ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................
ОПИСАНИЕ И РАБОТА
1 НАЗНАЧЕНИЕ.........................................................................................................
2 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ.................................................................................... 3
3 КОМПЛЕКТНОСТЬ................................................................................................. 5
4 ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ДатчикА........................... 5
5 ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ДатчикА......................................................................... 6
6 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОСТИ ДатчикА.............................. 6
7 МАРКИРОВКА И ПЛОМБИРОВАНИЕ................................................................ 6
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПО НАЗНАЧЕНИЮ
8 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ...................................................... 7
9 УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ.................................................................... 8
10 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОСТИ ПРИ
МОНТАЖЕ ДатчикА 8
11 ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ И ПОРЯДОК РАБОТЫ........................................... 8
12 ХАРАКТЕРНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ И МЕТОДЫ ИХ
УСТРАНЕНИЯ........................................................................................................ 9
13 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И ПОВЕРКА ДатчикА......................... 9
14 ПРАВИЛА ХРАНЕНИЯ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ...................................... 9
ПРИЛОЖЕНИЯ
A Структура условного обозначения.................................................................... 10
B Габаритные размеры датчика........................................................................... 11
С Схема подключения датчика к вторичному прибору.................................. 12
D Формат данных интегральных датчиков температуры
DS18S20 Maxim Integrated Products, Inc......................................................... 13
ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ................................................... 14
Изм. 0 от 02.12.05 г.
Настоящий документ содержит сведения, необходимые для эксплуатации датчика плотности ДП1 ТУ 4212‑004‑29421521‑05, именуемого в дальнейшем “датчик”, и предназначен для обучения обслуживающего персонала работе с ним и его эксплуатации.
Документ состоит из двух частей. Разделы со 1 по 7, ОПИСАНИЕ И РАБОТА, содержат сведения о назначении, технических данных, составе, устройстве, конструкции и принципах работы датчика, обеспечении его взрывозащищенности, а также сведения об условиях эксплуатации, маркировке и пломбировании.
Разделы с 8 по 14, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПО НАЗНАЧЕНИЮ, содержат требования, необходимые для правильной эксплуатации датчика и поддержания его в постоянной готовности к действию.
В содержание данного документа могут быть внесены изменения без предварительного уведомления.
Материал, представленный в настоящем документе, можно копировать и распространять при соблюдении следующих условий:
- весь текст должен быть скопирован целиком, без каких бы то ни было изменений и сокращений;
- все копии должны содержать ссылку на авторские права ЗАО “Альбатрос”;
- настоящий материал нельзя распространять в коммерческих целях (с целью извлечения прибыли).
© 2004, 2005 ЗАО “Альбатрос”. Все права защищены.
- измерение плотности контролируемой среды;
- измерение гидростатического давления столба контролируемой среды относительно высоты установки нижней ячейки для измерения давления ПЧЭ без учета избыточного давления (разрежения) в резервуаре (далее – гидростатическое давление);
- измерение температуры контролируемой среды в двух точках.
Номинальные значения климатических факторов согласно ГОСТ 15150 для климатического исполнения ОМ1,5, но при этом значения следующих факторов устанавливают равными:
- рабочая температура внешней среды от минус 45 до +75 °С;
- влажность воздуха 100 % при 35 °С (категория 5 исполнения ОМ);
- пределы изменения атмосферного давления от 84 до 106,7 кПа;
- тип атмосферы III, IV (морская и приморскопромышленная).
Степень защиты IP68 по ГОСТ 14254 (пыленепроницаемость и защита при длительном погружении в воду).
По устойчивости к механическим воздействиям датчик соответствует исполнению N1 по ГОСТ 12997.
Стойкость датчика к агрессивным средам ограничена применяемыми материалами, контактирующими с контролируемой средой: фторопласт‑4 и нержавеющие стали 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М3Т и ANSI 316.
Датчик имеет взрывозащищенное исполнение, соответствует требованиям ГОСТ Р 51330.0 и ГОСТ Р 51330.10, имеет вид взрывозащиты “Искробезопасная электрическая цепь”, уровень взрывозащиты “Взрывобезопасный” для взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом категории IIB по ГОСТ Р 51330.11 температурной группы T5, маркировку взрывозащиты “1ExibIIBT5 X” по ГОСТ Р 51330.0.
Знак “Х”
указывает на возможность применения датчика в комплекте с блоком сопряжения с
датчиками БСД ТУ 4217‑026‑29421521‑04 или другими вторичными приборами
производства ЗАО “Альбатрос”, имеющими вид взрывозащиты “Искробезопасная
электрическая цепь”, уровень
взрывозащиты “Взрывобезопасный” для взрывоопасных смесей и паров с воздухом
категории IIB и параметры искробезопасных выходов UO£14,3 В;
IO£80 мА;
LO£22 мГн;
CO£1,8 мкФ.
Минимальный уровень контролируемой среды относительно нижнего конца датчика НМИН (см. рисунок 1) – 485 мм.
Смещение нижней ячейки для измерения давления от нижнего конца ПЧЭ датчика НЯИД (см. рисунок 1) – (18 ± 0,5) мм.
Рисунок 1 – Схема определения длины ЧЭ и высоты установки датчика
- разрежение от 0 до 5 кПа;
- избыточное давление от 0 до 15 кПа.
Вязкость контролируемой среды не ограничивается при отсутствии застывания и отложений на чувствительных элементах датчика, препятствующих работе ячеек для измерения давления (ЯИД).
Примечание – Датчик откалиброван при значении ускорения свободного падения равном 9,8155 м/с2 (г. Москва). Потребителю необходимо установить значение ускорения свободного падения для своего географического региона в параметрах настройки датчика для обеспечения автоматической коррекции показаний.
- коммутируемое напряжение 12 В ± 10 %;
- допустимый ток коммутации ключа не более 20 мА.
- логическому нулю – 0 мА;
- логической единице – от 5 до 20 мА.
Средняя наработка на отказ датчика устанавливается для условий и режимов, оговоренных в п. 1.4.
Критерием
отказа является несоответствие датчика требованиям
пп. 2.1, 2.3, 2.6, 2.9, 2.11.1.
Срок службы датчика составляет 10 лет.
- Датчик плотности ДП1 УНКР.406233.009 - 1 шт.;
- Паспорт УНКР.406233.009 ПС - 1 шт.;
- Руководство по эксплуатации УНКР.406233.009 РЭ - 1 шт.;
- Методика поверки УНКР.406233.009 МП - 1 шт.;
- Фланец УНКР.301265.002-01 - 1 шт.;
- Прокладка 54х58-I ГОСТ 19752 - 1 шт.;
- Ящик ВМПК.321312.002. - 1 шт.
Примечание – Документы УНКР.406233.009 РЭ и УНКР.406233.009 МП поставляются в одном экземпляре на партию (до пяти штук) или на каждые пять штук в партии.
Таблица 1
Номер канала |
Описание параметра |
1 |
Data1 – результат измерений
канала измерения плотности |
2 |
Data2 – результат измерений канала гидростатического давления (16-разрядный цифровой код, формат – целый, беззнаковый, вес бита и смещение характеристики – паспортные значения) |
Продолжение таблицы 1
Номер канала |
Описание параметра |
3 |
t1 – температура в первой точке (рядом с ЯИД1, см. рисунок 1, 16-разрядный цифровой код, формат данных каналов измерений температуры датчика приведен в приложении D) |
4 |
t2 – температура во второй точке (рядом с ЯИД2, см. рисунок 1, 16-разрядный цифровой код, формат данных каналов измерений температуры датчика приведен в приложении D) |
Плотность контролируемой среды r0, кг/м3, определяется по формуле
r0 = 1000×(W1×Data1 + PСМ1)/(g×DН) , (1)
где W1 - вес
бита канала измерений плотности (паспортное
значение),
кг/м3/бит;
Data1 - 16-разрядный цифровой код канала измерений плотности;
PСМ1 - начальное
смещение характеристики канала измерений
плотности
(паспортное значение), кг/м3;
g - ускорение
свободного падения для географического региона
заказчика,
м/с2;
DН - базовое
расстояние между ЯИД ПЧЭ датчика (паспортное
значение),
мм.
Гидростатическое давление PГС, кПа, определяется по формуле
PГС = W2×Data2 + PСМ2 , (2)
где W2 - вес
бита канала измерений гидростатического давления
(паспортное
значение), кПа/бит;
Data2 - 16-разрядный
цифровой код канала измерений
гидростатического
давления;
PСМ2 - начальное
смещение характеристики канала измерений
гидростатического
давления (паспортное значение), кПа.
Рисунок 2 – Структурная схема датчика
Датчик содержит следующие узлы и элементы:
- микроконтроллеры (МК1 и МК2);
- интегральные термометры (Т1, Т2);
- ячейки для измерения давления (ЯИД1, ЯИД2);
- нормирующие усилители (НУ1, НУ2);
- аналого-цифровые преобразователь (АЦП);
- стабилизатор напряжения (СН).
ЯИД1 и ЯИД2 выдают на входы соответствующих им НУ1 и НУ2 напряжения, пропорциональные воздействующим на них давлениям. Каждый НУ обеспечивает питание соответствующей ему ЯИД, усиление, нормирование (привязку уровней начала и конца диапазона), температурную компенсацию и линеаризацию сигнала. НУ1 и НУ2 выполнены на специализированных аналого-цифровых микросхемах, имеющих собственные встроенные датчики температуры. В постоянной перепрограммируемой памяти НУ хранятся поправочные коэффициенты для диапазона рабочих температур, полученные при прохождении датчиком процедуры калибровки в процессе производства. Для достижения точной термокомпенсации микросхемы каждого НУ установлены на платах в непосредственной близости от соответствующей им ЯИД и между ними обеспечен тепловой контакт.
АЦП и МК1 образуют дифференциальный канал измерения перепада гидростатического давления на ПЧЭ по сигналам от ЯИД1 и ЯИД2, нормированные НУ1 и НУ2 соответственно.
Кроме того, МК1 обеспечивает двусторонний
обмен данными по гибкому кабелю подвеса погружаемого жесткого ЧЭ с ведущим МК2.
Для включения в схему цифровых интегральных
термометров предусмотрены две двухсторонних линий связи с МК1, по которым МК1
опрашивает цифровые интегральные термометры Т1, Т2.
МК2 обеспечивает связь с МК1 по
гибкому кабелю подвеса. По сигналам с линии “Запрос” от вторичного прибора МК2
датчика выдает асинхронно в линию “Ответ” значения измеренных параметров.
На плате датчика установлены технологические разъемы Х2 и Х3, светодиодный индикатор HL1 и выключатель S1, использующиеся при калибровке датчика.
Все секции выключателя S1 установлены в положение OFF (разомкнуты).
Все изменения
положений секций 1…8 выключателя S1 производить
только по согласованию с предприятием изготовителем !
- товарный знак предприятия-изготовителя;
- знак сертификации;
- тип датчика (см. приложение А);
- температура окружающей среды;
- степень защиты по ГОСТ 14254;
- маркировка взрывозащиты “1ExibIIBT5 X”;
- год выпуска;
- порядковый номер датчика по системе нумерации предприятия.
На корпусе датчика рядом с болтом заземления нанесен знак заземления.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПО НАЗНАЧЕНИЮ
- отсутствие механических повреждений на корпусе по причине некачественной упаковки или неправильной транспортировки;
- комплектность датчика согласно разделу “Комплектность” данного документа;
- состояние лакокрасочных и защитных покрытий;
- отсутствие отсоединяющихся или слабо закрепленных элементов внутри составных частей датчика (определите на слух при наклонах);
- наличие и состояние пломбы предприятия-изготовителя.
Рекомендуемый вариант установки посадочного места датчика на резервуаре показан на рисунке 3. Допускается использование других вариантов установки датчика по согласованию с предприятием-изготовителем.
Рисунок 3 – Рекомендуемый способ установки датчика
- “Инструкцией по монтажу электрооборудования, силовых и осветительных сетей взрывоопасных зон ВСН332-74/ММСС СССР”;
- “Правилами устройства электроустановок” (ПУЭ, шестое издание);
- настоящим руководством и другими руководящими материалами (если имеются).
- маркировку взрывозащиты;
- отсутствие механических повреждений датчика;
- наличие всех крепежных элементов.
НУСТ = HТ + НУФ - LЧЭ , (3)
где HТ - высота резервуара, мм;
НУФ - высота установочного фланца, мм.
Параметр настройки датчика |
Примечание |
LЧЭ |
Длина ЧЭ датчика, мм |
НУФ |
Высота установочного фланца, мм (см. рисунок 1) |
НЯИД |
Смещение нижней ЯИД от нижнего конца датчика, мм |
DН |
Базовое расстояние между ЯИД ПЧЭ датчика, мм |
W1 |
Вес бита канала измерения плотности, кг/м3/бит |
РСМ1 |
Начальное смещение характеристики канала измерений плотности, кг/м3/бит |
W2 |
Вес бита канала измерений гидростатического давления, кПа/бит |
РСМ2 |
Начальное смещение характеристики канала измерений гидростатического давления |
После устранения неисправности и проверки датчик готов к работе.
- проверку надежности присоединения, а также отсутствие обрывов или повреждений изоляции соединительного кабеля;
- проверку вертикальности установки датчика;
- проверку целостности установочных прокладок датчика;
- проверку прочности крепежа составных частей датчика;
- проверку качества заземления корпуса датчика;
- промывка отложений на ЯИД ПЧЭ датчика.
В случае неудовлетворительных результатов
поверки датчик должен быть отправлен для калибровки на предприятие-изготовитель.
АЦП - аналого-цифровой преобразователь;
БСД - блок сопряжения с
датчиками;
ДП - датчик плотности;
ЗАО - закрытое акционерное общество;
МК - микроконтроллер;
НУ - нормирующий усилитель;
ПУЭ - правила устройства электроустановок;
ПЧЭ - погружаемый чувствительный элемент;
ПЭВМ - персональная электронная вычислительная машина;
СН - стабилизатор напряжения;
Т - термометр;
ЧЭ - чувствительный элемент;
ЯИД - ячейка для измерений давления.
Приложение А
(справочное)
Структура условного обозначения
ДП1 - 4,0 - ОМ1,5**
Вид климатического исполнения
Длина чувствительного элемента датчика, м
Тип датчика
Приложение B
(обязательное)
Габаритные размеры
датчика
Приложение С
(обязательное)
Схема подключения датчика к вторичному прибору
Приложение D
(справочное)
Формат данных каналов
измерений температуры датчика
Значение температуры, измеренной датчиком, определяется по формуле
T = (DataL – 256×S)/2 + (3 – DataH)/16 ,
где Т - значение температуры, измеренной датчиком, °С;
DataL - десятичное значение 8-разрядного кода (младшего байта), передаваемого по каналам измерений температуры;
DataН - десятичное значение 3-разрядного кода (корректирующих битов 10 (Н2),
9 (Н1) и 8 (Н0), расположенных в старшем байте, передаваемого по
каналам измерений
температуры);
S - признак
отрицательного значения температуры (бит 15, расположенный в старшем байте).
Признак S = 1
при отрицательных значениях
температуры, при
положительных значениях температуры – S = 0.
Формат данных каналов измерений температуры приведен в таблице D.1.
Старший
байт (MSB) |
Младший
байт (LSB) |
||||||||||||||
бит 15 |
бит 14 |
бит 13 |
бит 12 |
бит 11 |
бит 10 |
бит 9 |
бит 8 |
бит 7 |
бит 6 |
бит 5 |
бит 4 |
бит 3 |
бит 2 |
бит 1 |
бит 0 |
S |
X |
X |
X |
X |
H2 |
H1 |
H0 |
26 |
25 |
24 |
23 |
22 |
21 |
20 |
2-1 |
Примечание – зарезервированные биты
X (биты 14, 13, 12 и 11
старшего байта по умолчанию равны “
Пример определения значений температуры по коду каналов измерений температуры датчика приведен в таблице D.2.
Значение температуры, °С |
Код каналов измерений температуры датчика |
|
двоичное значение |
шестнадцатиричное значение |
|
+85,0 |
0111 1011 1010 1010 |
7ВААh |
+84,9375 |
0111 1100 1010 1010 |
7СААh |
+25,125 |
0111 1001 0011
0010 |
7932h |
+25,0 |
0111 1011 0011
0010 |
7В32h |
+0,6875 |
0111 1000 0000
0001 |
7801h |
+0,5 |
0111 1011 0000 0001 |
7В01h |
+0,0625 |
0111 1010 0000 0000 |
7А00h |
0 |
0111 1011 0000 0000 |
7В00h |
-0,0625 |
0111 1100 0000 0000 |
7C00h |
-0,3125 |
1111 1000
1111 1111 |
F8FFh |
-0,4375 |
1111 1010
1111 1111 |
FAFFh |
-25 |
1111 1011
1100 1110 |
FBCEh |
-25,185 |
1111 1110
1100 1110 |
FECEh |
-43 |
1111 1011
1010 1010 |
FBAAh |
-43,125 |
1111 1101
1010 1010 |
FDAAh |
-54,4375 |
1111 1010
1001 0011 |
FA93h |
-55 |
1111 1011 1001 0010 |
FB92h |
ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение документа, на который дана ссылка |
Номер раздела, пункта, подпункта, рисунка, прило-жения, в котором дана ссылка |
ГОСТ 12.2.007.0-75 |
2.11.2 |
ГОСТ 1583-93 |
4.6, 6.5 |
ГОСТ 12997-84 |
1.4 |
ГОСТ 14254-96 |
1.4, 7.1 |
ГОСТ 15150-69 |
1.4, 14.2 |
Приложение В |
|
3.1 |
|
2.11.3 |
|
1.5, 6.4 |
|
1.5 |
|
ГОСТ Р 51330.10-99 (МЭК 60079-11-99) |
1.5 |
ГОСТ Р 51330.11-99 (МЭК 60079-12-78) |
1.5 |
ГОСТ Р 51527-99 |
2.11.3 |
ПУЭ. Правила устройства
электроустановок. Издание шестое, переработанное и дополненное, с
изменениями. Москва, Главгосэнергонадзор, |
10.1 |
Инструкция по монтажу электрооборудования, силовых и осветительных сетей взрывоопасных зон ВСН332-74/ММСС СССР |
10.1 |