Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом УТП, УТС, УТП Ехi, УТС Ехi, УТП Ехd, УТС Ехd

Назначение

Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом УТП, УТС, УТП Exi, УТС E\i, УТП E\d, УТС Ехс!  (далее - ТПУ) предназначены для измерения температуры

жидких, газообразных и сыпучих неагрессивных, а также агрессивных сред, не разрушающих защитный корпус ТПУ, в том числе во взрывоопасных зонах, где возможно образование взрывоопасных смесей категории взрывоопасности ПС и групп взрывоопасности Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6 по ГОСТ 30852.0-2002.

Описание

ТПУ представляет собой первичный преобразователь температуры (ПП) с вмонтированным непосредственно в его клеммной головке измерительным преобразователем (ИП).

Принцип действия ТПУ зависит от применяемого ПП:

- для моделей УТС (Exi, Exd) он основан на зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента ПП от температуры;

- для моделей УТП (Exi, Exd) он основан на зависимости выходной термоэлектродвижущей силы чувствительного элемента (термопары) от температуры спая и материалов термопары. Далее выходной сигнал от ПП (термоэлектродвижущая сила или электрическое сопротивление) непрерывно преобразуется ИП в унифицированный токовый сигнал пропорциональный измеренной температуре.

В ТПУ используют ИП по ТУ 4211-033-39375199-10 с гальванической связью между входными и выходными цепями и обеспечивающие:

- линейную зависимость выходного тока от измеряемой температуры;

- компенсацию температуры «холодного спая» термопар.

Общепромышленные погружаемые ТПУ имеют модели УТП 104; УТС 104; УТП 106; УТС 106; УТП 108; УТС 108; УТП 109; УТС 109; УТП 204; УТП 206; УТП 232.

Взрывозащищенные погружаемые ТПУ с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь i» по ГОСТ 30852.10-2002 имеют модели УТП 104Ех^ УТС 104Ех^ УТП 106Ем; УТС 106Ем; УТП 108Ех^ УТС 108Ех^ УТП 109Ем; УТС 109Ем; УТП 204Ех1; УТП 206Ем; УТП 232Ехй

Взрывозащищенные погружаемые ТПУ с видом взрывозащиты «взрывонепроницае-мая оболочка» по ГОСТ 30852.1-2002 имеют модели УТП 104Ехд; УТС 104Ехд; УТП 106Ехд; УТС 106Ехд; УТП 108Ехд; УТС 108Ехд; УТП 109Ехд; УТС 109Ехд; УТП 204Ехд; УТП 206Ехд; УТП 232ЕхТ

Модели ТПУ имеют исполнения, отличающиеся друг от друга по диапазону измеряемых температур, по типу чувствительных элементов (далее - ЧЭ), по конструкции клеммной головки, по материалу защитного корпуса, по диаметру защитной арматуры, по конструкции кабельных вводов и установочных элементов.

ЧЭ для УТС выполнены из медного либо платинового микропровода, либо на основе напыленного платинового терморезистора, а для УТП - из термопарного кабеля с НСХ типов «К», «L», «N» по ГОСТ Р 8.585-2001.

Установочные элементы для крепления ТПУ представляют собой либо штуцер с резьбой М20х1,5, М27х2, М33х2, К %, К 1, К %, G % (подвижный, неподвижный), либо неподвижный фланец.

Защитная арматура ТПУ выполнена на основе нержавеющих или жаропрочных сталей. Она с одного конца либо завальцована, либо имеет приварное дно, а с другого её конца

установлена клеммная головка. У моделей ТПУ модификаций 232 защитная арматура имеет керамическую погружную часть.

Диаметр защитной арматуры от 6 до 20 мм. Диаметр керамической части защитной арматуры - 12 мм. Клеммная головка выполнена из алюминиевого сплава.

ИП выполнен в виде отдельного блока и установлен в клеммной головке. ИП имеет клеммы для подключения первичного преобразователя и клеммы для подключения источника питания и нагрузки.

УТП, УТС общепромышленного назначения

Рисунок 1 - Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом

Рисунок 3 - Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом

Рисунок 2 - Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом УТП Exd, УТС Exd взрывозащищенного исполнения

УТП Ех^ УТС Ехi взрывозащищенного исполнения

Технические характеристики

Метрологические характеристики ТПУ, в зависимости от исполнений, соответствуют значениям, приведенным в таблице 1.

Таблица 1

Пределы допускаемой дополнительной погрешности ИП, вызванной изменением температуры окружающего воздуха, на каждые 10 °С изменения температуры:

- от минус 50 до минус 10 °С - не более предела допускаемой основной погрешности;

- св. минус 10 до плюс 70 °С   - не более 0,5 предела допускаемой основной

погрешности.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной воздействием постоянных магнитных полей или переменных полей сетевой частоты напряженностью до 400 А/м, не превышают 0,5 предела допускаемой основной погрешности.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности ИП, вызванной изменением температуры «холодного спая» термопары ТПУ в пределах диапазона рабочих температур, не превышает 0,5 предела допускаемой основной погрешности.

Электрическое сопротивление изоляции ТПУ между клеммами цепи питания и защитной арматурой при температуре 25 °С и относительной влажности не более 80 %, МОм, не менее                                                                             20

Пределы допускаемой суммарной погрешности ТПУ (U^, °С) для любой измеренной температуры рассчитываются по формуле

U £ = ±VUnn2 + Uun2 ,

где: Unn - предел допускаемого отклонения от НСХ ПП при измеренной температуре, °С;

Uun - предел допускаемой погрешности ИП в диапазоне измерения температур, °С.

Питание ТПУ исполнений УТП, УТС, УТП Exd, УТС Exd осуществляется от источника постоянного тока напряжением от 12 до 36 В с допускаемым отклонением ±2%.

Питание ТПУ исполнений УТП Exi, УТС Exi осуществляется от искробезопасных источников постоянного тока или от источников постоянного тока общепромышленного исполнения, но через барьеры искрозащиты, напряжением 24 В с допускаемым отклонением ±2%. Параметры искробезопасной цепи должны соответствовать значениям:

- максимальное входное напряжение Ui - 24 В;

- максимальный входной ток Ii - 120 мА;

- максимальная входная мощность Pi - 0,75 Вт.

Мощность, потребляемая ТПУ исполнений УТП, УТС, УТП Exd, УТС Exd, Вт, не более                                                                                   0,8.

Мощность, потребляемая ТПУ исполнений УТП Exi, УТС Exi, Вт, не более      0,75.

Выходной сигнал (по ГОСТ 26.011-80):

- постоянный ток, изменяющийся в пределаx от 4 до 20 мА.

Вид климатического исполнения термопреобразователей С2 по ГОСТ Р 52931-2008, но для работы при температуре окружающего воздуxа от минус 50 до плюс 70 °С.

Степень защиты ТПУ от проникновения внутрь воды и пыли соответствует исполнению IP 65 по ГОСТ 14254-96.

Время установления рабочего режима (предварительный прогрев), мин, не более......15

Время установления выкодного сигнала (время, в течение которого выкодной сигнал вxодит в зону предела допускаемой основной погрешности), мин, не более                 30

Длина монтажной части, мм                                        от 60 до 3150

Масса ТПУ, кг                                                        от 0,4 до 3,0

В исполненияx УТС, УТС Exi, УТС Exd внутреннее соединение ИП и ПП выполнено по треxпроводной сxеме.

Крепежные элементы, в исполненияx УТП Exd, УТС Exd, крепящие детали оболочки, кабельные вводы, токоведущие и заземляющие зажимы предоxранены от самоотвинчивания применением контргаек и стопорныx устройств.

В исполненияx УТП Exd, УТС Exd, УТП Exi, УТС Exi предусмотрены элементы для пломбирования крышек клеммныx головок.

ТПУ исполнений УТП Exi, УТС Exi имеют «особовзрывобезопасный» уровень взрывозащиты по ГОСТ 30852.0-2002, обеспечиваемый видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь i» по ГОСТ 30852.10-20029, температурный класс Т6 и маркировку взрывозащиты «ExiаПСТбХ».

ТПУ исполнений УТП Exd, УТС Exd имеют «взрывобезопасный» уровень взрывозащиты по ГОСТ 30852.0-2002, обеспечиваемый видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» по ГОСТ 30852.1-2002, температурный класс Т6 и маркировку взрывозащиты «1ЕхапСТбХ>.

Средняя наработка до отказа, ч, не менее                                       15000

(кроме ТПУ с керамическими чехлами и для температур от 1100 до 1200 °С).

Средний срок службы, лет, не менее                                           б

(кроме ТПУ с керамическими чехлами и для температур от 1100 до 1200 °С).

Примечание - все показатели надежности нормируются для номинальной температуры применения - наиболее вероятной температуре эксплуатации. Как правило, ее принимают за 0,75 от верхнего предела рабочего диапазона температур. При указанных выше температурах имеет место понятие - ТП кратковременного применения, а именно до 100 часов. За это время НСХ термопары не должна измениться больше чем на 1%.

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист (в правом верхнем углу) паспорта и руководства по эксплуатации типографским способом, а также на этикетку, прикрепленную к ТПУ.

Комплектность

Термопреобразователь ТПУ - 1 шт.

Руководство по эксплуатации ДСВ 030-10 РЭ (со свидетельством о приемке) - 1 экз.

Поверка

осуществляется по документу МП 47757-11, приведенному в разделах 14, 15 Руководства по эксплуатации ДСВ 030-10 РЭ, утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 12.05.2011 г.

Основные средства поверки:

- Установка для испытания электрической прочности изоляции ВМН 0б.00.000 250 В; ПГ ±10 В;

- Мегаомметр электронный Ф4102/1-1М (0-2000) МОм; класс точности 1,5;

- Калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2б0L [(-10) -100] мВ, ПГ ± 0,00б мВ; (0 - 25) мА, ПГ ± 0,001 мА; (0 - 180) Ом, ПГ ±0,015 Ом; (180-320) Ом, ПГ ±0,025 Ом;

- Термостат переливной прецизионный ТПП-1.1   [(-40)-100] °С, нестабильность

±(0,004-0,01) °С.

- Термостат жидкостной «ТЕРМОТЕСТ-300» (100-300) °С, нестабильность ±0,01 °С;

- Термометр сопротивления эталонный ЭТС-100 [(-19б)-бб0]°С, ПГ± (0,02-0,15)°С, 3 разряд;

- Прецизионный измеритель-регулятор температуры МИТ 8.10 [(-200)-500] °С, ПГ ± (0,0035 - 0,0085) °С; (0-1500) Ом, ПГ ± (0,0005 - 0,018) Ом;

- Преобразователь термоэлектрический эталонный ТППО-1000 (300-1200) °С, ПГ ±(0,5-0,9) °С, 2 разряд;

- Милливольтметр В2-99 [(-300)-300] мВ, ПГ ± (0,00б- 0,02) мВ;

- Печь МТП-2МР-50-500 (100-1200) °С; 0,8 °С /см, ±0,1 °С /мин.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке или на паспорт термопреобразователя.

Сведения о методах измерений

приведены в соответствующих разделах Руководства по эксплуатации ДСВ 030-10 РЭ.

Нормативные документы

ТУ 4211-034-39375199-10 Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом;

ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.

ГОСТ 30232-94 Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом. Общие технические требования.

ГОСТ 13384-93 Преобразователи измерительные для термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний.

ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.

ГОСТ 26.011-80 Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные.

ГОСТ Р 8.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.

ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры