Уровнемер тросиковый радиоволновый УТР1

1 НАЗНАЧЕНИЕ

Уровнемеры тросиковые радиоволновые УТР1-…-КМ(ТВ, RS, МИ) 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 сыпучих кусковых материалов с различным размером гранул от 0 до 10 мм-
- индикации измеренного уровня или ВГП (для уровнемеров с датчиками, укомплектованными индикатором и клавиатурой).

Датчики уровнемеров УТР1-…-ТВ(RS, КМ) предназначены для установки на объектах в зонах классов 0, 1 и 2 по ГОСТ Р 52350.10, где возможно образование смесей горючих газов и паров с воздухом категории IIB групп Т3, Т4 или T5 в зависимости от температуры установочной втулки.

Датчики уровнемеров УТР1-…-МИ предназначены для установки вне взрывоопасных зон.

Датчики уровнемеров УТР1-…-ТВ(RS, КМ) 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 УТР1-…-МИ не имеют взрывозащищенного исполнения и маркировки взрывозащиты.

Знак «Х» указывает на специальные условия безопасного применения датчиков:
- датчики применяются только в комплекте с блоками БТВИ5, БИИ5А, БИИ5М (см. далее таблицу 1), 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 (запрещается чистка, протирка и другие действия, нарушающие электростатическую безопасность- допускается протирка только влажной тканью) во взрывоопасной зоне при ее наличии.

2 КОНТРОЛИРУЕМАЯ СРЕДА

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

Стойкость датчиков к агрессивным средам ограничена применяемыми материалами: фторопласт-4, нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, AISI 316 и AISI 316 Ti.

3 СОСТАВ УРАВНЕМЕРОВ

3.1 В зависимости от типа выходного сигнала в состав уровнемера УТР1 согласно таблице 1 может входить датчик уровня тросиковый радиоволновый УТР1-0(1, 2) (далее датчик) и блок токового выхода искробезопасный БТВИ5, или блок интерфейса искробезопасный БИИ5М (БИИ5А) - далее блоки.

Таблица 1

3.2 Тип датчика УТР1-0 (1,2) определяется типом/диаметром чувствительного элемента (далее «ЧЭ»), см. таблицу 2 далее.

Таблица 2

3.3 Уровнемер УТР1-…-ТВ обеспечивает формирование токового сигнала 4…20 мА, в значении которого содержится информация о значении измеренного уровня.

3.4 Уровнемер УТР1-…-RS имеет выходной сигнал в виде последовательного интерфейса RS-485, передача результатов измерений организована в формате протокола Modbus RTU.

3.5 Уровнемер УТР1-…-KM имеет выходной сигнал в виде последовательного кода в асинхронном полудуплексном режиме по внутреннему протоколу версии 3.0. Скорость передачи составляет 2400 бит/с. Данный комплект уровнемеров предназначен для связи с контроллерами.

3.6 Уровнемер УТР1-…-МИ состоит из датчика с ячейкой индикации ЯИ10-1 (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 УТР1-…-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

* Определяется при заказе.

** По специальному заказу возможно изготовление датчиков с диапазоном температур внешней среды менее минус 45 и более +85 °С.

*** Считывание данных с ЖКИ гарантируется при температуре окружающей среды более минус 30 °С.

4.3 Метрологические характеристики уровнемеров в зависимости от длины чувствительного элемента датчика приведены в таблице 4.

Таблица 4

* Определяется при заказе.

** По специальному заказу возможно изготовление датчиков с диапазоном температур внешней среды менее минус 45 и более +85 °С.

*** Считывание данных с ЖКИ гарантируется при температуре окружающей среды более минус 30 °С.

4.3 Метрологические характеристики уровнемеров в зависимости от длины чувствительного элемента датчика приведены в таблице 4.

Таблица 4

4.3.1 Значение погрешностей преобразования блоков определяется типом их выходного сигнала. В случае, когда выходным сигналом уровнемеров является последовательный интерфейс RS-485 (уровнемер УТР1-…-RS) или внутренний протокол версии 3.0 (уровнемер УТР1-…-КМ), блоки не вносят погрешности в результаты измерений уровня, осуществляя лишь преобразование кодов в соответствующий выходу цифровой формат.

4.3.2 Если выходные сигналы уровнемеров представляют собой токовые выходы (уровнемер УТР1-…-ТВ), то на погрешность измерений уровня накладывается погрешность преобразования цифрового значения результата измерений в значение величины выходного токового сигнала БТВИ5. Основная приведенная погрешность цифро-аналогового преобразования БТВИ5 не превышает ±0,1 %.

4.3.3 Вариация выходного сигнала при измерении уровня (ВГП) не превышает абсолютного значения основной погрешности.

Примечания

1 Наличие возмущений на поверхности жидкости ухудшает точность измерений уровня.

2 Отклонение от плоскостности поверхности сыпучих продуктов ухудшает точность измерений уровня.

3 При измерении уровня сыпучих продуктов погрешность измерений может быть больше указанной в таблице 4. Это обусловлено размерами гранул, сравнимыми со значением основной погрешности измерений.

4.4 Характеристики выходных сигналов

4.4.1 Характеристики токового сигнала БТВИ5:
- диапазон токового сигнала – от 4 до 20 мА (что соответствует ВГП от 15000 до 500 мм);
- максимальное сопротивление нагрузки – 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.

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

4.4.3 Характеристики БИИ5А:
- логический протокол – Альбатрос 3.0;
- скорость передачи 2400 бит/с;
- программируемый контроль четности.

4.5 Характеристики модуля интерфейса МИ5.

Модуль интерфейса МИ5 из комплекта монтажных частей датчика, см. п.8 настоящего раздела, 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 модуля интерфейса МИ5 описан в УНКР.407629.003 И15.

4.6 Электрические параметры и характеристики

4.6.1 Питание уровнемеров УТР1-…-RS(КМ, ТВ) осуществляется от внешнего гальванически изолированного от силовой цепи стабилизированного источника питания постоянного тока (напряжение +24 В ± 10 %), при этом ток потребления уровнемеров не превышает 1000 мА.

4.6.2 Питание уровнемеров УТР1-…-МИ осуществляется от внешнего стабилизированного источника питания постоянного тока (напряжение +12 В± 5 %). Ток потребления уровнемеров не превышает 320 мА.

4.6.3 Питание датчиков уровнемеров УТР1-…-RS(КМ, ТВ) осуществляется блоками гальванически изолированным искробезопасным постоянным напряжением +12 В ± 5 %. Ток потребления датчика не превышает 320 мА.

4.6.4 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:
- между искробезопасными цепями и искроопасными цепями – напряжение ~1500 В, 50 Гц (эффективное значение);
- между выходными цепями и цепями питания – напряжение ~500 В, 50 Гц (эффективное значение).

4.6.5 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.

4.6.6 Рабочая частота СВЧ-тракта составляет 10 ГГц.

4.6.7 Интенсивность электромагнитного поля на расстоянии более 0,2 м от чувствительного элемента датчика не превышает 1 мкВт/см2 (безопасно для оператора).

4.6.8 По степени защиты от поражения электрическим током уровнемеры относятся к классу защиты III в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0.

4.6.9 Связь датчика с блоком осуществляется с помощью экранированного четырехпроводного кабеля с наружным диаметром не более 9 мм. Для повышения устойчивости датчиков к промышленным помехам рекомендуется применять экранированный кабель – две витые пары в экране.

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

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

4.6.12 Обмен информацией датчика с блоками ведется последовательным кодом в асинхронном полудуплексном режиме по внутреннему протоколу версии 3.0. Скорость передачи составляет 2400 бит/с.

4.7 Конструктивные параметры

4.7.1 Чувствительный элемент датчика сменный.

4.7.2 Длина чувствительного элемента датчика определяется при заказе, при этом:
- минимальная длина чувствительного элемента датчиков 1500 мм;
- максимальная длина чувствительного элемента датчиков 15000 мм.

5 ПРИНЦИП РАБОТЫ

5.1 Уровнемер 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 УТР1-…-МИ состоит из датчика с ячейкой индикации, на которой отображаются значения измеренного уровня или ВГП, температуры внутри корпуса датчика и статуса измеренного уровня (ВГП).

5.3 Измерение ВГП производится радиолокационным методом. Частотно-модулированный сигнал сверхвысокой частоты по чувствительному элементу излучается в направлении к поверхности продукта (цели) и, отразившись от цели, принимается и обрабатывается датчиком. ВГП пропорционально разностной (дальномерной) частоте принятого и излучаемого сигналов и вычисляется по формуле:
Lц = S•F,
где Lц - ВГП от поверхности продукта, 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.407629.003 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 50 022-35х7,5 Phoenix Contact GmbH & Co., для чего на задней стороне корпуса имеется соотвтетствующий узел крепления.

7 СТРУКТУРА УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

7.1 Структура условного обозначения уровнемера УТР1, см. таблицу 5

7.2 Ключ заказа:

Таблица 5

8 КОМПЛЕКТНОСТЬ ПОСТАВКИ

8.1 В комплект поставки уровнемеров тросиковых радиоволновых УТР1-…-ТВ входят: 
- руководство по эксплуатации УНКР.407629.003 РЭ – 1 шт.;
- паспорт УНКР.407629.003 ПС – 1 шт.;
- методика поверки УНКР.407629.003 МП – 1 шт.;
- инструкция по наладке УНКР.407629.003 И15 – 1 шт.;
- комплект датчика: – 1 шт.;
- датчик уровня тросиковый радиоволновый УТР1 УНКР.407529.003 (-01, - 02) – 1 шт.;
- комплект монтажных частей – 1 шт.;
- блок токового выхода искробезопасный БТВИ5 УНКР.468157.106 – 1 шт.

8.2 В комплект поставки уровнемеров тросиковых радиоволновых УТР1-…-RS входят: 
- руководство по эксплуатации УНКР.407629.003 РЭ – 1 шт.;
- паспорт УНКР.407629.003 ПС – 1 шт.;
- методика поверки УНКР.407629.003 МП – 1 шт.;
- инструкция по наладке УНКР.407629.003 И15 – 1 шт.;
- комплект датчика: – 1 шт.;
- датчик уровня тросиковый радиоволновый УТР1 УНКР.407529.003 (-01, - 02) – 1 шт.;
- комплект монтажных частей – 1 шт.;
- блок интерфейса искробезопасный БИИ5М УНКР.468157.105 – 1 шт.

8.3 В комплект поставки уровнемеров тросиковых радиоволновых УТР1-…-КМ входят: 
- руководство по эксплуатации УНКР.407629.003 РЭ – 1 шт.; 
- паспорт УНКР.407629.003 ПС – 1 шт.; 
- методика поверки УНКР.407629.003 МП – 1 шт.;
- инструкция по наладке УНКР.407629.003 И15 – 1 шт.;
- комплект датчика: – 1 шт.;
- датчик уровня тросиковый радиоволновый УТР1 УНКР.407529.003 (-01, - 02) – 1 шт.;
- комплект монтажных частей – 1 шт.;
- блок интерфейса искробезопасный БИИ5А УНКР.468157.105-01 – 1 шт.

8.4 В комплект поставки уровнемеров тросиковых радиоволновых УТР1-…-МИ входят: 
- руководство по эксплуатации УНКР.407629.003 РЭ – 1 шт.;
- паспорт УНКР.407629.003 ПС – 1 шт.;
- методика поверки УНКР.407629.003 МП – 1 шт.;
- инструкция по наладке УНКР.407629.003 И15 – 1 шт.;
- комплект датчика: – 1 шт.;
- датчик уровня тросиковый радиоволновый УТР1 УНКР.407529.003 (-01, - 02) – 1 шт.;
- комплект монтажных частей – 1 шт.

Примечания

1 Тип и длина чувствительного элемента датчика определяется при заказе.

2 В комплект монтажных частей входят: 
- номерное сигнальное устройство – наклейка СК2 – до 2 шт. (в зависимости от заказа);
- заглушка УНКР.711100.001 (удаляется из кабельного ввода при подключении питания датчика) – 1 шт.;
- втулка УНКР.302639.001 – 1 шт.;
- прокладка УНКР.754176.002 – 1 шт.;
- модуль интерфейса МИ5 УНКР.467451.008 (поставляется при необходимости коррекции настроек датчика на объекте эксплуатации) – 1 шт.

3 Дополнительные опции датчика уровня тросикового радиоволнового УТР1:
- ячейка индикации ЯИ10-01 УНКР.468365.001-01 (вместе с ЯИ10 устанавливается клавиатура трехкнопочная УНКР.468.316.001, крышка клавиатуры УНКР.754524.002 или крышка защитная УНКР.754524.001, поставляется руководство оператора УНКР.407529.003–ХХХ РО (где ХХХ – номер текущей версии программного обеспечения)) - 1 шт.;
- крышка защитная УНКР.754524.001 (при комплектации датчика крышкой клавиатуры УНКР.754524.002 крышка защитная УНКР.754524.001 не поставляется) - 1 шт.

4 Ячейка индикации ЯИ10 устанавливается в корпус датчика на предприятии - изготовителе.

9 ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

9.1 В руководстве по эксплуатации УНКР.407629.003 РЭ даны подробные сведения по габаритным размерам техническим характеристикам, принципу действия, установке, подготовке к работе и порядке работы с приборами.