Назначение
Системы контроля температуры Прайм (далее - системы) предназначены для измерений температуры в элеваторно-складском хозяйстве, при складировании и хранении растительного сырья (зерна и продуктов его переработки) в комплекте с медными термопреобразователями сопротивления (в том числе установленных на термоподвесках), применяемыми в качестве первичных датчиков температуры.
Описание
Принцип действия системы основан на измерении зависящего от температуры сопротивления первичных датчиков (медных термопреобразователей сопротивлений) и пересчете полученных значений в значения температуры, согласно номинальной статической характеристике медных термопреобразователей сопротивлений по ГОСТ 6651-2009 с помощью блока измерительного БИ-12 и программного обеспечения, устанавливаемого на персональном компьютере оператора.
Каждый термопреобразователь сопротивления, по 3-х проводной схеме, подключается через разъем (порт термоподвески) к блоку измерительному БИ-12. Блок с помощью встроенного электронного коммутатора (мультиплексора) подает в цепь термопреобразователя сопротивления измерительный постоянный ток, а аналого-цифровой преобразователь блока преобразует падение напряжения на термопреобразователе сопротивления в последовательный цифровой код. Этот код поступает на микроконтроллер, который преобразует результат измерения в пакетные данные для передачи их по интерфейсу RS-485.
Далее цифровой код поступает на блок коммутации БК осуществляющий преобразование сигналов интерфейса RS-485 в радиосигналы беспроводного канала для обмена данными между персональным компьютером оператора, с установленным на нем программным обеспечением из комплекта поставки системы, и блоками измерительными БИ-12. Передаваемые радиосигналы поступают на персональный компьютер через подключаемый к нему модуль связи МС. Расчет значений температуры, соответствующих значениям сопротивления термопреобразователей, осуществляется персональным компьютером, с использованием программного обеспечения из комплекта поставки системы.
Конструктивно система состоит из трех пластмассовых корпусов, в первом из которых смонтирована электронная часть на печатной плате блока измерительного БИ-12, во втором -электронная часть на печатной плате блока коммутации БК и блок питания, а в третьем -печатная плата модуля связи МС с жестко закрепленными на ней USB-разъемом. Блоки БИ-12 обычно монтируются в непосредственной близости от мест расположения выходов термопреобразователей, в т.ч. установленных на термоподвесках. Блок коммутации обычно монтируется за пределами зоны расположения выходов термопреобразователей, но в непосредственной близости к одному из блоков БИ-12.
При расстоянии между блоком коммутации БК и модулем связи МС более двух метров или отсутствии прямой видимости между ними к обоим блокам должны подключаться антенны в соответствующие разъемы. Модуль связи подключается непосредственно к USB-входу персонального компьютера, с установленным на нем программным обеспечением из комплекта поставки системы.
Общий вид системы приведен на рисунках 1, 2 и 3.
Знак поверки наносится в виде оттиска клейма или наклейки. Схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки на блоки измерительные БИ-12 систем обозначено на рисунке 1.
Заводские номера в виде цифровых обозначений, обеспечивающие идентификацию каждого экземпляра средств измерений, нанесены в виде наклейки на корпуса блоков систем. Общий вид наклеек и мест нанесения заводского номера и знака утверждения типа обозначены на рисунках 1, 2 и 3.
Рисунок 1 - Общий вид блока измерительного БИ-12, схема пломбировки от несанкционированного доступа, обозначение места нанесения знака поверки, мест нанесения заводского номера и знака утверждения типа
Рисунок 2 - Общий вид блока коммутации БК с указанием мест нанесения заводского номера и знака утверждения типа
Место нанесения знака утверждения типа
Место нанесения заводского номера
Р и с у н о к 3 - Общий вид модуля связи МС с указанием мест нанесения заводского номера и знака утверждения типа
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) систем состоит из ПО блока измерительного БИ-12 (записывается в энергонезависимое постоянное запоминающее устройство блоков на этапе производства и в процессе эксплуатации его изменение без специализированного оборудования невозможно) и из ПО верхнего уровня для управления работой блоков БИ-12, устанавливаемое в операционную систему Windows на ПК оператора.
ПО верхнего уровня осуществляет возможность визуального контроля измеряемых температур, формирование протоколов измерения, определяет порядок и скорость работы всех блоков системы, позволяет осуществлять накопление и архивацию полученных данных от блоков измерительных БИ-12, передаваемых/принимаемых по беспроводному каналу с помощью блока коммутации БК и модуля связи МС.
ПО блока измерительного БИ-12 является метрологически значимым. С его помощью осуществляется измерение значений термопреобразователей сопротивления, в том числе устанавливаемых на термоподвесках, с учетом сопротивления подводящих проводов и шумовой картины в месте монтажа блока. Также ПО блока позволяет работать в режимах интеллектуального обмена данными, определять текущее состояние блоков («измерение», «готов к работе», «результат готов», «маркирован», «блокирован», «неисправен», «ошибка данных» и т.д.) для самоорганизации рабочего процесса с минимальными затратами времени и энергоресурсов в совокупности с возможностью самодиагностики в режиме реального времени.
Расчет температуры производится ПО верхнего уровня в соответствии с номинальными статическими характеристиками медных термопреобразователей сопротивления по формулам, приведенным в ГОСТ 6651-2009 (Приложение «Б»).
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных действий осуществляется пломбированием (нанесением знака поверки) блоков измерительных БИ-12 систем, установкой паролей доступа к функциям по изменению настроек ПО, влияющих на метрологические характеристики.
Уровень защиты - «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 1- Идентификационные данные программного обеспечения
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО |
| Встроенное программное обеспечение блока измерительного БИ-12 | bi12.hex | 0x626931322E686578 | 0xA09F |
| Программное обеспечение верхнего уровня СКТ Прайм | prime.hex | 0x7072696D652E686578 | 0xF7FA |
Влияние программного обеспечения учтено при нормировании метрологических характеристик.
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений температуры, °С | от -30 до +60 |
| Пределы допускаемой приведенной (к диапазону измерений) погрешности измерений температуры, % | ± 0,5 |
| Номинальные значения сопротивления первичных медных термопреобразователей сопротивления, Ro, Ом | 50 или 53 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Количество термопреобразователей сопротивления, подключаемых к одному блоку измерительному БИ-12, шт | от 1 до 72 |
| Габаритные размеры (длина; ширина; высота), мм, не более: - блока измерительного БИ-12 - блока коммутации БК (без антенны) - модуля связи МС (без антенны) | 300; 300; 200 400; 400; 250 100; 40; 30 |
| Масса, кг, не более: - блока измерительного БИ-12 - блока коммутации БК (без антенны) - модуля связи МС (без антенны) | 3,0 7,0 0,5 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность воздуха при +25 °С, % - атмосферное давление, кПа | от -30 до +50 95 от 84 до 106 |
| Степень защиты, обеспечиваемая оболочкой блоков измерительных БИ-12 и блоков коммутации БК по ГОСТ 14254-2015 | IP54 |
| Напряжение питающей сети, В | от 198 до 242 |
| Потребляемая мощность, В^А, не более | 50 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 60000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
Знак утверждения типа
наносится печатным методом на наклейку, расположенную на лицевой стороне блоков системы, и типографским способом на титульных листах эксплуатационной документации.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Блок измерительный | БИ-12 | По согласованию с заказчиком |
| Блок коммутации | БК | 1 шт. |
| Модуль связи | МС | 1 шт. |
| Прикладное программное обеспечение на внешнем носителе | — | 1 шт. |
| Паспорт | 20240221.ПА.001 ПС | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | 20240221.ПА.001 РЭ | 1 экз. |
| Методика поверки | — | 1 экз. |
| Руководство оператора | 20240221.ПА.001 РЭ Часть 2 | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в документе «Система контроля температуры Прайм (СКТ Прайм). Руководство по эксплуатации 20240221.ПА.001 РЭ Часть 2. Руководство оператора программного обеспечения Prime».
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;
ТУ 5141-001-01947718-2023 «Система контроля температуры Прайм (СКТ Прайм) Технические условия».
