Назначение
Термопреобразователи универсальные ТПУ-9201 (далее по тексту - термопреобразователи или ТПУ) предназначены для измерений и непрерывного преобразования температуры различных сред, неагрессивных к материалу защитной арматуры или корпуса термопреобразователя, в унифицированный сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА или цифровой сигнал HART-протокола или цифровой сигнал по интерфейсу RS-485 с протоколом обмена Modbus RTU.
Описание
Принцип действия термопреобразователей основан на измерении и преобразовании сигналов первичных преобразователей (ПП) температуры (термопреобразователей сопротивления (ТС) с номинальными статическими характеристиками (НСХ) по ГОСТ 6651-2009 или преобразователей термоэлектрических (ТП) с НСХ по ГОСТ Р 8.585-2001) в унифицированный сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА; в унифицированный сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА, совмещённый с цифровым выходным сигналом HART-протокола; в цифровой сигнал по интерфейсу RS-485 с протоколом обмена Modbus RTU.
Термопреобразователи состоят из ПП и преобразователя измерительного (ИП).
Термопреобразователь выполнен в виде единого конструктивного узла, при этом ИП устанавливается в клеммную головку. В зависимости от используемой клеммной головки, защитной арматуры и типа выходного сигнала термопреобразователи выпускаются в различных модификациях:
- ТПУ-9201-М2 - с выходным сигналом от 4 до 20 мА;
- ТПУ-9201-М3 - с выходным сигналом от 4 до 20 мА, совмещённым с HART-протоколом;
- ТПУ-9201-М4 - с выходным сигналом от 4 до 20 мА;
- ТПУ-9201-RS - с цифровым сигналом по интерфейсу RS-485 с протоколом обмена Modbus RTU. Возможен дополнительный аналоговый выходной сигнал от 4 до 20 мА (опция);
- ТПУ-9201-RS-L - с цифровым сигналом по интерфейсу RS-485 с протоколом обмена Modbus RTU и цифровым индикатором. Возможен дополнительный аналоговый выходной сигнал от 4 до 20 мА (опция).
Модификации ТПУ-9201-М3, ТПУ-9201-М4, а также ТПУ-9201-RS и ТПУ-9201-RS-L с аналоговым выходным сигналом имеют возможность изменения (переконфигурации) диапазона измерений. Для модификаций ТПУ-9201-RS и ТПУ-9201-RS-L с цифровым выходным сигналом необходимость переконфигурирования отсутствует.
Для ТПУ-9201-М2 диапазон измерений выбирается при заказе и в дальнейшем не может быть изменён. При использовании ТП в качестве ПП в состав термопреобразователя входит компенсатор температуры холодного спая ТП.
Термопреобразователи могут быть изготовлены во взрывозащищённом исполнении с видом взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь» (с маркировкой взрывозащиты 0Ex ia IIC T6 Ga X) с добавлением в обозначение индекса «Ex» и с видом взрывозащиты «Взрывонепроницаемая оболочка» (с маркировкой взрывозащиты 1Ex db IIC T6 Gb X) с добавлением в наименование обозначения индекса «Exd».
Общий вид термопреобразователей с указанием мест нанесения заводского номера представлен на рисунках 1-2.
Место нанесения
заводского номера
Рисунок 1 - Внешний вид термопреобразователей с указанием мест нанесения заводского номера
Рисунок 2 - Внешний вид термопреобразователей
Обозначения термопреобразователей и расшифровка структуры условного обозначения исполнений термопреобразователей представлена в таблице 1.
аблица 1 - Структура условного обозначения исполнений термопреобразователей
| - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 10 - 11 - 12 - 13 - 14 - 15 - 16 - 17 - 18 - 19 - 20 |
| Позиция | Описание |
| 1 | Наименование оборудования: термопреобразователь универсальный |
| 2 | Обозначение типа: ТПУ-9201 |
| 3 | Вид исполнения: Без обозначения - общепромышленное исполнение; Ex - взрывозащищенное исполнение с видом взрывозащиты «Искробезопасная цепь»; Exd - взрывозащищенное исполнение с видом взрывозащиты «Взрывонепроницаемая оболочка». Примечание: ТПУ-9201-RS и ТПУ-9201-RS-L не выпускаются в исполнении «Ex» |
| 4 | Модификация: М2 - аналоговый выходной сигнал 4-20 мА, фиксированный диапазон измерения (выбирается при заказе), длина монтажной части до 1000 мм; М3 - аналоговый выходной сигнал 4-20 мА, совмещённый с HART, возможность изменения диапазона измерений во время эксплуатации; М4 - аналоговый выходной сигнал 4-20 мА, возможность изменения диапазона измерений во время эксплуатации; RS - с цифровым сигналом по интерфейсу RS-485 (протокол Modbus RTU), возможность изменения диапазона измерений во время эксплуатации, возможен дополнительный аналоговый выходной сигнал 4-20 мА (опция); RS-L - цифровой сигнал по интерфейсу RS-485 (протокол Modbus RTU), возможность изменения диапазона измерений во время эксплуатации, цифровой светодиодный индикатор, возможен дополнительный аналоговый выходной сигнал 4-20 мА (опция). |
| 5 | Опция для модификации RS, RS-L: 4-20 - аналоговый выходной сигнал 4-20 мА |
| 6 | Диапазон измерений температуры, °С (в соответствии с таблицей 3) Заполняется только для модификации М2 |
| 7 | Основная приведенная погрешность (класс точности): в соответствии с таблицей 3 |
| 8 | Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 Отсутствие обозначения - исполнение О5 для температуры (-50 ^ +70 °С) и влажности до 98 % (при температуре +35 °С), до 100 % (опция) |
| 9 | Тип корпуса клеммной головки: АГ - из стеклонаполненного полиамида; СН - из нержавеющей стали; АЛ3, АЛ6, АЛ7 - из алюминиевого сплава; Exd - для взрывозащищённого исполнения АЛ6И - из алюминиевого сплава для исполнения с цифровым индикатором (ТПУ-9201-RS-L) |
| 10 | Тип кабельного ввода: в соответствии с эксплуатационной документацией |
| 11 | ПАЗ - Дополнительные стендовые испытания 360 часов (опция) |
| 12 | Тип НСХ первичного преобразователя (в соответствии с таблицей 3): 100М, 100П, Pt100, К, L, S |
| 13 | Конструктивное исполнение защитной арматуры: в соответствии с эксплуатационной документацией |
Продолжение таблицы 1
| - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 10 - 11 - 12 - 13 - 14 - 15 - 16 - 17 - 18 - 19 - 20 |
| Позиция | Описание |
| 14 | Диаметр защитной арматуры (отсутствие обозначения - диаметр 10 мм), мм |
| 15 | Длина монтажной (погружаемой) части (от штуцера до конца арматуры), мм |
| 16 | Длина наружной части (от штуцера до нижней плоскости клеммной головки), мм |
| 17 | Вид крепления: М20х1,5 - штуцер М20х1,5; М27х2 - штуцер М27х2; М33х2 - штуцер М33х2. По согласованию с заказчиком возможно изготовление с другим видом крепления. |
| 18 | Тип разъёма (при необходимости) |
| 19 | Наличие первичной поверки (при поставке): без обозначения - без поверки; П- с поверкой. |
| 20 | Обозначение технических условий: КПЛШ.411611.00. ТУ |
Пломбирование термопреобразователей не предусмотрено.
Заводской номер термопреобразователя в виде цифрового обозначения, состоящего из арабских цифр, наносится на наклейку или шильдик способом, принятым на заводе-изготовителе, и прикрепляется на клеммную головку. Знак поверки на термопреобразователи не наносится.
Программное обеспечение
Для термопреобразователей предусмотрено внутреннее и внешнее программное обеспечение (ПО).
Внутреннее ПО состоит только из встроенной в ИП метрологически значимой части ПО. Внутреннее ПО является фиксированным, не загружаемым и может быть изменено только на предприятии-изготовителе.
Уровень защиты внутреннего ПО от преднамеренного и непреднамеренного доступа соответствует уровню «высокий» в соответствии с Р50.2.077-2014. Не требуется специальных средств защиты, исключающих возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой встроенной части ПО средств измерений и измеренных данных.
Внешнее ПО, предназначенное для взаимодействия ИП с компьютером, не оказывает влияния на метрологические характеристики термопреобразователя. Внешнее ПО служит для конфигурирования и получения данных измерений в процессе эксплуатации термопреобразователя. Конфигурирование включает установку параметров связи ИП с компьютером. ПО также предусматривает возможность выдачи текстовых сообщений о состоянии ИП и возникающих в процессе его работы ошибках и способах их устранения.
Идентификационные данные метрологически значимой части ПО приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Идентификационный данные метрологически значимой части ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение (в зависимости от модификации) |
| ТПУ-9201-М4 | ТПУ-9201-RS, ТПУ-9201-RS-L | ТПУ-9201-М3 |
| Идентификационное наименование ПО | IP233M4 | IP233RS | HART7 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 1.00 | не ниже 1.00 | не ниже 1.00 |
| Цифровой индикатор ПО | - | - | - |
Технические характеристики
Диапазоны измерений и пределы основной приведённой погрешности ТПУ приведены в таблице 3.
Пределы допускаемой дополнительной приведённой погрешности, вызванной изменением температуры окружающей среды на каждые 10 °С от нормальной (+25±5) °С в пределах рабочих температур, не превышают значения половины основной приведённой погрешности с учётом примечаний в таблице 3.
Таблица 3 - Метрологические характеристики ТПУ-9201
| Тип НСХ (1) ПП | Диапазон измерений температуры (2), °С | Пределы допускаемо погрешности (3), у, % | й основной приведённой (от диапазона измерений) |
| Класс А (4) | Класс В (4) |
| 100М | от -50 до +50 | ±0,15 | ±0,25 |
| от -50 до +100 | ±0,23 |
| от -50 до +150 | ±0,30 |
| от 0 до +100 | ±0,25 |
| от 0 до +150 | ±0,23 |
| от 0 до +200 | ±0,30 |
| от -50 до +200 | ±0,38 |
| от -20 до +130 | ±0,23 |
| Pt100 100П | от -196 до +100 | ±0,15 | ±0,25 |
| от -50 до +50 | ±0,25 | ±0,50 |
| от -50 до +100 | ±0,15 | ±0,40 |
| от -50 до +150 | ±0,15 | ±0,25 |
| от 0 до +100 | ±0,20 | ±0,30 |
| от 0 до +150 | ±0,15 | ±0,40 |
| от 0 до +200 | ±0,15 | ±0,40 |
| от 0 до +300 | ±0,20 | ±0,40 |
| от 0 до +500 | ±0,20 | ±0,50 |
| от -196 до +500 | ±0,20 | ±0,50 |
| от -20 до +130 | ±0,15 | ±0,30 |
| K | от -50 до +300 | ±0,15 | ±0,50 |
| от -50 до +600 | ±0,15 | ±0,25 |
| от -50 до +900 | ±0,15 | ±0,25 |
| от -50 до +1200 | ±0,15 | ±0,25 |
| Тип НСХ 1 ПП | Диапазон измерений температуры 2, °С | Пределы допускаемо погрешности 3, у, % | й основной приведённой (от диапазона измерений) |
| Класс А 4 | Класс В 4 |
| от 0 до +300 | ±0,25 | ±0,50 |
| от 0 до +600 | ±0,15 | ±0,25 |
| от 0 до +900 | ±0,15 | ±0,25 |
| от 0 до +1200 | ±0,15 | ±0,25 |
| L | от -50 до +300 | ±0,15 | ±0,25 |
| от -50 до +400 | ±0,15 | ±0,25 |
| от -50 до +500 | ±0,15 | ±0,25 |
| от -50 до +600 | ±0,15 | ±0,25 |
| от 0 до +300 | ±0,15 | ±0,40 |
| от 0 до +400 | ±0,15 | ±0,25 |
| от 0 до +500 | ±0,15 | ±0,25 |
| от 0 до +600 | ±0,15 | ±0,25 |
| S | от 0 до +500 | ±0,15 | ±0,25 |
| от 0 до +700 |
| от 0 до +900 |
| от 0 до +1100 |
| от 0 до +1300 |
| от 0 до +1500 |
| от 0 до +1700 | - |
Таблица 4 - Технические характеристики ТПУ-9201
| Наименование характеристики | Значение |
| Выходной сигнал: - ТПУ-9201-М2, ТПУ-9201-М4 - ТПУ-9201-М3 - ТПУ-9201-RS, ТПУ-9201-RS-L | от 4 до 20 мА(1); от 4 до 20 мА, совмещённый с HART(1); RS-485 (Modbus RTU), возможен дополнительный сигнал от 4 до 20 мА (опция) |
| Напряжение питания (от источника) постоянного тока, В: - для ТПУ-9201-М2, ТПУ-9201-М3, ТПУ-9201-М4 - для ТПУ-9201-RS, ТПУ-9201-RS-L - для ТПУ-9201-Ex | от 12 до 36 от 18 до 36 от 15 до 24 |
| Электрическое сопротивление изоляции при температуре от +15 до +35 °С и относительной влажности воздуха от 30 до 80 %, МОм (при 100 В), не менее | 20 |
| Количество чувствительных элементов, шт. | 1 |
| Длина монтажной части (2), мм, | от 60 до 3150 |
| Длина наружной части (2), мм | от 60 до 3000 |
| Диаметр монтажной части, мм | от 3 до 20 |
| Масса (в зависимости от конструктивного исполнения), кг, не более | 10 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °C | от -50 до +70 от -50 до +80 (для взрывозащищённого исполнения) от -60 до +80 (по специальному заказу) |
| - относительная влажность, % | до 98 при температуре +35 °C до 100 (по специальному заказу) |
| Маркировка взрывозащиты: - искробезопасная цепь (кроме ТПУ-9201-RS, ТПУ-9201-RS-L) - взрывонепроницаемая оболочка | 0Ex ia IIC T6 Ga X 1Ex db IIC T6 Gb X |
| 1) Совмещённый с питанием («токовая петля»); 2) Но не менее десяти диаметров ТПУ с ТП (кроме ТП полного погружения); Для ТПУ с верхним пределом диапазона измерений св. +700 °С до +1200 °С включ.: не менее 150 мм; Для ТПУ с верхним пределом диапазона измерений св.+1200 °С: не менее 250 мм; Для модификации ТПУ-9201-М2 суммарная длина монтажной и наружной части не превышает 1500 мм, если в качестве чувствительного элемента используется термопреобразователь сопротивления. |
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы Паспорта КПЛШ.411611.001 ПС и Руководства по эксплуатации
КПЛШ.411611.001РЭ типографским способом.
Комплектность
Комплектность термопреобразователей приведена в таблице 5.
Таблица 5 - Комплект поставки
| Наименование | Обозначение | Кол-во | Примечание |
| Термопреобразователь ТПУ-9201 | - | 1 шт. | Исполнение в соответствии с заказом |
| Компенсатор холодного спая для ТПУ-9201-М4 | - | 1 шт. | Идёт в комплекте только с ТПУ-9201-М4 |
| Компенсатор холодного спая для ТПУ-9201-RS, ТПУ-9201-RS-L | - | 1 шт. | Идёт в комплекте только с ТПУ-9201-RS, ТПУ-9201-RS-L |
| Паспорт | КПЛШ.411611.001 ПС | 1 экз. | На каждый ТПУ |
| Руководство по эксплуатации | КПЛШ.411611.001РЭ | 1 экз. | На партию 25 шт. или менее при поставке в один адрес |
| Диск с ПО | - | 1 шт. | На партию ТПУ-9201-М3, ТПУ-9201-М4, ТПУ-9201-RS, ТПУ-9201-RS-L |
| Комплект метизов для крепления и подключения к контактам | - | 1 шт. | - |
| Адаптер ИП233-М4 | - | 1 шт. | По заказу потребителя |
| Адаптер USB/RS485 | - | 1 шт. | По заказу потребителя |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 2 «Использование по назначению» документа КПЛШ.411611.001РЭ «Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний;
ГОСТ Р 8.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 ноября 2024 г. № 2712 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;
КПЛШ.411611.001ТУ Термопреобразователи универсальные ТПУ-9201. Технические условия.
