Назначение
Уровнемеры 5300 (далее - уровнемеры) предназначены для контактного измерения уровня (расстояния до поверхности) и уровня границы раздела (расстояния до границы раздела) различных сред (в том числе сыпучих, жидких, вязких, парящих, неоднородных, выпадающих в осадок, взрывоопасных, криогенных (сжиженный газ).
Описание
Принцип действия уровнемеров основан на методе импульсной рефлектометрии с временным разрешением.
Уровнемеры состоят из следующих функциональных блоков:
- волновод (зонд);
- приемо-передающее устройство, которое обеспечивает формирование и излучение электромагнитного зондирующего импульса и прием отраженного сигнала;
- измерительный преобразователь, который обеспечивает измерение временных интервалов между моментом излучения импульса и моментом получения отраженного сигнала, и преобразует его в значения расстояния до поверхности среды (границы раздела двух сред) или (с учетом значения базовой высоты резервуара) в значения уровня среды (уровня границы раздела двух сред).
Измерительный преобразователь обеспечивает так же, формирование цифровых и аналоговых выходных сигналов, отображение информации на встроенном жидкокристаллическом индикаторе (ЖКИ) (при наличии).
Измерительная информация может передаваться в систему верхнего уровня (контроллер, персональный компьютер, автоматизированную систему управления предприятия) с использованием токового выходного сигнала 4-20 мА и/или с использованием цифровых протоколов передачи данных HART, Modbus или Foundation Fieldbus.
Уровнемеры могут обеспечивать обмен данными через модуль связи 2410 по протоколу Tankbus (полевая шина на базе протокола FOUNDATION fieldbus).
С помощью преобразователя Rosemount 333 HART Tri-loop цифровой сигнал, передаваемый по протоколу HART, преобразуется в три дополнительных аналоговых сигнала (4-20) мА. Предусмотрена возможность установки на корпус уровнемера преобразователя сигналов HART Rosemount 775 для передачи данных по протоколу беспроводной связи Wireless HART.
Уровнемеры, предназначенные для работы во взрывоопасных средах, соответствуют требованиям технического регламента Таможенного союза ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах». Взрывозащищенность уровнемеров обеспечивается видом взрывозащиты искробезопасная электрическая цепь «i» или взрывонепроницаемая оболочка «d» или защита от воспламенения пыли оболочками «t», а также выполнением их конструкции в соответствии с общими требованиями к оборудованию, предназначенному для использования во взрывоопасных средах.
В зависимости от назначения и условий применения уровнемеры выпускаются с различными типами волноводов (зондов): коаксиальный, жесткий двойной, жесткий одинарный, сегментированный жесткий одинарный, гибкий двойной и гибкий одинарный.
Уровнемеры выпускаются в следующих модификациях:
- 5301 - применяются для измерений уровня (расстояния до поверхности) и уровня границы раздела (расстояния до границы раздела) жидких сред при условии полного погружения волновода в жидкость;
- 5302 - применяются для измерений уровня (расстояния до поверхности) и уровня границы раздела (расстояния до границы раздела) жидких сред;
- 5303 - применяются для измерений уровня (расстояния до поверхности) твердых сыпучих гранулированных и порошкообразных сред.
Общий вид уровнемеров представлен на рисунке 1.
Пломбирование уровнемеров не предусмотрено.
а) Уровнемер 5300 с коаксиальным волноводом
б) Уровнемер 5300 с жестким одинарным или сегментированным жестким одинарным
в) Уровнемер 5300 с жестким двойным волноводом
г) Уровнемер 5300 с гибким одинарным волноводом с грузом
д) Уровнемер 5300 с гибким двойным волноводом с грузом
волноводом
Рисунок 1 - Общий вид уровнемеров 5300
Программное обеспечение
Алгоритм, реализующий функции расчета уровня (расстояния до поверхности) и уровня границы раздела (расстояния до границы раздела) различных сред, объема, цифро-аналоговое преобразование измеренных величин в токовое значение на выходе, а также вывод данных на индикатор и через цифровые интерфейсы, выполнен на микросхеме ROM с использованием маски (фотошаблон). ПО встроенное в схему, неизменяемое и несчитываемое.
На настроечные данные имеется возможность установки пароля в меню уровнемера. Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные программного обеспечения уровнемеров приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО уровнемеров 5300
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Т2_2х_х1) |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 2.х.х1) |
| Цифровой идентификатор ПО | |
| 1) «х» - переменная величина, которая может быть выражена числовым и/или буквенным значением |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений уровня (расстояния), м | от 0 до 50 1)2) |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измеренийуровня (расстояния) при расстоянии до поверхности измеряемой среды от 0,04 1) до 10 м включ., мм: | ±33) |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измеренийуровня (расстояния) при расстоянии до измеряемой поверхности св. 10 до 50 м, % | ±0,03 |
| Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности измерений уровня (расстояния), вызванной изменением температуры окружающей среды от нормальных условий измерений, Ъокр, мм/°С: _ - в диапазоне рабочих температур минус 40 < Ъокр < +85 °С; — в диапазоне рабочих температур минус 55 < Ъокр < минус 40 °С | ±0,2 4) ±0,3 4) |
| Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности измерений уровня (расстояния), вызванной изменением температуры окружающей среды от нормальных условий измерений, Ъокр, %/°C: _ — в диапазоне рабочих температур минус 40 < Ъокр < +85 °С; — в диапазоне рабочих температур минус 55 < Ъокр < минус 40 °С | ±0,0034) ±0,00454) |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающего воздуха, °С: - атмосферное давление, кПа, не более - относительная влажность, %, не более | (20 ± 5) 106 85 |
| 1) Указан максимальный диапазон измерения. Конкретный диапазон для каждого СИ прописывается в паспорте на прибор. Диапазон измерения зависит от длины и типа зонда и диэлектрической проницаемости среды. 2) При производственной необходимости, владелец средства измерения или изготовитель могут уменьшить длину зонда в соответствии с Руководством по эксплуатации. При этом информация об изменении длины зонда вносится в паспорт прибора, а прибор подвергается первичной поверке. 3) ± 12 мм - для исполнений HTHP с коаксиальным волноводом. 4) В зависимости от того, какое значение окажется большим. |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Выходные сигналы: - аналоговый сигнал постоянного тока, мА - цифровые сигналы | от 4 до 20 HART; Modbus; Foundation Fieldbus (включая протокол Tankbus и искробезопасную систему полевой шины FISCO); Wireless HART |
| Напряжение питания постоянного тока, В | от 8,0 до 42,4 1) |
| Излучаемая мощность, мВт, не более | 45 |
| Г абаритные размеры (без учёта фланца и волновода), мм, не более - высота - ширина - длина | 188,5 133,0 180,0 |
| Масса (без учёта фланца и волновода), кг, не более | 5 2) |
| Температура рабочей среды, °С | от -196 до +400 |
| Давление рабочей среды, кПа, не более | 34500 |
| Условия эксплуатации: температура окружающей среды, °С: - уровнемер без ЖКИ - уровнемер с ЖКИ3) - уровнемер с опцией BR5 без ЖКИ - уровнемер с опцией BR5 с ЖКИ 3) - относительная влажность, % | от -40 до +85 от -40 до +70 от -55 до +85 от -55 до +70 до 100 |
| Степень защиты корпуса от проникновения пыли и воды | IP66, IP67 |
| Маркировка взрывозащиты | 0Ex ia IIC T4...T1 Ga X Ga/Gb Ex ia/ib IIC T4.T1 X Ga/Gb Ex db ia IIC T4.T1 X Ex ia IIIC T79°C Da X Ex ia IIIC T69°C Da X Ex ia/ib IIIC T69°C Da/Db X Ex ia/ib IIIC T79°C Da/Db X Ex ta IIIC T69°C Da X Ex ta IIIC T79°C Da X |
| 1) В зависимости от исполнения выходного сигнала. 2) В зависимости от исполнения корпуса измерительного преобразователя. 3) При температуре ниже минус 20 °С показания ЖКИ могут быть нечитаемыми, частота его обновления снижается, работоспособность уровнемера сохраняется |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист паспорта и руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Уровнемер | 5300 | 1 шт. |
| Паспорт | - | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации 2) | 00809-0107-4530 | 1 экз. 1) |
| Методика поверки | МП 208-045-2019 | 1 экз. 1) |
| 1) Допускается прилагать 1 экземпляр (в зависимости от заказа) на каждые 10 уровнемеров, поставляемых в один адрес. 2) Допускается поставка на электронном носителе. |
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационной документации.
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 30.12.2019 г. № 3459 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений уровня жидкости и сыпучих материалов»
Техническая документация фирмы «Rosemount Tank Radar AB», Швеция
9589-86