Методические указания по установке преобразователей давления

Конкретный ИПД для измерения давления в трубопроводе должен устанав­ливаться таким образом, чтобы исключить или свести к минимуму влияние дес­табилизирующих факторов на процесс измерения и эксплуатации прибора. С уче­том предельных характеристик как ИПД, так и измеряемой среды преобразовате­ли устанавливаются и закрепляются либо непосредственно на трубопроводе в месте измерения давления, либо дистанционно на настенной панели с подведени­ем измеряемого давления к месту установки прибора посредством соединитель­ных трубок (трубной проводки) и, если необходимо, разделителей мембранных (РМ) или сосудов уравнительных (СУ) и уравнительных конденсационных (СК). Кроме того, как в первом, так и во втором случае подключение ИПД осуществля­ется, как правило, через вентильный (клапанный) блок, позволяющий, во-первых,

отключить через запорный (рабочий) вентиль прибор от точки измерения, во-

вторых, с целью контроля и проверки прибора в рабочих условиях подключить параллельно прибору через уравнительный вентиль другой контрольный прибор или другую среду, в-третьих, через спускной (продувочный или дренажный) вен­тиль удалить скопившийся газ или конденсат из измерительной полости прибора

или соединительной трубки.

При измерении давления химически агрессивных сред необходимо либо ис- пользовать ИПД с соответствующими защитными характеристиками (в частно­сти, с защитным фторопластовым слоем наружной стороны измерительной мем­браны или встроенной внутренней защитно-разделительной мембраной из корро­зионно-стойкого сплава типа, например, титана или тантала), либо применять внешние (выносные) РМ, которые могут соединяться с ИПД непосредственно че­рез штуцер, прямым или капиллярным монтажом через соединительную трубку.

Использование внешних РМ позволяет применять обычные ИПД в более жестких

условиях: в агрессивной среде, при наличии в среде твердых осадков и абразивов, в вязкой среде (например, мазуте), при повышенных требованиях к процессу из­мерения. Внешние разделители содержат, как правило, замкнутую полость между двумя разделительными мембранами, наполненную инертной жидкостью (напри­мер, силиконовым маслом). Передача давления от РМ к измерительной мембране ИПД через трубную проводку также осуществляется посредством жидкости, за­полняющей ее. С целью снижения температуры измерительной или передаточной среды до допустимого температурного диапазона работы конкретного ИПД труб­ная проводка выполняется без тепловой изоляции, а ее длина выбирается таким образом, чтобы в месте установки прибора температура среды не превышала до­пустимое значение. При длинной соединительной трубке (обычно длина не пре­вышает несколько десятков метров) у места присоединения к трубопроводу уста­навливается дополнительный запорный вентиль для отключения трубки в случае ее разрыва. Трубная проводка не должна вносить дополнительные погрешности в измерение давления и с этой целью должна заполняться однофазной несжимае­мой передаточной средой, а также присоединяться к трубопроводу и проклады­ваться так, чтобы исключить образование в них двухфазных сред - газовоздуш­ных пузырей ("газовых мешков") при измерении давления жидких сред или кон­денсата (рис.4.34, 4.35). Это достигается подключением трубной проводки к гори­зонтальному трубопроводу в середине его профиля при измерении давления жид­ких сред и сверху - при измерении газовых сред, а также прокладкой соедини­тельных трубок с уклоном в сторону, обеспечивающую удаление газов (уклон вниз) или конденсата (уклон вверх) в измеряемую среду трубопровода. В этих же

целях необходимо размещать ИПД для жидких сред ниже уровня отбора давле­ния, а для газовых сред - выше этого уровня. Если такие условия трудновыпол­нимы, то в трубной проводке предусматривают газосборники со спускными вен­тилями (их функцию в ряде случаев могут выполнять уравнительные вентили) или конденсатосборники с дренажными вентилями для периодического удаления побочной среды. Соединительные трубки должны быть защищены от переменно­го воздействия внешних источников тепла или холода (за исключением естест- венного постоянного теплообмена с окружающей средой).

При измерении давления водяного пара с использованием трубной проводки невозможно избежать образования двухфазной среды в процессе охлаждения па­ра и передачи его давления через соединительную трубку на дистанционно уста­новленный ИПД. Поэтому необходимо обеспечить резкий переход от пара к кон­денсату, который становится несжимаемой передающей разделительной средой, для чего отбор давления пара от горизонтального участка паропровода осуществ­ляется в середине его профиля, а передача давления - либо через сифон (U- образным или кольцевым), в котором скапливается охлаждающийся конденсат, играющий роль водяного затвора, либо через трубку с уравнительным конденса­ционным сосудом, поддерживающим постоянный уровень конденсата в системе передачи давления пара (см. рис.4.34, д, е). Особенно важно поддержание посто­янства и равенства уровней конденсата в соединительных трубках при измерении дифманометром перепада давления (рис.4.35).

Рис.4.34. Схемы установки ИПД-ДИ/ДА на трубопроводе для измерения давления газа, жидко­сти и пара: ЗК, УК, СК, ДК - соответственно запорный, уравнительный, спускной и дренажный клапаны; КС - компенсационный сосуд

Рис.4.35. Схема установки ИПД-ДД на трубопроводе для измерения давления пара при разме­щении преобразователя ниже уровня отбора давления: ЗК, ПК, УК - соответственно запорный, продувочный и уравнительный клапаны; СУ - сосуд уравнительный

Функциональные приборы

Функциональные приборы серии Ш 933 (НПФ Сенсорика, Екатеринбург) предназначены для работы с измерительными преобразователями типа Сапфир 22, Метран, а также другими, имеющими выходные унифицированные сигналы постоянного тока.

Устройства имеют гальваническое разделение входных - выходных сигналов и цепей питания (рис.4.36).

В состав серии входят: Ш 9331, Ш 9331 И - устройства преобразования сиг­налов; Ш 9332, Ш 9332 И - приборы извлечения квадратного корня; Ш 9333, Ш 9333 И - устройства интегрирования; Ш 9335, Ш 9335 И - разветвители сигналов.

Устройства Ш 9331 выпускаются в модификации Ш 9331 П с линейной зави­симостью между входными и выходными сигналами (пропорционально измеряе­мому перепаду давления), и в модификации Ш 9331 К с линеаризацией зависимо­сти между входным и выходным сигналами пропорционально расходу (корнеиз- влекающий канал). Приборы Ш 9331 имеют цифровую индикацию выходного сигнала, а также сигнализацию ухода выходного сигнала за пределы заранее за­данных уставок.

Рис.4.36. Общий вид функциональных приборов серии Ш 933

Устройства Ш 9332 выпускаются в одно- и двухканальном исполнении (Ш

9332/2к). В одноканальном варианте прибор имеет только корнеизвлекающий ка­нал, в двухканальном - пропорциональный и корнеизвлекающий.

Устройства интегрирования Ш 9333 обеспечивают суммирование текущих значений расхода, при этом обеспечивается цифровая индикация текущего и сум­марного значений. Модификация прибора Ш 9333 М имеет встроенный канал ли­неаризации характеристик дифманометра в режиме измерения расхода, что по­зволяет подключать данный прибор непосредственно к выходу дифманометра.

Устройства Ш 9335 обеспечивают линейное преобразование входного сигна­ла постоянного тока в три унифицированных, гальванически разделенных выход­ных сигнала постоянного тока.

Приборы серии Ш 933 выпускаются в общепромышленном исполнении и с искробезопасными входными цепями уровня "ia".

Глава 5. HART-протокол

Стандарт для передачи аналоговых сигналов значениями постоянного тока используется в системах АСУТП. Для измерения различных физических величин (давления, расхода, температуры и т.д.) предлагается множество устройств с то­ковым выходом 4-20 мА. Достоинством данного стандарта является простота его реализации, массовое использование в приборах и возможность помехоустойчи­вой передачи аналогового сигнала на относительно большое расстояние. Однако при создании нового поколения интеллектуальных датчиков и приборов потребо­валось наряду с передачей аналоговой информации передавать и цифровые дан­ные, соответствующие их новым расширенным функциональным возможностям.

В середине 80-х годов американская компания Rosemount разработала про­токол Highway Addressable Remote Transducer (HART). С 90-х годов протокол стал открытым коммуникационным стандартом. Вначале он был нормирован только для применения в режиме соединения "точка-точка", затем появилась воз­можность применять протокол в режиме многоточечного соединения ("multidrop").