Средства измерений для автоматизации «Метран» (датчики давления) - часть 33

Метран49

129

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ

Таблица 1

Тип датчика

Модель

Ряд верхних пределов измерений по ГОСТ 22520

Датчики избыточного давления (ДИ)

Метран$49$ДИ

Метран$49$Ех$ДИ

Метран$49$Вн$ДИ

9120

4; 6; 10; 16; 25; 40; 60 кПа

9130

10; 16; 25; 40; 60; 100; 160 кПа

9140

25; 40; 60; 100; 160; 250; 400; 600 кПа

9150

0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2,5 МПа

9160

1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16 МПа

9170

4; 6; 10; 16; 25; 40; 60; 100 МПа

Датчики разрежения (ДВ)

Метран$49$ДВ

Метран$49$Ех$ДВ

Метран$49$Вн$ДВ

9220

4; 6; 10; 16; 25; 40; 60 кПа

9230

10; 16; 25; 40; 60; 100 кПа

Тип датчика

Модель

Ряд верхних пределов измерений по ГОСТ 22520, кПа

разрежение

избыточное давление

Датчики давления  разрежения (ДИВ)

Метран$49$ДИВ
Метран$49$Ех$ДИВ
Метран$49$Вн$ДИВ

9320

2; 3,15; 5; 8; 12,5; 20; 31,5

2; 3,15; 5; 8; 12,5; 20; 31,5

9330

12,5; 20; 31,5; 50; 100

12,5; 20; 31,5; 50; 60

9340

50; 100; 100; 100; 100

50; 60; 150; 300; 530

9350

100; 100; 100; 100; 100

300; 530; 900 кПа; 1,5; 2,4 МПа

Таблица 2

Таблица 3

Тип датчика

Модель

Ряд верхних пределов измерений

по ГОСТ 22520, кПа

Предельно$допускаемое рабочее

избыточное давление, МПа

Датчики разности давлений (ДД)

Метран$49$ДД
Метран$49$Ех$ДД
Метран$49$Вн$ДД

9420

4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63

10

9430

10; 16; 25; 40; 63; 100; 160 

16

9440

25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630 

Нижний предел измерений датчиков ДИ, ДВ, ДД равен "0"; для датчиков ДИВ значение измеряемого

параметра, равное "0", находится внутри диапазона измерений.

Датчики Метран$49 являются многопредельными и могут быть настроены на верхний предел измерений или диапазон

измерений от Pmin до Pmax по стандартному ряду давлений ГОСТ 22520, а также на верхний предел измерений или диапазон
измерений, отличающийся от стандартного.

При выпуске с предприятия$изготовителя датчик настраивается (датчики с кодом предела допускаемой основной

погрешности 015) или программируется (датчики с кодом предела допускаемой основной погрешности 025, 050) на верхний предел
измерений в соответствии с заказом по табл. 1, 2, 3.

 

Коды исполнения датчика в зависимости от исполнения электронного преобразователя, выходные сигналы, опции приведены

в табл.4.

Таблица 4

Код

Выходной сигнал

Опции

МП

0$5, 0$20, 4$20 мА;

для датчиков исполнения

Ех $ только  4$20 мА

без индикаторного устройства; для настройки и контроля параметров, выбора

режима работы должно использоваться выносное индикаторное устройство ВИ

МП1

со встроенным индикаторным устройством

МП2

 4$20 мА с цифровым сигналом

на базе HART$протокола

без индикаторного устройства

МП3

со встроенным индикаторным устройством

Характеристики выходного аналогового сигнала:

$ линейно$возрастающая;
$ линейно$убывающая;
$ изменяющаяся по закону квадратного корня (для выходного сигнала 0$5, 4$20, 0$20 мА) $ дополнительно для датчиков разности
давлений, измеряющих расход жидкости, газа, пара по методу переменного перепада давлений на сужающем устройстве.

Характеристики программируются:

$ для датчиков МП, МП1 с помощью клавиатуры, расположенной под крышкой электронного преобразователя;
$ для датчиков МП2, МП3 с помощью HART$коммуникатора или компьютера, оснащенного HART$модемом и программой H$Master.

130

Метран49

 Пределы допускаемой основной погрешности датчиков, выраженной в % от диапазона изменения выходного сигнала

(включая погрешность нелинейности, вариацию и повторяемость), поверяемых по аналоговому или цифровому сигналу, не превышает
значений ±

γ

 %, приведенных в табл.5

Таблица 5

Код предела допускаемой

основной погрешности

Предел допускаемой основной погрешности в диапазонах настройки,

Pmax

015*

0,15

0,2

0,25**

0,14+0,02 Pmax/Pв

025 

0,25

0,4

0,2+0,025 Pmax/Pв

050 

0,5

0,4+0,02 Pmax/Pв

P

max 

     >>>>>     P

В 

 ≥ 

 ≥ 

 ≥ 

 ≥ 

 ≥ P

max 

/6

P

max 

/6

 

>>>>>     P

В 

 ≥ 

 ≥ 

 ≥ 

 ≥ 

 ≥ P

max 

/10

P

max 

/10

 

>>>>>     P

В 

 ≥ 

 ≥ 

 ≥ 

 ≥ 

 ≥ P

max 

/25

* Для всех моделей, кроме 9440, 9140, 9240, 9340.
**

 

γγγγγ

 = ±0,4% $ для моделей 9120, 9130, 9220, 9230, 9320, 9330, 9420, 9430.

Рmax $ максимальный верхний предел измерений для данной модели датчика (сумма абсолютных максимальных значений верхних
пределов измерений избыточного давления (Pmax) и разрежения (Pmax

($)

) для датчиков ДИВ).

Рв $ верхний предел (диапазон) измерений модели, выбранной из ряда верхних пределов измерений табл.1, 3 (для датчиков ДИВ
$ сумма абсолютных значений верхних пределов измерений избыточного давления (Рв) и разрежения (Рв

($)

) по табл. 2).

 

Для датчиков с кодами МП1, МП3, укомплектованных индикаторными устройствами, погрешность индикации значений входной

измеряемой величины не превышает ±1% от верхнего предела или диапазона измерений (нормируется при температуре (23±2)°С).

 Датчик имеет электронное демпфирование выходного сигнала, характеризуемое временем усреднения результатов

измерения. Время усреднения результатов измерения увеличивает время установления выходного сигнала, сглаживая выходной
сигнал при быстром изменении входного сигнала.

Значение времени  демпфирования tд выбирается из ряда 0,2; 0,5; 1,2; 5; 10; 20; 30; 40 с и устанавливается потребителем

при настройке.

 Время включения датчика, измеренное как время от включения питания датчика до установления аналогового выходного

сигнала с погрешностью не более 5% от установленного значения, не более 2 с при минимальном времени демпфирования (на
индикаторе отображается время усреднения выходного сигнала 0,2 с).

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

 

Датчики устойчивы к воздействию атмосферного давления

от 84,0 до 106,7 кПа (группа Р1по ГОСТ 12997).

 

Датчики в зависимости от климатического исполнения по

ГОСТ 15150 устойчивы к воздействию температуры
окружающего воздуха, приведенной в табл.10.

 

Датчики климатического исполнения УХЛ3.1, У2, У1 устойчивы

к воздействию относительной влажности окружающего воздуха
до (95±3)% при 35°С и более низких температурах без конденсации
влаги. Датчики исполнения Т3, ТС1 устойчивы к воздействию
относительной влажности окружающего воздуха 100% при 35°С и
более низких температурах с конденсацией влаги.

 

Степень защиты от воздействия пыли и воды

IP65 по ГОСТ 14254.

 

Датчики ДД выдерживают воздействие односторонней

перегрузки предельно допускаемым рабочим
избыточным давлением в равной мере как со стороны
плюсовой, так и минусовой камер.

 

Датчики ДИ, ДВ, ДИВ, выдерживают воздействие

односторонней перегрузки давлением Р = 1,25 Рmax, где
Р max $ максимальный верхний предел измерений для данной
модели датчика, датчик Метран$49$ДИ модели 9170
выдерживает давление, не превышающее 110 МПа.

 

Датчик имеет внешнюю кнопку для корректировки смещения

характеристики датчика (калибровка "нуля") от монтажного
положения на объекте или статического давления (для ДД),
расположенную на корпусе электронного преобразователя.

 

По устойчивости к механическим воздействиям датчики

соответствуют группе исполнения V1 $ по ГОСТ12997.
Допускаемое направление вибрации указано на рис.1, 2

 

Датчики устойчивы к воздействию индустриальных

радиопомех:
$ степень жесткости 3 по ГОСТ Р51317.4.4;.4.6;
$ степень жесткости 4 по ГОСТ Р51317.4.2;
$ степень жесткости 3 $ в полосе частот 80$1000 МГц и степень
жесткости 4 $ в полосе частот 800$960 и 1400$2000 МГц по
ГОСТ Р51317.4.3;
$ степень жесткости 5 по ГОСТ Р50648, Р50649, Р50652;
$ устойчивость датчиков к микросекундным импульсным
помехам (ГОСТ Р 51317.4.5) обеспечивается в комплекте
с блоком фильтра помех (БФП). БФП может быть заказан
вместе с датчиком (см. пример записи при заказе). БФП не
устанавливается на датчики взрывозащищенного исполнения
"Ex";
$ уровень ВЧ$пульсаций в полосе частот свыше 5 кГц и
амплитуда импульсов выходного сигнала датчиков
длительностью менее 100 мс не нормируется.
Датчики соответствуют нормам помехоэмиссии,
установленным для класса Б по ГОСТ Р 51318.22.

 

Положение датчика не влияет на калиброванный диапазон

измерений.

 

Датчики предназначены для измерения давления сред, по

отношению к которым материалы, контактирующие с
измеряемой средой (табл.9),являются коррозионностойкими.

±

γ

 %

Метран49

131

Воздействие

Дополнительная погрешность,

выраженная в % от диапазона изменения выходного сигнала

Типы и модели

датчиков

Изменение температуры окружающего
воздуха
в рабочем диапазоне
температур

На каждые 10°С

Для всех
моделей

Изменение рабочего избыточного
давления
от нуля до предельно допускаемого и
от предельно допускаемого до нуля

где     = 0,06% /1 МПа для 9420
            = 0,05% /1 МПа для 9430, 9440

Изменение выходного сигнала, вызванное          , может быть уменьшено
в процессе эксплуатации корректировкой начального значения
выходного сигнала при двустороннем воздействии на измерительные
полости             и отсутствии перепада на входе датчика

Для

Метран$49$ДД

Вибрация в соответствии
с группами исполнения V1
по ГОСТ 12997

Для всех
моделей

Внешнее магнитное поле
напряженностью 400 А/м

Не более ±0,1% от диапазона изменения выходного сигнала

Электромагнитные помехи:
воздействие радиочастотного
магнитного поля по ГОСТ Р 51317.4.3

±0,1% для датчиков с кодом МП, МП2
±0,4% для датчиков с кодом МП1, МП3

при P

max

 

≥ 

≥ 

≥ 

≥ 

≥ P

в

 

≥ 

≥ 

≥ 

≥ 

≥ P

max

 /10

при  P

max

 /10 >

     P

в 

≥ 

≥ 

≥ 

≥ 

≥ P

max

 /25

Код 015, 025, 050

γ

Т

 = ±(0,1 + 0,1[P

max

 /P

в

]) %

Код 015

γ

Т

 = ±(0,05 + 0,05 P

max

 /Р

в

) %

Код 025, 050

γ

Т

 = ±(0,1 + 0,05 P

max

 /Р

в

) %

к

р

к

р

γ

р

= ±к

р

 Р

раб

  

( P

max

 /Р

в

) %,

γ

f

 = ±0,15 (P

max

 /Р

в

)%

Р

раб

∆Р

раб

 

Влияющие воздействия

Таблица 6

P

max

 , P

в

 $ см. табл.5;

∆∆∆∆∆Р

раб

 $ изменение рабочего избыточного давления;

Р

раб

 $ рабочее избыточное давление.

РАБОТА С ДАТЧИКОМ МЕТРАН49

Работа с датчиком Метран$49 (коды МП, МП1)

осуществляется с помощью кнопочных переключателей,
расположенных под крышкой электронного блока.

Работа с датчиком Метран$49 (коды МП2, МП3)

осуществляется по цифровому каналу связи с помощью
управляющих устройств, поддерживающих HART$протокол, и
конфигурационных программ. Кнопочные переключатели
отсутствуют.

Цифровой сигнал от датчиков Метран$49 (коды МП2,

МП3) может приниматься и обрабатываться любым HART$
устройством, поддерживающим HART$протокол.

Все команды  HART$протокола можно разделить на 3

группы: "универсальные", "общие" и "специальные".

Универсальные команды поддерживаются всеми

HART$совместимыми устройствами.

Общие команды применяются для широкого класса

приборов.

Доступ к специальным командам возможен только

при наличии специального драйвера. Для датчиков Метран$
49 реализованы две специальные команды: команда
калибровки сенсора и команда чтения уникальных параметров
датчика.

HART$коммуникатор Метран$650 взаимодействует с

датчиками Метран$49 в полном объеме команд.

 HART$коммуникатор НС375 работает с датчиками

Метран$49 через Generic Menu, когда датчик воспринимается
коммуникатором как абстрактное устройство,
поддерживающее  HART$протокол независимо от его
функционального назначения. Конфигурационная программа
H$Master разработана ПГ "Метран" и предназначена для
проведения настройки параметров и калибровки датчиков
Метран$49 (коды МП2, МП3).

ИНДИКАЦИЯ

Индикаторное устройство установлено в корпусе

электронного преобразователя (датчики с кодами МП1, МП3).

Индикаторное устройство для датчиков с кодом МП

выполнено в виде отдельного устройства (выносной индикатор
ВИ) и подключается к датчику с помощью разъема.

В режиме измерения давления на дисплее

встроенного или выносного индикатора, HART$коммуникатора
отображается значение измеряемого давления в
установленных при настройке единицах измерения или в % от
диапазона изменений выходного сигнала.

Для датчиков, укомплектованных индикаторными

устройствами,  погрешность индикации значений входной
измеряемой величины не превышает ±1% от верхнего предела
или диапазона измерений (нормируется при температуре
(23±2)°С ).

132

Метран49

ДИАГНОСТИКА

При включении и в процессе измерения давления

датчик выполняет диагностику своего состояния. В датчике
автоматически проверяется:
$ состояние микропроцессора;
$ наличие связи с платой АЦП;
$ наличие связи АЦП с тензопреобразователем;
$ состояние энергонезависимой памяти платы АЦП и платы
процессора.

При обнаружении неисправности устанавливается

определенный по конструкторской документации уровень
выходного сигнала (мА).

Цепь для подключения контрольного прибора

датчиков с кодами МП1, МП2, МП3  выведена на клеммы "тест"
(максимальному выходному току 20 мА или 5 мА соответствует
напряжение 200 мВ). Измерение производится вольтметром.

За более полной информацией о работе датчиков

Метран$49 обращайтесь к документу "Датчики давления
Метран$49. Руководство по эксплуатации".

ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ

 

Электрическое питание датчиков Метран$49, Метран$49$Вн осуществляется от источников постоянного тока. Напряжение питания и

допускаемые нагрузочные сопротивления (сопротивление приборов и линии связи) приведены в табл. 7, 8.

Таблица 7

Наименование параметра

Код электронного преобразователя

МП2, МП3

МП, МП1

Выходной сигнал, мА

4$20 c HART

4$20 

0$5 

0$20 

Напряжение питания, В

12$42 

12$42 

22$42 

22$42 

 

Требования к источнику питания:

Для датчиков с кодами МП, МП1

$ сопротивление изоляции не менее 20 МОм;
$ выдерживать испытательное напряжение при проверке электрической прочности изоляции 1,5 кВ;
$ пульсация выходного напряжения не превышает 0,5% от номинального значения Uвых при частоте гармонических составляющих
≤≤≤≤≤ 500 Гц;
$ прерывание питания не более 20 мс.

Для датчиков с кодами МП2, МП3

$ удовлетворять вышеприведенным требованиям по сопротивлению изоляции и пульсации выходного напряжения при частоте
гармонических составляющих до 500 Гц и иметь среднеквадратическое значение шума в полосе частот от 500 Гц до 10 кГц $ не более
2,2 мВ.

 

Питание датчиков Метран49Ех:

 МП, МП1 осуществляется от искробезопасных цепей барьеров искрозащиты или блоков питания, имеющих: вид

взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь" уровней "ia"или "ib",  для взрывоопасных смесей подгруппы IIC по ГОСТ
12.1.011 напряжение холостого хода U

ХХ

 

≤ 

≤ 

≤ 

≤ 

≤ 24 В, максимальный ток короткого замыкания I

КЗ

 

≤ 

≤ 

≤ 

≤ 

≤ 120 мА;

 МП2, МП3 осуществляется от искробезопасных цепей барьеров искрозащиты, имеющих вид взрывозащиты

"искробезопасная электрическая цепь" уровней "ia"или "ib" для взрывоопасных смесей подгруппы IIC по ГОСТ 12.1.011 и
пропускающих HART$сигнал (например, Метран$631$Изобар).

При использовании датчиков Метран$49$Ех вне взрывоопасных зон без сохранения свойств взрывозащищенности

электрическое питание датчиков допускается осуществлять от источника постоянного тока напряжением, указанным в табл.7.

При прерывании питания на время не более 20 мс датчик сохраняет режим измерения давления. Время установления

выходного сигнала после восстановления питания не более 5 мс.

Допускаемые нагрузочные сопротивления приведены в табл.8.

Таблица 8

Код электронного

преобразователя

Выходной

сигнал, мА

Сопротивление нагрузки

МП, МП1

0$5

0

0$20

МП, МП1

МП2, МП3

4$20

R

min

, Ом

0 при U 

≤ 

≤ 

≤ 

≤ 

≤ 36 В;      R

min

 ≥ 

 ≥ 

 ≥ 

 ≥ 

 ≥ 50 (U$36) при U > 36 В

0* при U

≤≤≤≤≤36 В;      R*

min

  ≥ 

  ≥ 

  ≥ 

  ≥ 

  ≥ 50 (U$36) при U > 36 В

R

max

, Ом

R

max 

≤ 

≤ 

≤ 

≤ 

≤ 100 (U$10)

R

max 

≤ 

≤ 

≤ 

≤ 

≤ 45 (U$14)

R

max

 

≤ 

≤ 

≤ 

≤ 

≤ 42 (U$12)

Примечания:

1. *Для датчиков с HART$сигналом Rmin=250 Ом при напряжении питания от 18,5 В до 41 В.
2. При использовании датчиков Метран$49$Ех во взрывоопасных условиях выходное сопротивление барьеров (блоков) искрозащиты
выбирается из рабочей зоны, приведенной ниже, при напряжении питания не выше 24 В. При использовании HART$канала датчиков
МП2, МП3 минимальное выходное сопротивление блока искрозащиты должно быть не менее 250 Ом.
3. U $ напряжение питания, В.
4. Для датчиков с подключенным блоком фильтра помех (БФП), Rmax уменьшается на:

$ 20 Ом $ для датчиков с выходным сигналом 4$20 мА;
$ 50 Ом $ для датчиков с выходным сигналом 0$20 мА;
$ 100 Ом $ для датчиков с выходным сигналом 0$5 мА.