Уровнемеры-сигнализаторы ультразвуковые УУС-…, 48865-12

Назначение

Уровнемеры-сигнализаторы ультразвуковые УУС-... (далее - уровнемеры) предназначены для оперативного измерения уровня (расстояния до поверхности) веществ и материалов (далее по тексту - продукт), которые находятся в стационарных резервуарах, технологических аппаратах и железнодорожных цистернах (далее по тексту - резервуары), а именно:

-    звукопрозрачных жидкостей (светлые нефтепродукты, сжиженный углеводородный газ, масла, спирты, растворители, вода и тому подобное), в том числе, опасных жидких химических веществ (сжиженный аммиак, сжиженный хлор, кислоты, щелочи и тому подобное);

-    жидкостей с пониженной звукопрозрачностью и незвукопрозрачных жидкостей (жидкости со значительным содержанием взвешенных твердых частиц или пузырьков газа и тому подобное);

-    сыпучих и кусковых материалов,

а также для сигнализации достижения граничных (заданных) уровней заполнения резервуаров.

В зависимости от параметров электроакустических преобразователей, которые входят в состав уровнемеров, схем их размещения на резервуарах и условий применения, уровнемеры также осуществляют:

-    измерение уровня границы раздела двух несмешиваемых жидкостей с различной плотностью, в том числе, измерение уровня подтоварной воды;

-    измерение температуры стенок резервуаров в местах установки электроакустических преобразователей, температуры жидкостей или газо-воздушной среды внутри резервуаров, в том числе, среднего значение температуры с учетом ее изменения по высоте резервуара;

-    измерение скорости распространения звука в жидкостях или газо-воздушных средах, в том числе, среднего значения скорости распространения звука в жидкостях с учетом изменения температуры по высоте резервуара;

-    вычисление средней плотности жидкостей по результатам измерений скорости распространения звука и температуры в жидкостях;

-    вычисление объема жидкостей или сыпучих и кусковых материалов по градуировочным таблицам, введенным в память уровнемеров;

-    хранение в памяти и выдачу на внешние устройства результатов измерений и вычислений и служебной информации.

Описание

Принцип действия уровнемеров основан на локации отражающей поверхности с помощью ультразвука. Локация, в зависимости от особенностей объекта и конструкции электроакустических преобразователей, проводится:

-    через толщу жидкости бесконтактным методом сквозь дно резервуаров или специальных патрубков, которые врезаются в резервуар (уровнемеры УУС-00 и одного из исполнений УУС-01). По результатам локации определяется граница раздела жидкости и газовоздушной среды и/или двух несмешиваемых жидкостей с различной плотностью;

-    через толщу жидкости контактным методом при погружении преобразователей в резервуары (уровнемеры одного из исполнений УУС-01). По результатам локации определяется граница раздела жидкости и газо-воздушной среды;

-    через толщу жидкости бесконтактным методом сквозь стенку специальных патрубков, которые врезаются в резервуары (уровнемеры УУС-00) или контактным методом при погружении преобразователей в резервуары (уровнемеры одного из исполнений УУС-01). По результатам локации определяется уровень подтоварной воды;

-    через газо-воздушную среду при установке преобразователей на верхних штуцерах резервуаров (уровнемеры УУС-06). По результатам локации определяется граница раздела га-зо-воздушной среды и жидкости или газо-воздушной среды и сыпучего (кускового) материала;

-    с помощью стержневых преобразователей (уровнемеры УУС-03). По результатам локации определяется наличие жидкости на торце металлического стержня (звуковода) или возле специальных меток, нанесенных на звуковод.

Модификации и исполнения уровнемеров отличаются: функциональными возможностями, составом, конструкцией, программным обеспечением, нормированными значениями диапазонов измерений и пределов допускаемой абсолютной погрешности, габаритными размерами и массой.

Уровнемеры осуществляют измерение времени между излучением и приходом акустических сигналов от отражающей поверхности и вычисление уровня (расстояния) с учетом значения скорости распространения звука, введенного в память уровнемеров или измеренного одним из акустических каналов уровнемеров методом локации отражателя (специального маркера), расположенного на известном расстоянии.

Уровнемеры состоят из следующих основных частей:

-    электроакустический преобразователь П (или блок датчиков - в составе преобразователя П25), который предназначен для излучения сигналов заданной частоты и длительности, а также приема отраженных от поверхности сигналов (эхо-сигналов). Основным элементом преобразователя П является пьезокерамический элемент, который осуществляет преобразование электрических колебаний (радиоимпульсов) в акустические колебания (при излучении сигналов) и преобразование акустических колебаний в электрические (при приеме эхо-сигналов). Преобразователь П состоит из корпуса, в котором размещен пьезокерамический элемент, и соединительного кабеля. Для преобразователей П25, которые погружаются в резервуары, соединительный кабель заключен в специальную трубу. Для измерения температуры в корпусе преобразователей П и в трубе размещаются термодатчики;

- преобразователь измерительный вторичный (прибор ПИ или ПИ-1) или блок электроники БЭ (в составе преобразователя П25), который обеспечивает: формирование и выдачу радиоимпульсов в соответствии с заданными параметрами; прием и обработку эхо-сигналов в соответствии с заданным алгоритмом; оперативную сигнализацию появления неисправностей (самотестирование); оперативное отображение результатов измерений на цифровом показывающем устройстве (ЖКИ) прибора ПИ; управление выдачей результатов измерений и вычислений и результатов самотестирования во внешние устройства. Прибор ПИ (ПИ-1) и блок электроники состоят из электронных плат и органов индикации и управления;

-    прибор искробезопасного питания ПИП-2 (далее - прибор ПИП-2), который обеспечивает искробезопасность цепей питания и выходных цепей. Прибор ПИП-2 состоит из электронных плат, которые входят в состав устройства искрозащиты, и элементов коммутации;

-    центральный блок уровнемеров ЦБ (блок ЦБ), который обеспечивает отображение результатов измерений на цифровом показывающем устройстве (ЖКИ) и управление выдачей результатов измерений и вычислений и результатов самотестирования во внешние устройства. Блок ЦБ состоит из электронных плат и органов индикации и управления.

Преобразователи П устанавливаются на резервуары с помощью устройств крепления, которые разрабатываются в соответствии с заказом под конкретные резервуары.

Уровнемеры имеют взрывозащищенное исполнение и могут эксплуатироваться во взрывоопасных зонах.

Программное обеспечение

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует классу «В» по МИ 3286-2010.

Программное обеспечение модификаций уровнемеров - встроенное.

Фотографии общего вида

Технические характеристики

1. Диапазоны измерений уровня (расстояния до поверхности продукта) и пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении уровня:_

5.    Диапазон измерений температуры - от минус 50 до плюс 80 °С (для уровнемеров УУС-00, УУС-01, УУС-06)

6.    Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении скорости распространения звука - ± 0,3 м/с (для уровнемеров УУС-00, УУС-01).

7.    Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении уровня границы раздела двух несмешиваемых жидкостей с различной плотностью, мм (для уровнемеров УУС-00):

-    ± 5 - в интервале от 100 до 5000 мм (включительно);

-    ± [5 + 0,0015(Низм. — 5000)] - в диапазоне свыше 5000 до 15000 мм (включительно).

8.    Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении уровня подтоварной воды -± 2 мм (для уровнемеров УУС-00, УУС-01).

9.    Пределы допускаемой абсолютной погрешности уровнемеров УУС-03 при сигнализации достижения предельных (заданных) уровней заполнения резервуаров - ± 1 мм.

10.    Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении температуры - ± 0,5 °С (для уровнемеров УУС-00, УУС-01, УУС-06).

11.    Пределы допускаемой относительной погрешности при преобразовании результатов измерений в унифицированные выходные сигналы постоянного тока - ± 0,15 % (для уровнемеров УУС-00, УУС-01, УУС-06).

12.    Пределы допускаемого относительного отклонения результатов вычисления объема продуктов от расчетных значений - ± 0,01 % (для уровнемеров УУС-00, УУС-01, УУС-06).

13.    Время одного цикла измерений и вычислений - не более 25 с.

14.    Цена единицы наименьшего разряда при индикации результатов измерений и вычислений (для уровнемеров УУС-00, УУС-01, УУС-06):

-    0,1 мм - при индикации уровня и уровня границы раздела двух несмешиваемых жидкостей с различной плотностью;

-    1 мм - при индикации уровня подтоварной воды;

-    0,1 м/с - при индикации скорости распространения звука;

-    0,1 °С - при индикации температуры;

-    0,0001 г/см1 - при индикации плотности жидкостей;

-    1 л - при индикации объема.

15.    Параметры выходных сигналов (наличие и вид - в соответствии с заказом):

-    цифровой интерфейс RS-485;

-    унифицированные сигналы постоянного тока от 0 до 20 мА, от 4 до 20 мА, от 0 до 24 мА;

-    релейные выходы, позволяющие коммутировать цепи переменного тока до 250 В 5 А (мощность не более 100 ВА).

16.    Количество резервуаров, которые обслуживаются одним уровнемером:

-    от одного до 64 (для уровнемеров УУС-00, УУС-01, УУС-03);

-    от одного до восьми (для уровнемеров УУС-06).

17.    Питание уровнемеров осуществляется от источника постоянного тока номинальным напряжением 24 В или 15 В (в зависимости от заказа).

18.    Сила тока потребления - не больше 0,3 А или 0,2 А (в зависимости от напряжения питания).

19.    Степень защиты составных частей уровнемеров от проникновения воды, пыли и посторонних твердых частиц в соответствии с ГОСТ 14254:

-    IP 65 - для приборов ПИ (ПИ-1), ПИП-2, преобразователей П;

-    IP 68 - для преобразователей П, которые погружаются в резервуары;

-    IP 54 - для блока ЦБ.

20.    Рабочий диапазон температуры:

-    для приборов ПИ (ПИ-1), ПИП-2 - от минус 40 (от минус 20 для приборов ПИ из ЖКИ) до плюс 50 °С;

-    для преобразователей П - от минус 40 до плюс 50 °С;

-    для блока ЦБ - от 10 до 35 °С.

21.    Маркировка взрывозащиты составных частей уровнемеров:

-    приборов ПИ (ПИ-1) - "2ExidIBT4";

-    приборов ПИП-2 - "2ExseicIIBT4";

-    преобразователей П - "0ExiaIIBT4", "1ExibIIBT4" (в соответствии с заказом).

22.    Средняя наработка на отказ - не менее 67000 ч.

23.    Полный средний срок службы - не менее 14 лет.

Знак утверждения типа

наносится на прибор ПИ (ПИ-1) методом сеткографии, на блок ЦБ и на эксплуатационные документы - печатным способом.

Комплектность средств измерений

Поверка

осуществляется по документу АКАГ.407000.005 И1 «Метрология. Уровнемер-сигнализатор ультразвуковой УУС-... Методика поверки», утвержденной Укрметртестстандартом в декабре 2007 г.

Основное поверочное оборудование:

-    установка уровнемерная, рабочий эталон 1 разряда;

-    установка уровнемерная ААМЯ.441439.000, диапазон воссоздания высоты уровня -от 100 до 5560 мм;

-    рулетка измерительная, рабочий эталон 3 разряда, ГОСТ 7502;

-    имитатор эхо-сигналов ААМЯ.441461.000;

-    частотомер электронно-счетный вычислительный Ч3-64 ДЛИ2.721.006 ТУ;

-    мультиметр цифровой UT-56;

-    термометр цифровой Quartz SA 880 SSX, погрешность ± 0,1°С.

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к уровнемерам -сигнализаторам ультразвуковым УУС-...

1.ГОСТ    Р 52931-2008 «Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие условия».

2.ГОСТ    28725-1990 «Приборы для измерения уровня жидкостей и сыпучих материалов. Общие технические требования и методы испытаний».

3.ГОСТ    Р 8.654-2009 «Требования к программному обеспечению средств измерений. Основные положения».

4.ТУ    У 33.2-32302360-002:2005 «Уровнемеры-сигнализаторы ультразвуковые УУС-... Технические условия».

Рекомендации к применению

Осуществление торговли и товарообменных операций.