Уровнемеры многофункциональные

Уровнемеры многофункциональные ДУУ10 (далее «уровнемеры») предназначены для непрерывного контроля уровня, уровня раздела, температуры и давления жидких продуктов в емкостях технологических и товарных парков.

Специсполнение уровнемера ДУУ10-10 может использоваться для работы в растворе соляной кислоты. Все детали уровнемера, контактирующие с контролируемой средой в процессе эксплуатации, выполнены из материалов, имеющих химическую стойкость к соляной кислоте: сплав «Хастеллой» (ХН65МВУ), фторопласт-4, фторопласт с антистатическими свойствами, стеклотекстолит СТЭФ-У-18 (для установочного фланца) и сферопластик марки ЭДС-7АП (для груза и поплавка).

Уровнемеры многофункциональные

Уровнемеры многофункциональные осуществляют:
– контактное автоматическое измерение уровня жидких продуктов;
– контактное автоматическое измерение до трех уровней раздела несмешиваемых жидких продуктов (всего не более трех уровней и уровней раздела);
– измерение температуры контролируемой среды в одной точке (на конце уровнемера);
– измерение давления контролируемой среды в одной точке (на конце уровнемера);
– питание и передачу данных измерений по двухпроводному HART-протоколу
– ввод по HART-протоколу настроек уровнемера;
– местную индикацию данных измерений (при наличии ячейки индикации) — уровней, температуры, давления (для уровнемеров с каналом измерения давления);
– ввод с клавиатуры таблицы калибровки резервуара;
– ввод и индикацию настроечных параметров;
– расчет и индикацию объема жидкого продукта в резервуаре на основании введенной таблицы калибровки резервуара;
– формирование стандартного токового сигнала от 4 до 20 мА, к которому могут быть привязаны один из измеряемых уровней или рассчитанный объем продукта(только для уровнемеров с HART-протоколом);
– точную подстройку выходного токового сигнала уровнемера к уровням 4 мА и 20 мА (только для уровнемеров с HART-протоколом);
– привязку полного диапазона выходного токового сигнала к рабочему диапазону измеряемых уровней в резервуаре (только для уровнемеров сHART-протоколом);
– выдачу выходных токовых сигналов 3,8 мА и 20,6 мА при выходе привязанного к токовому сигналу параметра соответственно за нижний и верхний пределыизмерения (только для уровнемеров с HART-протоколом);
– выбор аварийного уровня выходного токового сигнала 3,61 мА или 20,99 мА (только для уровнемеров с HART-протоколом);
– запрет изменения настроек уровнемера с клавиатуры или по цифровому каналу;
– ввод настроечных параметров и таблицы калибровки резервуара с персонального компьютера (ПК) через внешний модуль интерфейса МИ7-01 (далее МИ7-01), работающий с ПК по USB интерфейсу.
– индикацию на экране ПК через МИ7-01 данных измерений и настроек уровнемера.

Уровнемеры многофункциональные предназначены для установки на объектах в зонах классов 0, 1 и 2 по ГОСТ IEC 60079-10-1, где возможно образование смесей газов и паров с воздухом категории IIB групп Т4, Т5, Т6 по ГОСТ Р МЭК 60079-20-1, а также во взрывоопасных зонах классов 20, 21, 22 по ГОСТ IEC 60079-10-2, где присутствуют взрывоопасные пылевоздушные смеси и слои горючей пыли подгруппы IIIB при максимальной температуре поверхности не выше 120 °C.

Уровнемеры имеют взрывозащищенное исполнение, соответствие уровнемеров требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 012/2011 обеспечивается выполнением требований безопасности согласно ГОСТ 31610.0 и ГОСТ 31610.11.

Уровнемеры имеют уровень взрывозащиты Ga по ГОСТ 31610.0, температурный класс Т4, или Т5, или Т6, вид взрывозащиты “Искробезопасная электрическая цепь” c уровнем “ia” для применения во взрывоопасных газовых средах категории IIB, Ex-маркировку по ГОСТ 31610.0

Уровнемеры имеют уровень взрывозащиты Da по ГОСТ 31610.0, вид взрывозащиты “Искробезопасная электрическая цепь” c уровнем “ia” для применения во взрывоопасных пылевых средах подгруппы IIIB c максимальной температурой поверхности не выше 120 ºС, Ex-маркировку по ГОСТ 31610.0.

Знак «Х» в маркировке взрывозащиты указывает на специальные условия безопасного применения уровнемеров:
– уровнемеры многофункциональные применяются в комплекте с блоками, имеющими для выходных цепей вид взрывозащиты«Искробезопасная электрическая цепь» уровня «ia» и параметры искробезопасных выходов U_о≤36 В; I_о≤59 мА; Р_о≤0,5 Вт (для уровнемеров с HART-протоколом);U_о≤14,3 В; I_о≤80 мА; Р_о≤0,5 Вт  L_о≤22 мГн; С_о≤1,8 мкФ;
– необходимость предотвращения условий образования зарядов статического электричества на поплавке типа I (запрещается протирка, обдув сухим воздухом и т.д.) во взрывоопасной зоне и на защитной крышке уровнемера при ее наличии;
– связь уровнемера с ПК по USB интерфейсу допускается только вне взрывоопасной зоны.
Уровнемеры могут подключаться к вторичным приборам БСД5А и БСД5Н.
Уровнемер ДУУ10 совместно с Комплектом измерений САВА предназначен для экспресс — контроля уровня жидкости в технологическом аппарате на удаленных объектах без электроснабжения.

2 Контролируемая среда

Нефть, нефтепродукты, растворители, сжиженные газы, кислоты, щелочи, другие агрессивные и неагрессивные среды.

Стойкость уровнемеров к агрессивным средам ограничена применяемыми материалами, контактирующими с контролируемой средой: нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, 1.4435 (для ячеек измерения давления в уровнемерах ДУУ10-06, ДУУ10-08), фторопласт-4, фторопласт с антистатическими свойствами, сферопластик марки ЭДС-7АП (для поплавков типа I), AISI 304.

3 Состав уровнемеров

Уровнемеры ДУУ10 состоят из:
– чувствительного элемента (ЧЭ);
– поплавка (поплавков) измерения уровня (уровня раздела), скользящего вдоль продетого сквозь него ЧЭ;
– донного поплавка (для уровнемеров с базой измерения — дно);
– первичного преобразователя (ПП), включающего пьезоэлемент.

4 Технические данные

4.1 Основные технические характеристики и условия эксплуатации уровнемеров даны в таблице 1.

Таблица 1

Наименование параметра	Уровнемер ДУУ10-02…08	Уровнемер ДУУ10-10…14
Длина чувствительного элемента	от 1,0 до 4,0 м (жесткий ЧЭ)*	от 1,0 до 25,0 м (гибкий ЧЭ)*
Рабочее избыточное давление	не более 2,0 МПа**	не более 0,15 МПа
Температура контролируемой среды	от минус 45 до +85 °C (нормальный диапазон температур); от минус 45 до +120 °C (расширенный диапазон температур)**	от минус 45 до +85 °C (нормальный диапазон температур); от минус 45 до +100 °C (расширенный диапазон температур)
Плотность контролируемой среды	от 430 до 1500 кг/м3
Маркировка взрывозащиты	0Ex ia IIВ Т4/Т5/T6 Ga Х и Ex ia IIIB T100/Т120 °C Da
Степень защиты	IP68 по ГОСТ 14254
Климатическое исполнение	ОМ1,5 по ГОСТ 15150
Температура внешней среды	от минус 40 до +75 °C (для уровнемеров с индикацией)***; от минус 45 до +75 °C (для уровнемеров без индикации)
Пределы изменения атмосферного давления	от 84,0 до 106,7 кПа
Тип атмосферы	III, IV (морская и приморско-промышленная)
Срок службы	14 лет
Масса (не более)	17,5 кг
Габаритные размеры (не превышают)	см. руководство по эксплуатации УНКР.407631.005 РЭ

* По специальному заказу возможно изготовление уровнемеров с другой длиной ЧЭ
** По специальному заказу возможно изготовление уровнемеров с расширенным диапазоном температур контролируемой среды (менее минус 45, более +120 °С) и диапазоном избыточного давления более номинального
*** Считывание данных с индикатора гарантируется при температуре окружающей среды более минус 30 °С

4.2 Верхний неизмеряемый уровень не более (100 + H_П – H_ПОГР), мм для уровнемеров с жестким ЧЭ (ДУУ10-02…-08) и не более (150 + H_П – H_ПОГР), мм для уровнемеров с гибким ЧЭ (ДУУ10-10…-14), где H_П — высота поплавка, H_ПОГР — глубина погружения поплавка. Конкретное значение определяется геометрическими размерами поплавка.

4.3 Нижний неизмеряемый уровень для уровнемеров с базой измерения уровня – крыша – не более (200 + H_ПОГР), мм для уровнемеров ДУУ10-02, -04, -10…-14 и не более (300 + H_ПОГР), мм для уровнемеров ДУУ10-06, -08, где H_ПОГР — глубина погружения поплавка, мм. Нижний неизмеряемый уровень для уровнемеров с базой измерения уровня — дно – не более (700 + H_ПОГР), мм.

4.4 Зона неизмеряемых уровней между двумя поплавками в многопоплавковых уровнемерах не более 200 мм. Запрещается использование в многопоплавковых уровнемерах поплавков (включая донный) высотой менее 115 мм без согласования с производителем.

4.5 Величины неизмеряемых уровней определяются размерами поплавков и глубинами их погружения в конкретных продуктах.

4.6 Вязкость не ограничивается при отсутствии застывания контролируемой среды на элементах конструкции уровнемера и отсутствии отложений на уровнемере, препятствующих перемещению поплавка.

4.7 Тип поплавка уровнемеров определяется при заказе требуемыми условиями эксплуатации.
4.7.1 Плотность поплавка в зависимости от типа, назначения, материала и размеров может варьироваться в пределах от 249 до 4420 кг/³. Информация по типам поплавков и их характеристикам представлена в документе «Поплавки. Руководство по выбору» УНКР.400751.001 РЭС.
4.7.2 В уровнемерах с базой измерения — дно самым нижним на ЧЭ устанавливается донный поплавок УНКР.305446.088, имеющий плотность не менее 4000 кг/³ и всегда располагающийся на дне резервуара.

4.8 Метрологические характеристики
4.8.1 Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности измерений уровня равны:
– ±3 мм для уровнемеров исполнения 0, но не менее указанных в п. 4.8.8;
– ±1 мм для уровнемеров исполнения 1 с HART-протоколом, но не менее указанных в п. 4.8.8;
– ±0,7 мм для уровнемеров исполнения 1 и длиной ЧЭ свыше 4000 мм;
– ±0,5 мм для уровнемеров исполнения 1 и длиной ЧЭ до 4000 мм включительно.
4.8.2 Пределы допускаемой абсолютной дополнительной погрешности измерений уровня в рабочем диапазоне температур контролируемой среды равны ±0,2 мм на каждые 10 °С на 1000 мм длины ЧЭ для уровнемеров в режиме повышенной помехоустойчивости измерений.
4.8.3. Пределы допускаемой абсолютной дополнительной погрешности измерений уровня в рабочем диапазоне температур окружающей среды равны нулю для уровнемеров в режиме повышенной помехоустойчивости измерений.
4.8.4 Пределы допускаемой абсолютной дополнительной погрешности измерений уровня в рабочем диапазоне температур контролируемой и окружающей среды равны ±0,2 мм на каждые 10 °С на 1000 мм длины ЧЭ для уровнемеров в режиме повышенной надежности измерений.
4.8.5 Основным режимом работы уровнемера является режим повышенной помехоустойчивости измерений.
4.8.6 По специальному заказу возможна поставка уровнемеров с допускаемой абсолютной дополнительной погрешностью измерений в рабочем диапазоне температур контролируемой среды менее ±0,2 мм на каждые 10 °С на 1000 мм длины ЧЭ в режиме повышенной помехоустойчивости измерений.
4.8.7 Кроме дополнительной погрешности измерения уровня, вызванной изменением температуры, следует учитывать изменения глубины погружения поплавка (п.4.7 настоящего раздела), а также вязкость продукта и силу трения.
4.8.8 Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений выходного токового сигнала при линейной функции преобразования полной длины ЧЭ уровнемера к стандартному токовому сигналу от 4 до 20 мА равны ±0,05%, но не менее указанных в п. 4.8.1.
4.8.9 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений выходного токового сигнала при линейной функции преобразования полной длины ЧЭ уровнемера к стандартному токовому сигналу от 4 до 20 мА равны ±8 мкА, но не менее указанных в п. 4.8.1.
4.8.10 Пределы допускаемой приведенной погрешности измерения объема равны ±0,05% без учета погрешности таблицы калибровки резервуара, введенной в уровнемер, но не менее указанных в п. 4.8.1.
4.8.11 Диапазон измерений температуры равен диапазону температур контролируемой среды.
4.8.12 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры равны:
– ±0,7 °C в диапазоне температур от минус 45 до минус 40 °С;
– ±0,5 °C в диапазоне температур от минус 40 до +105 °С;
– ±0,7 °C в диапазоне температур свыше +105 до +120 °С.
4.8.13 Диапазон измерений давления для уровнемеров с каналом измерения давления от 0 до 2,0 МПа.
4.8.14 Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений давления равны ±1,5 %.

4.9 Электрические параметры и характеристики уровнемеров с HART-протоколом
4.9.1 Питание уровнемеров с HART-протоколом осуществляется постоянным искробезопасным напряжением от 15 до 36 В при общем сопротивлении линии от 230 до 350 Ом и от 18 до 36 В при общем сопротивлении линии от 230 до 500 Ом (общее сопротивление включает нагрузочное сопротивление HART). Максимальное полное сопротивление первичного ведущего HART — устройства (передатчика) не более 500 Ом. Для вторичного ведущего HART-устройства минимальное шунтирующее полное сопротивление приемника 5 кОм, максимальное шунтирующее полное сопротивление передатчика 100 Ом. Для пассивных устройств в контуре токовой петли минимальное шунтирующее полное сопротивление 10 кОм, максимальное последовательное полное сопротивление 100 Ом. Ток потребления уровнемеров составляет от 3,6 до 21,0 мА в зависимости от сигнала стандартного токового выхода от 4 до 20 мА. Источник питания должен иметь максимальное последовательное полное сопротивление 10 Ом, максимальный уровень пульсаций (в диапазоне от 47 до 125 Гц) 0,2 В (двойная амплитуда) и максимальный уровень шума (в диапазоне от 500 Гц до 10 кГц) 1,2 мВ (среднеквадратическое значение).
4.9.2 Электрическое сопротивление изоляции между гальванически развязанными цепями не менее 20 МОм в нормальных условиях и не менее 5 МОм при верхнем значении рабочей температуры. Электрическая изоляция между гальванически развязанными цепями уровнемеров выдерживает в течение одной минуты без перебоя и поверхностного перекрытия испытательное постоянное напряжение 500 В в нормальных условиях применения.
4.9.3 По степени защиты от поражения электрическим током уровнемеры относятся к классу защиты III в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0.
4.9.4 По уровню электромагнитной совместимости уровнемеры удовлетворяют требованиям ГОСТ Р 51522.1 для оборудования класса А, требованиям ГОСТ Р 51318.22 по уровню излучаемых радиопомех и ГОСТ Р 53390 по уровню кондуктивных помех.
4.9.5 Связь уровнемеров с ведущим HART-устройством осуществляется с помощью двухпроводного HART-совместимого кабеля (например, КМВЭВ-3 1х2х0,75) с наружным диаметром не более 9 мм, через который подается питание уровнемеров. Для повышения устойчивости уровнемера к промышленным помехам рекомендуется применять кабель — витую пару в экране.
4.9.6 Нормальное функционирование уровнемеров при использовании для передачи данных HART-протокола обеспечивается при величине постоянной времени RC соединительного кабеля между уровнемерами и ведущими HART-устройствами (HART-коммуникаторами, HART-модемами) не более 65 мкс с учетом величины нагрузочного резистора (230 Ом≤R≤500 Ом). Например, при использовании кабеля с погонным сопротивлением 36 Ом/км и емкостью 100 пФ/м, допустимая длина кабеля составит 2000 м. Типичное значение емкости компьютерной экранированной витой пары – 65 пФ/м, погонное сопротивление 120 Ом/км. Типичное значение емкости промышленной экранированной витой пары – 150 пФ/м, погонное сопротивление 120 Ом/км. Типичное значение емкости экранированного многожильного кабеля – 200 пФ/м, погонное сопротивление 120 Ом/км.
4.9.7 Обмен информацией уровнемеров с ведущим HART-устройством ведется последовательным кодом в асинхронном полудуплексном режиме по протоколу HART версии 5. Перечень HART-команд, поддерживаемых уровнемером, приведен в руководстве оператора УНКР.407631.005-XXX РО. Скорость передачи составляет 1200 бит/с.
4.9.8 Уровнемеры могут работать как в моноканальном, так и в немоноканальном режиме. В моноканальном режиме уровнемеры включаются параллельно транзитным подключением двухпроводного кабеля. При этом стандартный токовый выход от 4 до 20 мА фиксируется в состояние 4 мА. Возможно одновременное подключение в моноканальном режиме до 15 уровнемеров. При этом возможен обмен цифровой информацией между ведущим HART-устройством и каждым включенным в моноканал уровнемером.
Для идентификации каждый уровнемер должен иметь собственный адрес в диапазоне от 1 до 15, который может быть присвоен уровнемеру с использованием собственной трехкнопочной клавиатуры или с ведущего HART-устройства (см. раздел «Работа с HART» руководства оператора УНКР.407631.005-XXX РО). В немоноканальном режиме возможно подключение только одного уровнемера, имеющего адрес 0. При этом возможен обмен цифровой информацией с ведущим HART-устройством и одновременно считывание стандартного токового сигнала от 4 до 20 мА, пропорционального одному из измеряемых уровнемером параметров (уровень, уровень раздела либо соответствующий рассчитанный объем). Параметр, пропорциональный токовому сигналу, выбирается с использованием клавиатуры и индикатора уровнемера.
4.9.9 Время установления рабочего режима уровнемеров не более 30 секунд.
4.9.10 Время измерений:
– по каналам измерений уровня определяется скоростью обмена по HART-протоколу (примерно 2 раза в секунду);
– по каналам измерений давления и температуры не более 3,6 с.
4.9.11 Значение постоянной времени усреднения каналов измерений уровнемера может быть в диапазоне от 0,0 до 30,0 с (значение по умолчанию 3,3 с, см. раздел «Работа с индикатором» руководства оператора УНКР.407631.005-XXX РО).
4.9.12 Время непрерывной работы комплекта измерений для объектов без электроснабжения САВА не менее трех часов в диапазоне температур от минус 40 до +45 °С.

4.10 Электрические параметры и характеристики уровнемеров
4.10.1 Питание уровнемеров осуществляется от вторичного прибора постоянным искробезопасным напряжением от 10,8 до 14,3 В. Ток потребления уровнемеров составляет не более 24 мА.
4.10.2 Связь уровнемеров с вторичным прибором осуществляется с помощью экранированного четырехпроводного кабеля с наружным диаметром не более 9 мм. Для повышения устойчивости уровнемеров к промышленным помехам рекомендуется применять кабель — две витые пары в экране.
4.10.3 Нормальное функционирование уровнемеров обеспечивается при длине соединительного кабеля между уровнемерами и вторичными приборами не более 1,5 км. Разрешается применение экранированных контрольных кабелей со следующими параметрами: R_каб≤100 Ом, С_каб≤0,1 мкФ, L_каб≤2 мГн.
4.10.4 Обмен информацией уровнемеров с вторичным прибором ведется последовательным кодом в асинхронном полудуплексном режиме по внутреннему протоколу. Скорость передачи составляет 4800 бит/с.
4.10.5 Предельные параметры выходного ключа уровнемеров на активной нагрузке, обеспечиваемые вторичным прибором:
– коммутируемое напряжение 12 В ± 10 %;
– допустимый ток коммутации ключа не более 20 мА.
4.10.6 Входной токовый сигнал, соответствующий:
– логическому нулю — 0 мА;
– логической единице — от 5 до 20 мА.
4.10.7 Уровень защиты от молнии уровнемеров и вторичных приборов соответствует требованиям, предъявляемым к устройствам во второй зоне защиты от молнии в соответствии с ГОСТ Р МЭК 62305-4. Соединение между уровнемерами и вторичными приборами осуществляется экранированным кабелем. Сами уровнемеры выполнены в металлическом корпусе и заземлены, а также имеют в своем составе сглаживающие фильтры, достаточные для защиты от импульсных перенапряжений.

5 Принцип работы прибора

5.1 Измерение уровня продукта основано на измерении времени распространения в стальной проволоке короткого импульса упругой деформации. По всей длине проволоки намотана катушка, в которой протекает импульс тока, создавая магнитное поле. В месте расположения поплавка с постоянным магнитом, скользящего вдоль проволоки, в ней под действием магнитострикционного эффекта возникает импульс продольной деформации, который распространяется по проволоке и фиксируется пьезоэлементом, закрепленным на ней. Кроме того, возникает импульс упругой деформации, отраженный от нижнего конца ЧЭ уровнемера и принимаемый пьезоэлементом.

5.2 В уровнемерах измеряется время от момента формирования импульса тока до момента приема импульсов упругой деформации, принятых и преобразованных пьезоэлементом. Это позволяет определить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня жидкости.

6 Установка прибора

6.1 Перед установкой уровнемера необходимо размагнитить звуковод ЧЭ: для этого производится трехкратное перемещение поплавка от начала до конца ЧЭ уровнемера.

6.2 Установка уровнемеров осуществляется в верхней части резервуара на любой имеющейся или специально образованной горизонтальной поверхности (максимальное отклонение оси уровнемера от вертикали ±1° для уровнемеров с жесткими ЧЭ и ±5° для уровнемеров с гибкими ЧЭ).

6.3 Вертикальность установки должна обеспечиваться посадочным местом, подготовленным потребителем.

6.4 Установка уровнемеров выполняется несколькими способами — установка с использованием втулки, соединение с использованием трубного фитинга СМСТ-14М-8R (только для уровнемеров ДУУ10-02, ДУУ10-04 без фторопластовой трубки на ЧЭ) или установка с использованием комплекта УДСФ УНКР.421946.004. Описание комплекта УДСФ см. соответствующий раздел настоящего каталога. Допускается использование других вариантов установки уровнемеров по согласованию с предприятием — изготовителем.

7 Структура условного обозначения уровнемера

7.1 Структура условного обозначения уровнемера ДУУ10, см. таблицу 2.