Датчики температуры CTR-ALW, CTU-ALW, 51742-12

Назначение

Датчики температуры CTR-ALW, CTU-ALW (далее по тексту - датчики) предназначены для измерений температуры жидких и газообразных сред, не агрессивных к материалу защитного корпуса и защитной гильзы, и преобразования измеренного значения в унифицированный электрический выходной сигнал постоянного тока 4-20 мА, а также в цифровой сигнал для передачи по протоколу HART.

Описание

Принцип действия датчиков, состоящих из первичного преобразователя температуры (сенсора) соединенного с измерительным преобразователем (ИП), основан на преобразовании сигнала сенсора в унифицированный выходной сигнал постоянного тока 4-20 мА с наложенным на него цифровым частотно-модулированным сигналом. Сигнал с сенсора поступает на вход ИП, где преобразуется с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) в дискретный сигнал, который после прохождения через оптоэлектронный гальванический барьер обрабатывается с помощью микропроцессорного преобразователя (МП). С выхода МП дискретный сигнал поступает на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), где происходит преобразование в унифицированный аналоговый сигнал 4-20 мА. Далее, при помощи частотного модулятора HART протокола на аналоговый сигнал накладывается цифровой сигнал в стандарте HART. По HART-протоколу могут передаваться измеренные сигналы температуры процесса, различные диагностические и аварийные сигналы, а также можно осуществлять конфигурирование датчика с использованием портативного коммуникатора, либо при помощи встроенного модема BELL202 и коммуникационного программного обеспечения HART Rev.5.1, обеспечивающих через конвертер HART/RS-232 или HART/USB коммуникацию датчика с персональным компьютером с установленным ПО АРТ2000.

Первичный преобразователь температуры выполнен в виде измерительной вставки с платиновым чувствительным элементом (ЧЭ) с номинальной статической характеристикой преобразования (НСХ) типа «Pt100» по ГОСТ 6651-2009 (CTR-ALW) или с термопарой в качестве ЧЭ с НСХ типа «К» по ГОСТ Р 8.585-2001 (CTU-ALW), помещенных в защитный корпус с различными видами присоединений к объекту измерений. Для измерения температуры при высоких давлениях и скоростях потока предусмотрены защитные гильзы (литые и трубчатые), конструкция которых зависит от допускаемых параметров измеряемой среды.

Измерительный преобразователь конструктивно выполнен в цилиндрическом корпусе из алюминиевого сплава или нержавеющей стали (316L) с отвинчивающимися крышками (одна из крышек снабжена окном для обзора показаний ж/к дисплея). Внутри корпуса расположены микропроцессорный блок со встроенным модемом и с ж/к дисплеем (в каркасе из поликарбоната), клеммная колодка и элементы радиочастотного фильтра, подавляющего электромагнитные помехи.

Датчики имеют исполнения, различающиеся по конструкции первичного преобразователя температуры и по материалу корпуса измерительного преобразователя. Датчики модели CTR-ALW могут иметь исполнение повышенной точности (с индивидуальной градуировкой) - LAB. Также датчики могут изготавливаться как в общепромышленном исполнении, так и во взрывозащищенном исполнении. Датчики во взрывозащищенном исполнении (CTR-ALW/Ex, CTUALW/Ex) имеют вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» с маркировкой 0ExiaIIC T6/T5/T4X или «взрывонепроницаемая оболочка» с маркировкой 1ExdIICT6/T5 X.

Рис.1 - Датчики температуры CTR-ALW, CTU-ALW

Программное обеспечение

Метрологически значимым программным обеспечением (ПО) датчиков является только встроенное ПО. Данное ПО устанавливается в энергонезависимую память измерительных преобразователей датчиков на заводе-изготовителе во время производственного цикла. ПО недоступно пользователю и не подлежит изменению на протяжении всего времени функционирования изделия, что соответствует уровню защиты «А». Метрологические характеристики датчиков оценены с учетом влияния на них ПО. Встроенное коммуникационное программное обеспечение HART Rev.5.1 предназначено только для соединения с персональным компьютером.

Внешнее (автономное) программное обеспечение АРТ2000, предназначенное для конфигурирования и обслуживания датчиков температуры, устанавливается на персональный компьютер и не влияет на метрологические характеристики измерительных преобразователей. Данное ПО не имеет доступа к энергонезависимой памяти преобразователей и не позволяет заменять или корректировать встроенное ПО, и имеет уровень защиты, соответствующий уровню «С».

Идентификационные данные встроенного ПО приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения

Диапазон измеряемых температур, пределы допускаемой основной и дополнительной погрешности датчика температуры от изменения температуры окружающей среды от нормальной (от плюс 20 °С) в диапазоне температур от минус 50 до плюс 85 °С в зависимости от типа НСХ первичного преобразователя температуры приведены в таблице 2.

Таблица 2

Напряжение питания, В: ...................................от 12 до 55, от 13,5 до 28 (для Exi-версии)

Сопротивление нагрузки (для цифровой связи по протоколу HART), Ом:... .от 250 до 1100 Соотношение между напряжением источника питания

и сопротивлением внешней нагрузки: ..............R (Ом) = (U (В) - 12 (или 15) В)/0,023 А

Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения номинального напряжения

питания: .............................................± 0,005 % (от интервала измерений) / 1В

Длина монтажной части, мм:...............................................................от 100 до 400

Диаметр монтажной части, мм:.......................................................................9; 11

Масса, г:....................................................................................от 1200 до 3500

Электрическое сопротивление датчиков при температуре окружающей среды 20 ± 5 °С и напряжении постоянного тока 110 или 750 (для Exi-версии) В, МОм, не менее: ...........100

Рабочие условия эксплуатации датчиков:

-    температура окружающей среды, °С: ............................от минус 50 до плюс 85

......от минус 45 до плюс 80 (Ex-исполнение)

-    относительная влажность окружающего воздуха, %............................................до 97

Средний срок службы, лет, не менее: ..................................................................10

По защищенности от воздействия окружающей среды датчики являются пыле-, водозащищенными, и соответствуют коду по ГОСТ 14254-96:.......................IP66, IP67.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации РЭ.СТх-ALW (в правом верхнем углу) типографским способом, а также на шильдик, прикрепленный к корпусу измерительного преобразователя.

Комплектность

Датчик температуры (исполнение в соответствии с заказом) - 1 шт. Руководство по эксплуатации (на русском языке) - 1 экз.

Методика поверки - 1 экз.

Паспорт - 1 экз.

По дополнительному заказу поставляются: HART-коммуникатор, программное обеспечение АРТ-2000.

Поверка

осуществляется по методике поверки МП 51742-12 «Датчики температуры CTR-ALW, CTU-ALW. Методика поверки», разработанной и утвержденной ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС», 27.04.2012г.

Основные средства поверки:

-    термометр цифровой прецизионный DTI-1000, пределы допускаемой абсолютной погрешности: ±0,031 °С в диапазоне температур от минус 50 до плюс 400 °С, ±0,061 °С в диапазоне температур св. плюс 400 до плюс 650 °С;

-    термометр сопротивления платиновый эталонный 3-го разряда типа ЭТС-100, с диапазоном измеряемых температур от минус 196 до 0 °С;

-    термостаты жидкостные прецизионные переливного типа моделей ТПП-1.0, ТПП-1.1, ТПП-1.2 с диапазоном воспроизводимых температур от минус 60 до плюс 300 °С и нестабильностью поддержания заданной температуры ±(0,004.. .0,02) °С;

-    калибраторы температуры JOFRA серий ATC-R и RTC-R с общим диапазоном воспроизводимых температур от минус 48 до плюс 600 °С и нестабильностью поддержания заданной температуры ±(0,005... 0,02) °С;

-    сосуд Дьюара с азотом;

-    многоканальный прецизионный измеритель температуры МИТ 8.10(М) с пределами допускаемой основной абсолютной погрешности измерения сопротивления ±(10-5R+5 10-4), где R

- измеряемое сопротивление, Ом;

-    мегомметр М 4100/1, напряжение 500 В.

Сведения о методиках (методах) измерений: отсутствуют.

Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к датчикам температуры CTR-ALW, CTU-ALW

ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

Международный стандарт МЭК 60751 (2008, 07) Промышленные чувствительные элементы термометров сопротивления из платины.

ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.

Международный стандарт МЭК 60584-1. Термопары. Часть 1. Градуировочные таблицы.

ГОСТ Р 8.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.

ГОСТ 6616-94. Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия.

Техническая документация фирмы «APLISENS S.A.», Польша.

ГОСТ 8.558-93 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.

Рекомендации к применению

Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта; выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.

Фирма «APLISENS S.A.», Польша

Адрес: 03-192, Warszawa, ul.Morelowa, 7, Польша.

Тел. +48 22 814 07 77, факс +48 22 814 07 78 E-mail: aplisens@aplisens.pl