Метран-150TG, Метран-150TGR, датчики избыточного давления, штуцерное исполнение

Измеряемые среды: жидкости, в т.ч. нефтепродукты; пар, газ, газовые смеси

Диапазоны измеряемых давлений:

минимальный 0-0,025 кПа;

максимальный 0-68 МПа

Выходные сигналы:

4-20 мА с HART-протоколом (возможность переключения между 5-й и 7-й версиями HART); 0-5 мА

Основная приведенная погрешность до ±0,075%; опция до ±0,2%

Диапазон температур окружающей среды от -40 до 85°С; от -55 до 85°С (опция)

Перенастройка диапазонов измерений до 100:1

Соответствие стандарту функциональной безопасности ГОСТ Р МЭК 61508 - SIL2 (SIL3 - при резервировании)

Взрывозащищенное исполнение вида "искробезопасная цепь" и "взрывонепроницаемая оболочка"

Гарантийный срок эксплуатации - 3 года

Интервал межу поверками - 5 лет

Внесены в Госреестр средств измерений под №32854-13, ТУ 4212-022-51453097-2006

Датчики давления Метран-150 предназначены для непрерывного преобразования в унифицированный токовый    выходной  сигнал  и/или  цифровой  сигнал в стандарте протокола HART входных измеряемых величин: избыточного давления, абсолютного давления,  разности  давлений,  давления-разрежения, гидростатического давления (уровня).

Управление параметрами датчика:

с помощью клавиатуры и ЖКИ (внешние и внутренние кнопки);

с помощью HART-коммуникатора или с помощью AMS;

удаленно с помощью программных средств АСУТП.

Преимущества датчика:

улучшенный дизайн и компактная конструкция;

поворотный электронный блок и ЖКИ;

высокая перегрузочная способность;

защита от переходных процессов;

внешняя кнопка установки "нуля" или кнопки аналоговой настройки "нуля" и "диапазона";

непрерывная самодиагностика.

Рис.1

Датчик состоит из сенсорного модуля и электронного преобразователя. Сенсор состоит из измерительного блока и платы аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Давление подается в камеру измерительного блока, преобразуется в деформацию чувствительного элемента и изменение электрического сигнала.

Датчики Метран-150 c традиционным фланцем (CD, CG) и фланцем Coplanar (CDR, CGR), уровня (150L)

Измерительный блок датчиков этих моделей состоит из корпуса 1 и емкостной измерительной ячейки Rosemount 2. Емкостная ячейка изолирована механически, электрически и термически от измеряемой и окружающей сред. Измеряемое давление передается через разделительные мембраны 3 и разделительную жидкость 4 к измерительной мембране 5, расположенной в центре емкостной ячейки. Воздействие давления вызывает изменение положения измерительной мембраны 5, что приводит к появлению разности емкостей между измерительной мембраной и пластинами конденсатора 6, расположенным по обеим сторонам от измерительной мембраны. Разность емкостей измеряется АЦП и преобразуется электронным преобразователем в выходной сигнал.

Датчики Метран-150 штуцерной модели

В измерительных блоках моделей TG, TGR, TA, ТАR используется тензорезистивный тензомодуль на кремниевой подложке Rosemount. Чувствительным элементом тензомодуля является пластина 1 из кремния с пленочными тензорезисторами (структура КНК - кремний на кремнии). Давление через разделительную мембрану 3 и разделительную жидкость 2 передается на чувствительный элемент тензомодуля. Воздействие давления вызывает изменение положения чувствительного элемента, при этом изменяется электрическое сопротивление его тензорезисторов, что приводит к разбалансу мостовой схемы. Электрический сигнал, образующийся при разбалансе мостовой схемы, измеряется АЦП и подается в электронный преобразователь, который преобразует это изменение в выходной сигнал. В моделях 150ТА и 150ТАR полость над чувствительным элементом вакууммирована и герметизирована.

2а. Фланцевое, копланарное и гидростатическое исполнение.	2б. Штуцерное исполнение.
Рис.2. Схема измерительного блока.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

(в скобках указаны пределы измерений датчиков серии Метран-150 моделей 150CDR, 150CGR, 150TGR, 150TАR)

Таблица 1

Таблица 2

Примечания:

1. Датчики моделей 150CDR, 150L могут перенастраиваться в пределах от -Pmax до Pmax.
2. Датчики моделей 150СG, 150CGR:
   • с кодом диапазонов 0,1,2 могут перенастраиваться в пределах от -Pmax до Pmax;
   • с кодом диапазонов 3, 4, 5 - в  пределах от -97,85 кПа до Pmax.
3. Датчики моделей 150ТG, 150ТGR могут настраиваться в пределах от -101,3 кПа до Pmax.
4. При указании конкретного диапазона измерений и единиц измерения давления (в скобках после диапазона измерений) датчик настраивается на указанный диапазон измерений.

Выходные сигналы

Датчики выпускаются с двумя типами выходного сигнала:

• 4-20 мА с протоколом HART (код выходного сигнала А);
• 0-5 мА (код выходного сигнала В).

Датчик имеет программируемую характеристику выходного сигнала в соответствии с функцией преобразования входной величины: линейную или по закону квадратного корня.

По умолчанию датчики выпускаются настроенными на линейно-возрастающую характеристику.

В процессе эксплуатации в датчике потребителем может быть установлена любая характеристика выходного сигнала.

Датчик имеет электронное демпфирование выходного сигнала, характеризующееся временем усреднения результатов измерений. Значение времени демпфирования устанавливается потребителем при настройке. Датчик поставляется настроенным на значение 0,5 с - для моделей 150CD, 150CG, 150TA, 150TG и 0,4 с - для остальных моделей. Настройка времени демпфирования определяется пользователем при заказе опции С1 с указанием его в листе настройки.

Время готовности датчика, измеряемое как время от включения питания датчика до установления аналогового выходного сигнала, не более 2 с при минимальном установ- ленном времени демпфирования.

Стабильность датчиков

Таблица 3

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности датчиков (включая нелинейность, гистерезис и повторяемость).

Таблица 4

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

• Датчики устойчивы к воздействию атмосферного давления от 84,0 до 106,7 кПа (группа Р1, ГОСТ 12997).
• Датчики, в том числе с установленным ЖКИ (опция М4, М5, МА), устойчивы к воздействию температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне от минус 40 до плюс 80°С; для опции LT от -55 до 80°С. Дополнительная погрешность датчиков, вызванная изменением температуры окружающего воздуха на каждые 10°С в рабочем диапазоне температур и выраженная в % от диапазона изменения выходного сигнала от (±0,02+0,03 Pmax/Pв)
• Датчики устойчивы к воздействию относительной влажности окружающего воздуха 100% при температуре 35°С и более низких температурах с конденсацией влаги.
• Степень защиты от воздействия пыли и воды IP66 по ГОСТ 14254
• Температуры рабочей среды на входе в датчик -40...149°С в зависимости от модели. Для снижения температуры измеряемой среды в рабочей полости датчика рекомендуется использоватьспециальныеустройства(удлиненныеимпульсные линии, разделительные сосуды и т.д.)
• Датчики предназначены для измерения давления сред, по отношению к которым материалы, контактирующие с измеряемой средой (см.табл. 8 и 9), являются коррозионно- стойкими.
• Датчики со специальной очисткой предназначены для измерения давления газообразного кислорода и кислородосодержащих смесей (опция UC)
• Датчики моделей 150CD, 150CDR выдерживают воздействие односторонней перегрузки предельно допускаемым рабочим избыточным давлением (табл.2) в равной мере как со стороны плюсовой, так и минусовой полости.
• Датчики моделей 150CG, 150CGR, 150TG, 150TGR, 150TA и 150TAR выдерживают воздействие перегрузки давлением, указанным в табл.1.
• Изменение начального значения выходного сигнала датчиков разности давлений, вызванное изменением рабочего избыточного давления от нуля до предельно допускаемого и от предельно допускаемого до нуля, может быть скорректировано внешней кнопкой установки «Нуля» - для 150CD и с помощью HART - для 150CDR.
• Дополнительная погрешность от воздействия внешнего магнитного поля напряженностью 400А/м не превышает ±0,1 от диапазона изменений выходного сигнала.
• По устойчивости к механическим воздействиям датчики соответствуют ГОСТ Р52931, группе исполнения
  • V2 - модели 150TG, 150TGR, 150TA и 150TAR;
  • L3 - модели 150СG, 150СD код диапазона 0;
  • V1 - остальные модели.
• Дополнительная погрешность датчиков, вызванная воздействием вибрации и выраженная в % от диапазона изменения выходного сигнала, не превышает:
  • ү  = ±0,1(Рmax/Рв)% - для моделей 150CGR, 150TG,150TGR, 150TA, 150TAR, 150CDR;
  • ү  = ±0,25(Рmax/Рв)% - для остальных моделей.
• Датчики имеют встроенный блок защиты от переходных процессов в линии связи, вызванных разрядами молний, работой сварочного оборудования.
• Датчики устойчивы к электромагнитным помехам. Критерий качества функционирования - А.
• Датчики соответствуют нормам помехоэмиссии, установленным для класса Б в соответствии с ГОСТ Р 51318.22.

ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОСТЬ

Датчики давления Метран-150 имеют взрыво-защищенное исполнение по ГОСТ Р 51330.0, ГОСТ Р 51330.1, ГОСТ Р 51330.10.

• вид взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь" с уровнем взрывозащиты "особовзрывобезопасный", маркировка по взрывозащите 0ExiaIICT5X;
• вид взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка" с уровнем взрывозащиты «взрывобезопасный» с маркировкой по взрывозащите 1ExdIIСT6Х или 1ExdIIСT5Х.

НАСТРОЙКА ДАТЧИКА

Настройка датчика Метран-150 с кодом выходного сигнала А (4-20 мА с HART) осуществляется по цифровому каналу связи с помощью управляющих устройств, поддерживающих HART-протокол (HART-коммуникатор, HART-модем, HART-мультиплексор и др.) и конфигурационных программ или с помощью встроенного ЖКИ и клавиатуры (опция М4, М5), расположенных под крышкойэлектронного преобразователя, по символам режимов настройки в соответствии с «Руководством по эксплуатации».

Дополнительно у датчиков с кодом М4 имеются продублированные кнопки настройки, расположенные под металлической табличкой (если не выбран код DZ или DS).

Настройка датчика Метран-150 с кодом выходного сигнала В (0-5 мА) осуществляется только с помощью встроенного ЖКИ и клавиатуры, расположенных под крышкой электронного преобразователя, в соответствии с алгоритом настройки в «Руководстве по эксплуатации».

Цифровой сигнал от датчиков Метран-150 (код выходного сигнала А) может приниматься и обрабатываться любым HART-устройством, поддерживающим HART-протокол в объеме универсальных и общих команд.

Для датчиков Метран-150 реализованы специальные команды: команда калибровки сенсора, команда чтения уникальных параметров датчика, ввод пароля, чтение состояния вывода на дисплей, запись состояния вывода на дисплей.

HART-коммуникатор 475, AMS Trex, а также конфигурационная программа AMS диспетчер устройств взаимодействуют с датчиками Метран-150 в полном объеме команд (все команды HART-протокола можно разделить на 3 группы: "универсальные", "общие" и "специальные"; универсальные и общие команды поддерживаются всеми HART-совместимыми устройствами).

ИНДИКАЦИЯ

Для моделей 150CD, 150CG, 150TG, 150TA

Жидкокристаллическое индикаторное устройство (ЖКИ) и клавиатура располагаются в одном блоке и могут быть установлены в корпусе электронного преобразователя по заказу (код М5); датчики с кодом выходного сигнала В (0-5 мА) поставляются только с кодом М5.

Дисплей индикатора имеет три строки: графическую, матричную и цифровую 4,5 разрядную.

В режиме измерения давления на дисплее индикатора отображаются:

• значение измеряемого давления в цифровом виде в установленных при настройке единицах измерения;
• единицы измерения давления: мм рт.ст., мм вод.ст., бар, кгс/см2, кгс/м2, Па, кПа, МПа; % от диапазона изменения выходного сигнала;
• предупреждения или диагностические сообщения.

Сообщения на дисплее индикатора формируются по выбору на русском или английском языках. Для удобства считывания показаний индикатор может быть повернут на 360° с фиксацией через 90°. Кроме того, для лучшего обзора ЖКИ и для удобного доступа к двум отделениям электронного преобразователя последний может быть повернут относительно сенсорного блока на угол не более ±180° (см.рис.3).

Для моделей 150CDR, 150CGR, 150TGR, 150TAR

ЖКИ датчика без клавиатуры (код МА) или с клавиатурой (код М4).

Дисплей индикатора имеет две строки: графическую, матричную и цифровую 4,5 разрядную. На дисплее индикатора отображаются:

• значение измеряемого давления: мм рт.ст., мм вод.ст., дюймы рт.ст., дюймы вод.ст., бар, кгс/см2, Па, кПа, атм., МПа;
• единицы измерения давления и % от диапазона изменений выходного сигнала поочередно;
• пользовательская  настройка;
• предупреждения или диагностические сообщения.

Рис.3. Возможность поворота ЖКИ и электронного преобразователя датчика Метран-150 моделей 150CD, 150CG, 150TG, 150TA.