Назначение
Уровнемеры акустические УА-2 (далее - уровнемеры) предназначены для бесконтактного непрерывного измерения уровней наполнения резервуаров и емкостей жидкостями, сыпучими материалами, вязкими средами и суспензиями, в том числе химически агрессивными и взрывоопасными.
Описание
Принцип действия уровнемера основан на активной ультразвуковой локации контролируемой среды в воздушной (газовой) среде. Мерой уровня при этом является промежуток времени, прошедший с момента посылки зондирующего импульса до момента прихода отраженного от поверхности среды эхо-сигнала.
Уровнемер состоит из преобразователя акустического ПА-2 (далее -акустический преобразователь), блока преобразования и усиления БПУ-1 (далее - блок преобразования) и пульта сигнализации и управления ПСУ-1 (далее -пульт сигнализации).
Акустический преобразователь и блок преобразования соответствуют климатическому исполнению УХЛ2Т3, пульт сигнализации соответствует климатическому исполнению УХЛ4 по ГОСТ 15150-69.
Акустический преобразователь в составе уровнемера предназначен для излучения зондирующих импульсов и приема отраженных от поверхности контролируемой среды эхо-сигналов при отсутствии непосредственного контакта акустического преобразователя с контролируемой средой.
Рабочим элементом акустического преобразователя является излучатель на основе пьезокерамики, размещенный в нижней части вертикального цилиндрического корпуса акустического преобразователя. Верхняя часть корпуса снаружи закрыта крышкой, содержащей в центре хвостовик для крепления акустического преобразователя к элементам оборудования и кабельный ввод с уплотнением, из которого выходит кабель связи с блоком преобразования.
Конструкция акустического преобразователя обеспечивает защиту от пыли и воды со степенью IP65/ IP67 по ГОСТ 14254-96, эксплуатацию при температуре окружающей среды от минус 40 до плюс 80 °С и относительной влажности 100 % при 40 °С и более низких температурах, при воздействии вибрации в соответствии с требованиями группы V1 по ГОСТ Р 52931-2008 с учетом требований группы устойчивости 2 по ГОСТ 29075-91.
Блок преобразования в составе уровнемера предназначен для формирования электрических импульсов для акустического преобразователя, усиления принятого с акустического преобразователя эхо-сигнала и выдачи в линию связи с пультом сигнализации усиленного сигнала и синхронизирующего импульса. Выполнен в корпусе прямоугольной формы с внешними разъемами для электрических соединений с акустическим преобразователем, термометром сопротивления и пультом сигнализации.
Конструкция блока преобразования обеспечивает защиту от пыли и воды со степенью защиты IP65 по ГОСТ 14254-96, эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от минус 30 до плюс 60 °С и относительной влажности 98% при 35 °С и более низких температурах, при воздействии вибрации в соответствии с требованиями группы V1 по ГОСТ Р 52931-2008 с учетом требований группы устойчивости 2 по ГОСТ 29075-91.
Пульт сигнализации предназначен для логической и математической обработки сигналов, поступающих с блока преобразования, с последующим формированием выходных величин (информационных и управляющих сигналов). Выполнен в виде каркаса с передней и задней панелями, оснащенными устройствами индикации, управления и настройки, а также
разъемами для подключения к линии связи с блоком преобразования, к внешним устройствам, источникам основного и резервного питания.
Внутри каркаса размещены электронные блоки.
Конструкция пульта сигнализации обеспечивает защиту от пыли и воды со степенью защиты IP30, эксплуатацию при температуре окружающего воздуха от плюс 1 до плюс 50 °С и относительной влажности 80 % при 35 °С и более низких температурах, при воздействии вибрации в соответствии с требованиями группы L1 по ГОСТ Р 52931-2008.
Текущие результаты измерений и вспомогательная информация отображаются на жидкокристаллическом индикаторе и преобразуются в выходной сигнал постоянного тока и в цифровой код, пропорциональный измеряемому уровню. Для уменьшения влияния температуры окружающей среды в рабочем пространстве акустического преобразователя на результаты измерений предусмотрена температурная компенсация.
Уровнемер дополнительно обеспечивает контроль:
- наличия наполняющей среды на верхнем уровне и отсутствия наполняющей
среды на нижнем уровне, заданных потребителем, с сигнализацией о достижении уровнем контролируемых значений с помощью оптических индикаторов и замыканием электрических цепей;
- несанкционированного изменения уровня наполняющей среды, заданного потребителем, с сигнализацией о превышении допустимой величины изменения с помощью оптического индикатора и замыканием электрических цепей;
- состояния составных частей уровнемера и термометра сопротивления (при его подключении потребителем), с сигнализацией о появлении неисправности с помощью оптических индикаторов и замыканием электрических цепей.
Рисунок 1 - Внешний вид уровнемера акустического УА-2
Уровнемеры выпускаются взрывозащищенного исполнения и общего назначения, в том числе с условиями поставки для оборудования атомных станций (блоков атомных станций).
По условиям размещения и устойчивости к специальным воздействиям на объектах атомных станций акустический преобразователь относится к группе по размещению 2 (технологические необслуживаемые помещения), блок преобразования - к группе по размещению 3 (технологические полуобслуживаемые помещения), а пульт сигнализации - к группе по размещению 6а (помещения постоянного пребывания персонала) по ОТТ 08042462.
Для защиты от несанкционированного доступа составные части уровнемера должны быть опломбированы в соответствии с рисунками 2, 3 и 4.
Рисунок 2 - Акустический преобразователь. Вид сверху
Рисунок 3 - Блок преобразования. Вид сверху
Рисунок 4 - Пульт сигнализации. Вид на заднюю панель
В уровнемере предусмотрены возможности задания потребителем режимов работы и параметров настройки, в том числе направления и точки отсчета при измерениях.
В зависимости от выходного сигнала постоянного тока по ГОСТ 26.011-80 уровнемеры выпускаются:
- с пределами изменения силы тока от 0 до 5 мА;
- с пределами изменения силы тока от 0 до 20 мА;
- с пределами изменения силы тока от 4 до 20 мА.
Режим работы уровнемера непрерывный, круглосуточный.
Программное обеспечение
Программное обеспечение, необходимое для реализации заявленных функций, записывается в память микроконтроллера у Изготовителя.
Основными задачами программного обеспечения являются:
- регистрация числа счетных импульсов в промежутке времени между передними фронтами синхронизирующего импульса и эхо-сигнала и формирование соответствующих значений уровня и (или) расстояния в соответствии с заданными параметрами настройки;
- организация индикации измеренных значений, параметров настройки и вспомогательной информации;
- формирование выходных сигналов;
- формирование архива измеренных значений с заданной периодичностью;
- реализация пользовательского интерфейса в рабочем режиме и в режиме «Заводские настройки» с ограниченным доступом;
- анализ измеренных значений, регистрация и индикация ошибок и нештатных ситуаций.
Программное обеспечение не влияет на метрологические характеристики средства измерений, что обусловлено алгоритмом и точностью выполнения математических операций.
Идентификационные данные программного обеспечения представлены в таблице:
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой индикатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| Файл прошивки | БОС-6-hex | 1.1.14 | 0х6А260595 | CRC32 |
Защита программного обеспечения и измерительной информации от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует уровню «Высокий» по Р 50.2.077-2014.
Конструкция уровнемера исключает возможность несанкционированного влияния на программное обеспечение и измерительную информацию, что обеспечивается с помощью опломбирования пульта сигнализации (рисунок 4).
Доступ к основным параметрам настройки защищен паролем.
Технические характеристики
| Значения верхних пределов измерения уровня, м | 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0; 16,0 |
| Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерения уровня, % - для диапазонов измерений с верхними пределами 1,0 и 1,6 м | + 1,5 |
| - для диапазонов измерений с верхними пределами 2,5 и 4,0 м | + 1,0 |
| - для остальных диапазонов измерений | + 0,5 |
| Вариация показаний, м | 0,01 |
| Диапазон температуры окружающего воздуха, °С, для: - акустического преобразователя | -40...+80 |
| - блока преобразования | -30...+60 |
| - пульта сигнализации | +1...+50 |
| Степень зашиты от воздействия окружающей среды для: - акустического преобразователя | IP65/ IP67 |
| - блока преобразования | IP65 |
| - пульта сигнализации | IP30 |
| Питание от сети переменного тока — напряжение, В | (220+22-зз) |
| частота, Гц | (50+2) |
| Потребляемая мощность не более, В\А | 15 |
| Автоматическое включение источника постоянного тока (зарезервированного) при пропадании напряжения сети, В | (24+ 2,4) |
| Длина линии связи, м, между |
| акустическим преобразователем и блоком преобразования Длина линии связи, м, между | 10^25 |
| блоком преобразования и пультом сигнализации, не более По согласованию между предприятием-изготовителем и потребителем допускаются другие длины линий связи Габаритные размеры не более, мм - акустический преобразователь (без учета длины кабеля): | 250 |
| диаметр | 80 |
| длина блок преобразования: | 120 |
| длина | 220 |
| ширина | 170 |
| высота пульт сигнализации: | 60 |
| длина | 295 |
| ширина | 80 |
| высота Масса составных частей, не более, кг - | 265 |
| акустический преобразователь (с кабелем до 25 м) | 3,5 |
| блок преобразования | 2,0 |
| пульт сигнализации | 3,7 |
| Средний срок службы, лет | 12 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на переднюю панель пульта сигнализации и титульные листы эксплуатационной документации способом, принятым на предприятии-изготовителе.
Комплектность
В комплект поставки уровнемера входят:
Преобразователь акустический ПА-2 РЮКЯ.407532.003 (004);
Блок преобразования и усиления БПУ-1 РЮКЯ.408837.001;
Пульт сигнализации и управления ПСУ-1 РЮКЯ.408844.001;
Комплект монтажных частей РЮКЯ.301651.001;
Комплект инструмента и принадлежностей согласно ведомости РЮКЯ.407632.002ЗИ
Руководство по эксплуатации РЮКЯ.407632.002РЭ;
Методика поверки РЮКЯ.407632.002Д2;
Инструкция по монтажу, пуску, регулированию и обкатке изделия РЮКЯ.407632.002ИМ;
Формуляр РЮКЯ.407632.002ФО.
Поверка
осуществляется по документу РЮКЯ.407632.002Д2 «Уровнемеры акустические УА-2.
Методика поверки», согласованному ГЦИ СИ ОАО «НИИТеплоприбор» 20.07.2010 г.
Поверка проводится:
- с использованием способа электронной имитации заданного уровня с применением генератора импульсов типа Г5-60 3.269.080ТУ или аналога;
- с использованием способа натурного задания уровня с применением рулетки измерительной с погрешностью измерения не более 0,002 м в комплекте со щитом из отражающего звук материала или на уровнемерной образцовой установке.
Сведения о методах измерений
Содержатся в руководстве по эксплуатации РЮКЯ.407632.002РЭ
Нормативные документы
1. ГОСТ 28725-90 Приборы для измерения уровней жидкостей и сыпучих материалов. Общие технические требования и методы испытаний
2. ГОСТ 29075-91 Системы ядерного приборостроения для атомных станций. Общие требования.
3. ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия
4. РЮКЯ.407632.002ТУ Уровнемеры акустические УА-2. Технические условия
42965-09