10.6 Входной токовый сигнал, соответствующий:
– логическому нулю – 0 мА;
– логической единице – от 5 до 20 мА.
5 Принцип работы прибора
5.1 Измерение уровня продукта 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, в ней под действием магнитострикционного эффекта возникает импульс продольной деформации, который распространяется по проволоке и фиксируется пьезоэлементом, закрепленным на ней. Кроме того, возникает импульс упругой деформации, отраженный от нижнего конца ЧЭ уровнемера и принимаемый пьезоэлементом.
5.2 В уровнемерах измеряется время от момента формирования импульса тока до момента приема импульсов упругой деформации, принятых и преобразованных пьезоэлементом. Это позволяет определить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня жидкости.
6 Установка прибора
6.1 Перед установкой уровнемера необходимо размагнитить звуковод ЧЭ: для этого производится трехкратное перемещение поплавка от начала до конца ЧЭ уровнемера.
6.2 Установка уровнемеров осуществляется в верхней части резервуара на любой имеющейся или специально образованной горизонтальной поверхности (максимальное отклонение оси уровнемера от вертикали ±1° для уровнемеров с жесткими ЧЭ и ±5° для уровнемеров с гибкими ЧЭ).
6.3 Вертикальность установки должна обеспечиваться посадочным местом, подготовленным потребителем.
6.4 Установка уровнемеров выполняется несколькими способами – установка с использованием втулки, соединение с использованием трубного фитинга СМСТ-14М-8R (только для уровнемеров ДУУ10-02, ДУУ10-04 без фторопластовой трубки на ЧЭ) или установка с использованием комплекта УДСФ УНКР.421946.004. Описание комплекта УДСФ см. соответствующий раздел настоящего каталога. Допускается использование других вариантов установки уровнемеров по согласованию с предприятием – изготовителем.
7 Структура условного обозначения уровнемера
7.1 Структура условного обозначения уровнемера ДУУ10, см. таблицу 2.
7.2 Ключ заказа:
* Возможно использование для присоединения к процессу комплекта датчика с обводной трубой (УДОТ) УНКР.421946.002
8 Комплектность поставки
8.1 В комплект поставки ДУУ10 входят:
8.2 В комплект для присоединения к процессу с использованием установочной втулки входят:
8.3 В комплект для присоединения к процессу с использованием УДСФ входит комплект для установки датчика на стандартные фланцы УДСФ УНКР.421946.004.
8.4 В комплект для присоединения к процессу с использованием трубного фитинга для температур до +85 °С входит:
8.5 В комплект для присоединения к процессу с использованием трубного фитинга для температур до +120 °С входит:
8.6 В комплект измерений для объектов без электроснабжения САВА входят:
Примечания
1. Комплектующие, помеченные знаком «*» определяются заказом.
2. Руководство по эксплуатации поставляется в одном экземпляре на партию (до пяти штук) или на каждые пять штук в партии.
3. Уровнемеры с HART-протоколом комплектуются: руководством оператора УНКР.407631.005-1XX РО (где 1ХХ – номер текущей версии программного обеспечения); уровнемеры с протоколом ЗАО «Альбатрос»);
руководством оператора УНКР.407631.005-2XX РО (где 2ХХ – номер текущей версии программного обеспечения).
9 Дополнительная информация
Подробно сведения по техническим характеристикам, принципу действия, установке, подготовке к работе и порядке работы с прибором даны в руководстве по эксплуатации УНКР.407631.005 РЭ.
Отзывы
Отзывов пока нет.