Датчики давления серии «Метран-100»
Новый комплекс интеллектуальных датчиков давления «Метран-100» вобрал в себя самые лучшие и надежные модели ранее выпускаемых датчиков. Датчики «Метран-100» полностью заменяют известные семейства датчиков «Метран-22, -43, -44, -45, -49», «Сапфир-22М» и др., а также обеспечивают возможность замещения импортных датчиков аналогичного назначения.
Основой всех сенсорных блоков датчиков семейства «Метран-100» является чувствительный элемент с монокристаллической структурой кремния на сапфире.
В памяти сенсорного блока хранятся в цифровом формате результаты предварительных измерений выходных сигналов сенсора во всем рабочем диапазоне давлений и температур. Эти данные используются микропроцессором для расчета коэффициентов коррекции выходного сигнала при работе датчика.
Цифровой сигнал сенсорного блока вместе с коэффициентами коррекции поступает на вход электронного преобразователя, микропроцессор которого корректирует этот сигнал по температуре и линеаризует его. На выходе электронного блока формируется стандартный выходной сигнал и цифровой сигнал в стандарте протокола HART.
Энергонезависимая память сенсорного блока, в случае отказа электронной части датчика, упрощает устранение неполадок в приборе: ремонт сводится лишь к замене его микропроцессорной платы.
В датчиках «Метран-100» реализовано 25 универсальных команд HART-протокола. К ним относятся: перенастройка диапазона измерения, смена единиц измерения, установка нуля и др., а также реализованы три специальные команды: две команды калибровки – верхний и нижний предел измерений и команда расширенной диагностики состояния датчика.
«Метран-100» тестируется по ряду параметров (ПЗУ, микропроцессор, обрыв сенсора и др.), результаты диагностики выводятся на экран компьютера или на HART-коммуникатор. Предусмотрена установка нуля датчика простым нажатием внешней кнопки без разгерметизации оболочки электронного блока и без нарушения требований взрывозащиты.
Рисунок 4.1.8 – Многоточечный режим работы датчиков
Основные технические и метрологические характеристики.
Рабочие среды: жидкости, газы, пары.
Измеряемые величины:
· избыточное давление ДИ
· абсолютное давление ДА
· разрежение ДВ
· давление-разрежение ДИВ
· разность давлений ДД
· гидростатическое давление (уровень ДГ)
Диапазоны измерений:
· минимальный 0-0,04 МПа
· максимальный 100 МПа
Статическое рабочее давление:
· для датчиков разности давлений 40 МПа
· для датчиков гидростатического давления 10 МПа
Характеристика выходного сигнала:
Программируется в соответствии с функцией преобразования входной величины:
· линейно-возрастающая;
· линейно-убывающая;
· по закону квадратного корня.
Демпфирование – от 0,2 до 25,6 с.
Температура окружающей среды, °С – от минус 40 до плюс 70 (по специальному заказу от минус 50 до плюс 70, в том числе для датчиков со встроенным цифровым индикатором).
Относительная влажность – до 100%.
Влияние температуры окружающей среды, % (при изменении на 10°С)
±(0,05+0,04Pmax/Pв) для датчиков с g=0,1%;
±(0,05+0,05Pmax/Pв) для датчиков с g=0,15% и g=0,25%.
Стабильность до ±0,15% от максимального верхнего предела измерений (Pmax) за год.
Влияние рабочего статического давления:
· смещение нуля не превышает 0,04%/1 МПа от Pmax и может быть устранено выполнением команды «установка нуля» датчика.
Статическое давление практически не оказывает влияния на калиброванный диапазон измерений.
Напряжение питания от 12 до 42 В (4-20 мА).
Степень защиты оболочки от пыли и воды – IP65.
Группа размещения и группа назначения – 3, в соответствии с ОТТ 08042462.
Группа по безотказности – 2, в соответствии с ОТТ 08042462.
Класс безопасности – 3НУ и 2НУ, в соответствии с ПНАЭ Г-01-011-97.
Средняя наработка датчика на отказ с учетом технического обслуживания составляет 270000 ч.
Материалы деталей, контактирующих с рабочей средой:
· мембраны измерительные, разделительные и другие чувствительные элементы – сплавы 36НХТЮ, 15Х18Н12С4ТЮ, 06ХН28МДТ, тантал, титан ВТ-1-0, титановый сплав;
· фланцы и другие детали, контактирующие с рабочей средой – углеродистая сталь с покрытием, нержавеющие стали и сплавы 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 15Х18Н12С4ТЮ, 08Х18Г8Н2Т, 06ХН28МДТ, 10Х17Н13М2Т, ХН65МВ, Н70МВФ, титановый сплав.
Уплотнительные кольца: фторопласт и специальные марки резины.
Межповерочный интервал – 3 года.
Гарантия – 3 года.
Датчики давления «Метран-100» имеют встроенный фильтр радиопомех. Помимо исполнения датчика «Метран-100» с поддержкой коммуникации по HART-протоколу имеется исполнение с обычным аналоговым выходным сигналом, тем не менее «Метран-100» может быть легко, сменой всего одной платы (операция может быть выполнена потребителем), превращен в интеллектуальный с поддержкой HART-протокола. В будущем планируется разработка электронной платы Foundation Fieldbus для «Метран-100».
Перенастройка диапазонов измерений в пределах одной модели датчика – до 25:1.
Погрешность – до ±0,1% от калиброванного диапазона измерений, включая погрешность нелинейности, гистерезис и повторяемость.
Смещение нуля калиброванного диапазона измерений в пределах наибольшего диапазона измерений модели датчика.
Выходной сигнал 4-20 мА с наложенным сигналом HART.
Датчики «Метран-100» совместимы с любыми управляющими устройствами, поддерживающими HART-протокол.
Интеллектуальные датчики давления «Метран», поддерживающие HART-протокол, успешно прошли промышленные испытания на предприятиях ООО «Астраханьгазпром» и ОАО «Сургутгазпром» и в настоящее время эксплуатируются на действующих установках этих и других предприятий, в том числе при измерении давления и расхода сред с высоким содержанием сероводорода (более 30%) при температуре более 80°С.
Результаты годовой эксплуатации датчиков в сложных промышленных условиях открывают широкие возможности для использования новых интеллектуальных датчиков давления на других объектах ОАО «Газпром», а также в других отраслях промышленности для измерения параметров различных рабочих сред, в том числе загрязненных и агрессивных (нефтедобыча и переработка, химия, металлургия и др.).
Таблица 4.1.2 – Сравнение технических характеристик интеллектуальных датчиков давления
| № | Наименование характеристики | Rosemount 1151S | FOXBORO IDP-10T | SCHLUMBER GER 6000 | МЕТРАН-100 |
| Диап. настройки | ВП/15 | ВП/30 | ВП/6 | ВП/25 | |
| Рстат. max, Бар | 100,200 | ||||
| Односторонняя перегрузка | защищен | защищен | защищен | защищен | |
| Время установления показаний, сек | 0,2 | 0,2 | |||
| Демпфирование, сек | 0,2-16 | 0-32 | 1-5 | 0,2-25,6 | |
| Рабочая температура, °С, для: а) электронного преобразователя б) преобразователя давления | -40..+85 -40...+104 | -40...+85 -46...+121 | -30...+70 -30...+120 | -40...+70 -40...+120 | |
| Влажность, % | 0-100 | 0-100 | 0-100 | 0-100 | |
| Напряжение питания, В | 12-45 | 12-42 | 12,8-52,8 | 12-42 | |
| Сигнализация аварийного режима | есть | есть | нет | есть | |
| Защита от изменения конфигурации | есть | есть | нет | есть | |
| Точность | 0,1% до ВП/10 | 0,1% до ВП/10 | 0,5% от П | 0,1% до ВП/10 | |
| Стабильность | 0,1% от ВП за 6 месяцев | 0,2% от ВП за 12 месяцев | 0,3% от ВП за 6 месяцев | 0,15% от ВП за 12 месяцев | |
| Температурная погрешность | 0,07-0,36)% ВП-ВП/10 | (0,1-0,37)% ВП-ВП/10 | 0,5% ВП | (0,09-0,15)% ВП-ВП/10 | |
| Влияние вибраций | 0,05% ВП | 0,2% ВП | — | 0,1% ВП |
Маркировка взрывозащиты – Exia IIСТ5X.
Средний срок службы – не менее 12 лет (не включая автономный источник питания).
Средняя наработка на отказ – 20000 ч.
Гарантия – в течение 18 месяцев со дня ввода в эксплуатацию.