Назначение
Датчики давления Метран-150 (далее - датчики) предназначены для измерения давления абсолютного, избыточного, разности давлений, гидростатического давления (уровня), а также для преобразования измеренных значений давления в величины функционально связанные с давлением: уровень и плотность жидкостей, расход жидкости, пара и газа, и обеспечивают непрерывное преобразование измеряемой величины в электрический выходной сигнал постоянного тока 4-20 мА или 0-5 мА или/и в выходной цифровой сигнал на базе HART-протокола.
Описание
Датчики имеют модели: 150TA, 150TAR - датчики абсолютного давления, 150CG, 150CGR,150TG, 150TGR - датчики избыточного давления, 150CD, 150CDR - датчики разности давлений, 150L - датчики гидростатического давления (уровня).
Измерительный механизм датчиков моделей 150CG, 150CGR, 150CD, 150CDR, 150L работает по принципу дифференциального конденсатора. Основой механизма является ёмкостная измерительная ячейка, состоящая из двух разделительных мембран и одной измерительной мембраны, которая установлена между двумя неподвижными пластинами конденсатора. Любое изменение давления, воздействующего на измерительную мембрану, вызывает изменение положения измерительной мембраны и приводит к появлению разности ёмкостей, преобразуемой в цифровой код, пропорциональный приложенному давлению.
Измерительный механизм датчиков моделей 150TA, 150TAR, 150TG, 150TGR работает по принципу тензорезистивного эффекта. Основой механизма является тензорезистивный тен-зомодуль на кремниевой подложке. Под воздействием давления происходит деформация тензо-модуля, вызывая при этом изменение электрического сопротивления его тензорезисторов, преобразуемое в цифровой код, пропорциональный приложенному давлению.
Микропроцессор датчика корректирует цифровой код в зависимости от индивидуальных особенностей ёмкостной ячейки или тензомодуля, а также в зависимости от температуры окружающей или измеряемой среды. Откорректированный цифровой код передаётся на цифровое индикаторное устройство (для визуализации результатов), а также на устройство, формирующее стандартный аналоговый и/или цифровой выходной сигнал.
Конструкция датчиков позволяет подсоединять к ним различные типы фланцев, применять их совместно с вентильными блоками различных форм и конструкций, использовать со специальными измерительными диафрагмами или с осредняющими напорными трубками Annubar, а также с разделительными мембранами. Датчики имеют различные исполнения по материалам деталей, контактирующих с измеряемой средой.
Датчики моделей 150CDR, 150CGR, 150TGR, 150TAR, 150L соответствуют уровню полноты безопасности УПБ 2 (SIL2) и УПБ 3 (SIL3) по ГОСТ Р МЭК 61508-2012.
Датчики моделей 150CG, 150TG, 150CD, 150TA имеют исполнение АС для применения на объектах атомной энергетики.
Общий вид датчика представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид датчиков
Пломбирование датчиков не предусмотрено.
Программное обеспечение
Датчики имеют встроенное программное обеспечение (далее - ПО), идентификационные данные которого приведены в таблице 1.
Программное обеспечение неизменяемое и несчитываемое.
Уровень защиты программного обеспечения «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Встроенное ПО моделей: 150CGR, 150TGR, 150CDR, 150TAR, 150L | Встроенное ПО моделей: 150CG, 150TG, 150CD, 150TA |
| Идентификационное наименование ПО | ct_hart7-prod.a90 | 123102A.ABS | 5225RX_X.hex |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 1 | не ниже 178 | не ниже 2.3 |
| Цифровой идентификатор ПО | | | |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазоны измерений, кПа - избыточного давления - абсолютного давления - разности давлений - гидростатического давления | от -101,31) до+68947,0 от 0 до 68947 от -13789 до +13789 от -2068 до +2068 |
| Пределы допускаемой основной приведённой погрешности при настройке на Ртах, % | ±0,065; ±0,075; ±0,1; ±0,2; ±0,5 |
| Пределы допускаемой основной приведённой погрешности при настройке на Рв, % | от ±0,065 до ±7,5 |
| Вариация выходного сигнала | не превышает абсолютного значения допускаемой основной погрешности |
| Пределы допускаемой дополнительной приведённой погрешности от изменения температуры окружающей среды на каждые 10°С при настройке на Рв2), %/10°С | от ±0,05 до ±6,05 |
| Предельно допускаемое рабочее избыточное давление, МПа: - для датчиков разности давлений - для датчиков гидростатического давления | до 40 до 4 |
| Изменение начального значения выходного сигнала датчиков разности давлений при настройке на Ртах, вызванное изменением рабочего избыточного давления (Рраб), ± %/1МПа в зависимости от Рраб | от 0,015 до 0,7 |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность, % - атмосферное давление, кПа | от 21 до 25 от 30 до 80 от 84,0 до 106,7 |
| Примечания: Ртах - максимальный верхний предел измерений модели; Рв - верхний предел или диапазон измерений, на который настроен датчик (от Pmax до Pmax/100). 1)Для атмосферного давления 101,3 кПа; ^Дополнительная погрешность для температурного диапазона от минус 40 °С до плюс 85 °С. В диапазоне температур от минус 60 °С до минус 40 °С дополнительная температурная погрешность увеличивается в 3 раза. |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Выходной сигнал | - аналоговый сигнал постоянного тока от 4 до 20мА, совмещённый с цифровым сигналом в стандарте протокола HART; - аналоговый сигнал постоянного тока от 0 до5 мА |
| Электрическое питание, В | от 10,5 до 42,4 - для выходного сигнала 4-20 мА; от 22 до 42 - для выходного сигнала 0-5 мА |
| Сопротивление нагрузки, Ом | от 0 до 1388 - для выходного сигнала 4-20 мА; от 0 до 3200 - для выходного сигнала 0-5 мА |
| Потребляемая мощность датчика, В-А, не более | 0,9 - для выходного сигнала 4-20 мА; 0,7 - для выходного сигнала 0-5 мА |
| Габаритные размеры (без учёта монтажных частей), мм, не более (длина х ширина х высота) | 163х 116x202 - модели 150CD/CG/CDR/CGR; 128х 100х218 - модели 150TA/TG/TAR/TGR; 136x195x280- модель 150L |
| Масса датчиков (без учёта монтажных частей), кг, не более 1) | 3,8- модели 150CD/CG/CDR/CGR; 1,7 - модели 150TA/TG/TAR/TGR; 10,8 - модель 150L |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С 2) - относительная влажность, % - атмосферное давление, кПа | от -60 до +85 100 от 84 до 106,7 |
| Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 (только для исполнения АС) | УХЛ3.1 - от +5 °С до +70 °С; У2 - от -40 °С до +80 °С; Т3 - от -25 °С до +80 °С |
| Виброустойчивость по ГОСТ Р 52931-2008 | группы исполнения L3, V1, V2 |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 150000 (для моделей 150СD, 150CG, 150TA, 150TG) 200000 (для моделей 150CDR, 150CGR, 150TAR, 150TGR, 150L) 270000 (для исполнения АС) |
| Вид взрывозащиты | - искробезопасная электрическая цепь уровня «ia) - взрывонепроницаемая оболочка |
| Степень защиты от воды и пыли по ГОСТ 14254-2015 | IP66 (для моделей 150СD, 150CG, 150TA, 150TG) IP66, IP68 (для моделей 150CDR, 150CGR, 150TAR, 150TGR, 150L) |
| 1) Масса датчиков с корпусом электронного преобразователя из алюминия. Для датчиков с корпусом электронного преобразователя из нержавеющей стали масса увеличивается на 2 кг. 2) Температура окружающей среды для работы ЖКИ от минус 40 °С до плюс 80 °С. Воздействие температуры окружающей среды от минус 60 °С до минус 40 °С не приводит к повреждению ЖКИ, при этом показания индикатора могут быть нечитаемыми, частота его обновлений снижается. |
Знак утверждения типа
наносится на табличку, прикреплённую к корпусу датчика способом, принятым на предприятии-изготовителе, а также типографским способом на титульный лист паспорта и руководства по эксплуатации.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Кол. | Примечание |
| Датчик | - | 1 шт. | В зависимости от заказа |
| Руководство по эксплуатации | СПГК.5225.000.00 РЭ | 1 экз.* | При заказе моделей 150CD, 150CG, 150TA, 150TG |
| СПГК.5285.000.00 РЭ | 1 экз.* | При заказе моделей 150CDR, 150CGR, 150TAR, 150TGR, 150L |
| СПГК.5295.000.00 РЭ | 1 экз. | При заказе моделей исполнения АС |
| Паспорт | СПГК.5225.000.00 ПС | 1 экз. | При заказе моделей 150CD, 150CG, 150TA, 150TG, 150CDR, 150CGR, 150TAR, 150TGR, 150L |
| СПГК.5295.000.00 ПС | 1 экз. | При заказе моделей исполнения АС |
| Методика поверки | МП4212-012-2013 | 1 экз. | Допускается прилагать 1 экз. на каждые 10 датчиков, поставляемых в один адрес, кроме моделей исполнения АС |
| Инструкция по настройке | СПГК.5285.000.00 ИН | 1 экз. | При заказе моделей 150CDR, 150CGR, 150TAR, 150TGR, 150L с кодом М4 |
| Инструкция по настройке | СПГК.5295.000.00 ИН | 1 экз. | При заказе моделей 150CD, 150CG, 150TA, 150TG с кодом М5 и исполнения АС с кодом М5 |
| Монтажные части | | | В зависимости от заказа |
| Монтажный кронштейн | | | В зависимости от заказа |
| Комплект запасных частей | | | При заказе моделей исполнения АС |
| * Допускается прилагать 1 экз. (в зависимости от заказа) на каждые 10 датчиков, поставляемых в один адрес. |
Поверка
осуществляется по документу МП 4212-012-2013 «Датчики давления Метран-150. Методика поверки», утверждённому ГЦИ СИ ФБУ «Челябинский ЦСМ» 11 ноября 2013 года.
Основные средства поверки:
Рабочий эталон 1-го разряда в соответствии с Приказом Росстандарта №1339 от 29.07.2018 г. «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»
Манометр абсолютного давления МПА-15. Диапазон измерений от 0,1333 до 13,3 кПа, пределы допускаемой основной абсолютной погрешности ±6,65^10-3 кПа; диапазон измерений от 13,3 до 133 кПа, пределы допускаемой основной абсолютной погрешности ±13,3-10’3 кПа; диапазон измерений от 133 до 400 кПа, пределы допускаемой основной относительной погрешности ±0,01 %, регистрационный номер 4222-74;
Калибраторы давления пневматические Метран-504 Воздух-II. Диапазон измерений от 40 до 1000 кПа, класс точности 0,015, регистрационный номер 31057-09;
Калибратор давления пневматический Метран-505 Воздух-I. Диапазон измерений от 0,005 до 40 кПа, класс точности 0,015, регистрационный номер 42701-09;
Задатчик разрежения Метран-503 Воздух. Диапазон измерений от минус 0,25 до минус 4 кПа, пределы допускаемой абсолютной погрешности ±(0,4+0,0001Рн) Па; диапазон измерений от минус 4 до минус 63 кПа, пределы допускаемой относительной погрешности ±0,02 %, регистрационный номер 25940-03;
Мультиметр цифровой 34401A. Диапазон измерения (0-100) мВ, погрешность измерения ±(0,005 % ИВ + 0,0035 % ВПИ); диапазон измерения от 100 мВ до 1 В, погрешность измерения ±(0,004 % ИВ + 0,0007 % ВПИ); диапазон измерения от 1 до 10 В, погрешность измерения ±(0,0035 % ИВ + 0,0005% ВПИ), диапазон измерения от 10 до 100 В, погрешность измерения ±(0,0045 % ИВ + 0,0006 % ВПИ); диапазон измерения (0-100) мА, погрешность измерения ±0,014 мА; регистрационный номер 54848-13;
Мера электрического сопротивления однозначная МС3050. Номинальное значение сопротивления 50 Ом, 200 Ом. Класс точности 0,001, регистрационный номер 28926-05;
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки в виде наклейки или оттиска поверительного клейма наносится на свидетельство о поверке или в паспорт.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационных документах.
Нормативные документы
ГОСТ 22520-85 Датчики давления, разрежения и разности давлений с электрическими аналоговыми выходными сигналами ГСП. Общие технические условия
ГОСТ Р 8.840-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1 - 1-106 Па
Приказ Росстандарта №1339 от 29.07.2018 г. «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»
ТУ 4212-022-51453097-2006 Датчики давления Метран-150. Технические условия
6447-78
