Уровнемер радиоволновый РДУ3

1 НАЗНАЧЕНИЕ

Уровнемеры радиоволновые РДУ3-…-ТВ, РДУ3-…-RS, РДУ3-…-KM и РДУ3- …-МИ (далее «уровнемеры») предназначены для непрерывного измерения в резервуарах:
- уровня и (или) высоты газового пространства (далее «ВГП») от жидких, парящих, неоднородных, взрывоопасных продуктов, в том числе и нефтепродуктов-
- уровня и (или) ВГП от вязких, выпадающих в осадок продуктов (кроме уровнемеров с датчиком РДУ3-30)-
- уровня и (или) ВГП от сыпучих кусковых материалов с различным размером гранул от 0 до 10 мм (кроме уровнемеров с датчиком РДУ3-30(40, 41))-
- уровня и (или) ВГП от жидкости в успокоительных трубах диаметром 100 мм (только уровнемерами с датчиком РДУ3-40(41))-
- индикации измеренного уровня или ВГП (для уровнемеров с датчиками, укомплектованными ячейкой индикации ЯИ10-1 (далее «ЯИ10»)).

Датчики уровнемеров РДУ3-…-ТВ, РДУ3-…-RS, РДУ3-…-KM имеют взрывозащищенное исполнение, соответствуют требованиям ГОСТ Р 52350.0, ГОСТ Р 52350.11, имеют вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь», уровня «ia» для взрывоопасных смесей газов и паров с воздухом категории IIB по ГОСТ Р 51330.11, температурных групп Т3, Т4 или Т5 по ГОСТ Р 52350.0, маркировку взрывозащиты «0ЕхiаIIBТ3/Т4/T5 X» по ГОСТ Р 52350.0 и могут применяться во взрывоопасных зонах класса 0, 1 и 2 согласно требованиям ГОСТ Р 52350.10 или других нормативно-технических документов, регламентирующих применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.

Датчики уровнемеров РДУ3-…-МИ не имеют взрывозащищенного исполнения и маркировки взрывозащиты.

Знак «Х» в маркировке взрывозащиты указывает на специальные условия безопасного применения датчиков:

- датчики применяются только в комплекте с блоками БТВИ5, БИИ5М или БИИ5А (далее «блоки», см. таблицу 1 далее), имеющими вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь», искробезопасные цепи уровня «ia» для взрывоопасных смесей категории IIB и параметры искробезопасных выходов Uо&le-14,3 В- Iо &le- 470 мА-

- необходимость предотвращения условий образования искр от трения или соударения с корпусом датчиков во взрывоопасной зоне-

- необходимость предотвращения условий образования зарядов статического электричества на защитной крышке датчика при ее наличии, на диэлектрической антенне и на защитном кожухе антенны (запрещается чистка, протирка и другие действия с антенной и кожухом, нарушающие электростатическую безопасность- допускается протирка только влажной тканью) во взрывоопасной зоне.

Блоки соответствуют требованиям ГОСТ 12.2.007.0, ГОСТ Р 52350.0, ГОСТ Р 52350.11, имеют для выходных цепей вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь», искробезопасные цепи уровня «ia» для взрывоопасных смесей горючих газов и паров с воздухом категории IIB по ГОСТ Р 51330.11, маркировку взрывозащиты «[Exiа]IIB».

Блоки предназначены для установки вне взрывоопасной зоны.

2 КОНТРОЛИРУЕМАЯ СРЕДА

Различные сухие, жидкие, парящие, неоднородные, взрывоопасные продукты, в том числе нефтепродукты.

Стойкость датчиков к агрессивным и взрывоопасным средам ограничена применяемыми в антеннах и волноводе материалами:
- для датчиков РДУ3-00(01, 10, 20) - фторопласт - 4, нержавеющая сталь 03Х17Н14М3 и 12Х18Н10Т-
- для датчиков РДУ3-30(40, 41)-Н - фторопласт - 4, нержавеющая сталь 12Х18Н10Т и 04Х18Н10-
- для датчиков РДУ3-30(40, 41) - Н, работающих на резервуарах с повышенным давлением - фторопласт-4, нержавеющая сталь 12Х18Н10Т и 04Х18Н10, стеклотекстолит СТЭФ-У-
- для датчиков РДУ3-30-Н с поплавком УНКР.305446.059 - нержавеющая сталь 12Х18Н10Т и 04Х18Н10, сферопластик ЭДС-7АП и фторопласт-4-
- для датчиков РДУ3-30-Х - нержавеющая сталь ХН65МВУ и фторопласт-4.

3 СОСТАВ УРАВНЕМЕРОВ

3.1 В зависимости от типа выходного сигнала уровнемеры поставляются в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1

3.2 Тип датчика определяется типом/диаметром раскрыва антенны (волновода). Основные применения и типы датчиков даны в таблице 2.

Таблица 2

3.3 Уровнемер РДУ3-…-ТВ обеспечивает формирование токового сигнала 4…20 мА, в значении которого содержится информация о значении измеренного уровня.

3.4 Уровнемер РДУ3-…-RS имеет выходной сигнал в виде последовательного интерфейса RS-485- передача результатов измерений организована в формате протокола Modbus RTU.

3.5 Уровнемер РДУ…КМ имеет выходной сигнал в виде последовательного кода в асинхронном полудуплексном режиме по внутреннему протоколу ЗАО «Альбатрос» версии 3.0. Скорость передачи составляет 2400 бит/с.

3.6 Уровнемер РДУ3-…-МИ состоит из датчика с ячейкой индикации ЯИ 10-1 (далее «ЯИ10»), которая осуществляет индикацию измеренных параметров с помощью ЖКИ, расположенного в корпусе датчика, и клавиатуры на корпусе датчика для изменения параметров индикации.

3.7 Датчики уровнемеров РДУ…КМ (ТВ, RS) могут поставляться с ЯИ10, которая осуществляет индикацию измеренных параметров с помощью ЖКИ, при этом для изменения параметров индикации датчик комплектуется клавиатурой.

4 ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

4.1 Номенклатура выпускаемых уровнемеров определяется необходимой точностью измерений уровня, типом выходного сигнала и конструктивными особенностями резервуара.

4.2 Основные технические характеристики и условия эксплуатации датчиков и вторичных приборов уровнемеров даны в таблице 3.

Таблица 3

Примечания

1 Зависит от размера изолирующего окна или типа установочной втулки, более подробно информация дана в Руководстве по эксплуатации УНКР.407629.004 РЭ

2 ВГП для датчиков РДУ3-30(40, 41) отсчитывается от нижней плоскости штанги корпуса датчика. По специальному заказу возможна поставка уровнемеров с датчиками РДУ3-00(01, 10, 20, 40, 41) с измерениями ВГП до 25000 мм

3 Максимальная температура контролируемой среды датчика РДУ3-30-Н при его эксплуатации с поплавком УНКР.305446.059 - не более +150 °С, при - эксплуатации с нагрузкой УНКР.434857.008 - не более +100 °С
 

4 Для датчика РДУ3-30-Н с поплавком УНКР.305446.059, диэлектрическая проницаемость продукта не ограничивается. Объемная плотность поплавка УНКР.305446.059 (450 ± 20) кг/м3. Плотность среды не менее 480 кг/м3

5 Минимальный уровень продукта от дна резервуара может изменяться в зависимости от диэлектрической проницаемости продукта. Например: вода – 100 мм, спирты – 200 мм, нефтепродукты – 300 мм

6 Считывание данных с жидкокристаллического индикатора ЯИ10 (далее «ЖКИ») гарантируется при температуре окружающей среды более минус 30 °С

7 Масса указана без учета удлинителей волноводных УНКР.434852.001

8 Масса указана для датчиков с волноводом длиной 15 м

4.3 Метрологические характеристики

Пределы допускаемой основной погрешности измерений уровня (ВГП) для уровнемеров РДУ3-…-RS (KM, МИ, ТВ) приведены в таблице 4.

Таблица 4

4.4 Время установления рабочего режима не более трех минут.

4.5 Скорость измерений – не менее одного измерения в секунду.

4.6 Уровнемеры предназначены для непрерывной работы.

4.7 Характеристики выходных сигналов

4.7.1 Характеристики интерфейса (токового выхода) БТВИ5:
- гальваническое соединение минусового выхода с минусовым выводом источника питания;
- тип интерфейса – токовый выход открытым коллектором от 4 до 20 мА с встроенным источником питания;
- максимальное сопротивление внешнего измерительного резистора – 750 Ом;
- амплитуда переменной составляющей выходного токового сигнала не превышает 0,1 мА;
- период переменной составляющей выходного токового сигнала составляет 1,6 мс;
- рекомендуемая полоса пропускания фильтра низких частот второго порядка токоприемного канала промышленного контроллера не должна превышать 10 Гц.

4.7.2 Характеристики интерфейса БТВИ5 с датчиком:
- тип интерфейса – токовая петля;
- логический протокол – протокол обмена ЗАО «Альбатрос» версии 3.0;
- скорость передачи – 2400 бит/с;
- формат передаваемых символов: старт-бит, восемь информационных битов, два стоп-бита (отсутствие контроля паритета).

4.7.3 Характеристики интерфейса RS-485 БИИ5М с ЭВМ верхнего уровня:
- программируемая скорость передачи до 19200 бит/с;
- программируемый контроль четности;
- логический протокол – Modbus RTU (программируемый адрес).

4.7.4 Характеристики интерфейса БИИ5А с контроллером:
- тип интерфейса – токовая петля;
- логический протокол – протокол обмена ЗАО «Альбатрос» версии 3.0;
- скорость передачи – 2400 бит/с;
- формат передаваемых символов: старт-бит, восемь информационных битов, два стоп-бита (отсутствие контроля паритета).

4.7.5 Характеристики интерфейса БИИ5М и БИИ5А с датчиками:
- тип интерфейса – токовая петля;
- логический протокол – протокол обмена ЗАО «Альбатрос» версии 3.0;
- скорость передачи – 2400 бит/с;
- формат передаваемых символов: старт-бит, восемь информационных битов, два стоп-бита (отсутствие контроля паритета).

4.8 Характеристики модуля интерфейса МИ5

Модуль интерфейса МИ5 (см. дополнительные опции датчика РДУ3 в таблице 8 далее) предназначен для изменения настроек датчика, калибровки датчика, получения информации о работе датчика по интерфейсу RS-232 во время наладки датчика. Модуль интерфейса МИ5 поставляется по требованию заказчика. Порядок работы с модулем интерфейса МИ5 описан в инструкции по наладке УНКР.407629.004 И15.

4.9 Электрические параметры и характеристики

4.9.1 Питание уровнемеров РДУ3-…-ТВ, РДУ3-…-RS и РДУ3-…-KM осуществляется от внешнего гальванически изолированного от силовой цепи стабилизированного источника питания постоянного тока (напряжение +24 В ± 10 %). Ток потребления уровнемеров не превышает 1000 мА.

4.9.2 Питание уровнемеров РДУ3-…-МИ осуществляется от внешнего стабилизированного источника питания постоянного тока (напряжение +12 В ± 10 %). Ток потребления уровнемеров не превышает 320 мА.

4.9.3 Питание датчиков уровнемеров РДУ3-…-ТВ, РДУ3-…-RS и РДУ3-…-KM осуществляется блоками гальванически изолированным искробезопасным постоянным напряжением +12 В ± 10 %. Ток потребления датчика не превышает 320 мА.

4.9.4 Электрическая изоляция блоков при температуре окружающего воздуха от +15 до +35 °С и относительной влажности от 30 до 80 % выдерживает в течение одной минуты без пробоя и поверхностного перекрытия испытательное напряжение ~1500 В, 50 Гц (эффективное значение) между искробезопасными цепями и искроопасными цепями.

4.9.5 Электрическое сопротивление изоляции между искробезопасными цепями и искроопасными цепями, цепями питания и выходными цепями:
- не менее 20 МОм при нормальных условиях;
- не менее 5 МОм при верхнем значении температуры рабочих условий.

4.9.6 По степени защиты от поражения электрическим током датчики относится к классу защиты III в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0.

4.9.7 Рабочая частота СВЧ-тракта составляет 10 ГГц.

4.9.8 Интенсивность электромагнитного поля:
- для датчика РДУ3-00(01, 10, 20) на расстоянии более 1 м от датчика за пределами главного лепестка диаграммы направленности антенны не превышает 0,1 мкВт/см2 (безопасно для оператора),
- для датчика РДУ3-30 – электромагнитное поле находится внутри волновода (безопасно для оператора);
- для датчика РДУ3-40(41) – электромагнитное поле находится внутри успокоительной трубы (безопасно для оператора).

4.9.9 Связь датчика с блоком осуществляется с помощью экранированного четырехпроводного кабеля. Для повышения устойчивости датчиков к промышленным помехам рекомендуется применять кабель - две витые пары в экране.

4.9.10 Нормальное функционирование уровнемера обеспечивается при длине соединительного кабеля между датчиком и блоком не более 0,5 км. Разрешается применение экранированных контрольных кабелей со следующими параметрами: Rкаб≤6 Ом, Скаб≤0,1 мкФ, Lкаб≤0,5 мГн.

4.9.11 Уровнемеры отвечают требованиям ГОСТ Р 51318.22 по уровню излучаемых радиопомех и ГОСТ Р 53390 по уровню кондуктивных помех.

4.9.12 Обмен информацией датчика с блоком ведется последовательным кодом в асинхронном полудуплексном режиме по внутреннему протоколу ЗАО «Альбатрос» версии 3.0. Скорость передачи составляет 2400 бит/с.

4.10 Конструктивные параметры

4.10.1 Для выноса антенны за пределы высоких установочных люков могут применяться до четырех волноводных удлинителей УНКР.434852.001 длиной 0,25 м каждый, поставляемые по отдельному заказу. Необходимость и возможность установки удлинителей и их количество определяются заказчиком.

4.10.2 Для установки оси излучения антенны перпендикулярно плоскости измеряемой поверхности служит юстировочное устройство, конструктивно расположенное на волноводной части датчика РДУ3-00 (01, 10, 20). Юстировочное устройство позволяет отклонять ось излучения антенны до 5° в любой плоскости.

4.10.3 Для исключения налипания парящих продуктов на внутренние полости антенн датчиков могут использоваться защитные кожухи, выполненные в виде фторопластовой оболочки (УНКР.468854.001 для РДУ3-00, УНКР.468854.001-01 для РДУ3-01, УНКР.468854.001-02 для РДУ3-20). Защитные кожухи поставляются по отдельному заказу. Необходимость и возможность установки защитного кожуха во взрывоопасной зоне определяется заказчиком.

4.10.4 Для работы на резервуарах с агрессивными средами (АС) и повышенным давлением (ПД) могут использоваться изолирующие окна. При этом выпадение конденсата на заслонке изолирующего окна не допускается. Изолирующие окна поставляются по отдельному заказу. Необходимость и возможность установки изолирующего окна определяется заказчиком. При установке изолирующего окна на трубу резервуара, длина трубы должна быть не более 100 мм.

4.10.5 Для датчиков РДУ3-30(40, 41) с давлением до 4,0 МПа используется стеклотекстолитовая заслонка УНКР.752341.002 и втулка УНКР.302639.013(-01).

4.10.6 Для датчиков РДУ3-30(40, 41) с давлением до 12,0 МПа используются две стеклотекстолитовые заслонки УНКР.752341.002, фланец УНКР.711442.012 и втулка УНКР.302639.015(-01).

4.10.7 Установка датчиков РДУ3-00(01, 10, 20) на фланце (крышке люка) резервуара, возвышающемся над крышей резервуара на высоту, превышающую длину антенны датчика, требует согласования с предприятием-изготовителем, кроме случаев, когда внутренний диаметр фланца (крышки люка) резервуара вдвое превышает его высоту.

4.10.8 Длина волновода датчиков РДУ3-30 должна быть не менее 1 м. В состав волновода может входить до четырех секций длиной до 4 м каждая, но общей длиной не более 15 м.

4.10.9 В комплект датчика РДУ3-30-Н может входить поплавок УНКР.305446.059 с целью уменьшения нерабочей зоны датчика возле конца волновода до значения не более 100 мм.

4.10.10 На конце нижней секции волновода может быть расположена нагрузка УНКР.434857.008(-01) (нагрузка представляет собой резистивный поглотитель СВЧ-сигнала), которая уменьшает нерабочую зону датчика возле конца волновода до значения не более 100 мм, в случаях, когда применение поплавка УНКР.305446.059 не возможно.

4.10.11 При необходимости демонтажа корпуса датчика РДУ3–30(40, 41) с резервуара с давлением без его разгерметизации применяется проставка УНКР.434852.006.

5 ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРИБОРОВ

5.1 Уровнемер РДУ3-…-ТВ(RS, KM) состоит из датчика, обеспечивающего измерение ВГП и выдающего информацию о результатах измерений, и блока, обеспечивающего питание подключенного к нему датчика и формирование выходных информационных сигналов на основе полученных результатов измерений.

5.2 Уровнемер РДУ3-…-МИ состоит из датчика с ячейкой индикации, на которой отображаются значения измеренного уровня или ВГП, температуры внутри корпуса датчика и статуса измеренного уровня или ВГП.

5.3 Измерение ВГП производится радиолокационным методом. Частотно-модулированный сигнал сверхвысокой частоты излучается в направлении к поверхности продукта (цели) и, отразившись от цели, принимается антенной. ВГП пропорциональна разностной (дальномерной) частоте принятого и излучаемого сигналов и вычисляется по формуле:
Lц = S•F,
где Lц - ВГП, м;
F - дальномерная частота, Гц;
S - коэффициент пересчета, м/Гц.

6 УСТАНОВКА ПРИБОРОВ

6.1 Установка датчиков

Установка датчиков осуществляется в соответствии с указаниями раздела «Подготовка к работе и порядок работы» руководства по эксплуатации уровнемеров УНКР.407629.004 РЭ.

6.2 Блоки устанавливаются в операторных и предназначены для обеспечения информационного обмена и питания датчиков, установленных во взрывоопасной зоне. В месте установки блоков необходимо наличие постоянного напряжения +24 В±10 %. Установка блоков производится на монтажный рельс EN 50 022-35x7,5 Phoenix Contact GmbH & Co., для чего на задней стороне корпуса имеется соответствующий узел крепления.

7 СТРУКТУРА УСЛОВНОГО ОБОЗНАЧЕНИЯ

7.1 Структуру условного обозначения уровнемера РДУ3 см. в таблице 5.

7.2 Ключ заказа:

Таблица 5

8 КОМПЛЕКТНОСТЬ ПОСТАВКИ

8.1 В комплект поставки уровнемеров РДУ3-…-RS входят:
- руководство по эксплуатации УНКР.407629.004 РЭ – 1 шт.;
- паспорт УНКР.407629.004 ПС – 1 шт.;
- методика поверки УНКР.407629.004 МП – 1 шт.;
- инструкция по наладке УНКР.407629.004 И15 – 1 шт.;
- комплект блока интерфейса искробезопасного БИИ5М (см. таблицу 6) – 1 шт.;
- комплект датчика уровня радиоволнового РДУ3 (см. таблицу 7) – 1 шт.;
- дополнительные опции датчика уровня радиоволнового РДУ3 (см. таблицу 8) – 1 шт.

8.2 В комплект поставки уровнемеров РДУ3-…-КМ входят:
- руководство по эксплуатации УНКР.407629.004 РЭ – 1 шт.;
- паспорт УНКР.407629.004 ПС – 1 шт.;
- методика поверки УНКР.407629.004 МП – 1 шт.;
- инструкция по наладке УНКР.407629.004 И15 – 1 шт.;
- комплект блока интерфейса искробезопасного БИИ5А (см. таблицу 6) – 1 шт.;
- комплект датчика уровня радиоволнового РДУ3 (см. таблицу 7) – 1 шт.;
- дополнительные опц