Уровнемеры СОНАР-4

Назначение

Уровнемеры предназначены для оперативного (непрерывного или эпизодического) измерения и/или сигнализации достижения граничных (заданных) уровней заполнения резервуаров звукопрозрачными жидкостями (светлые нефтепродукты, сжиженный углеводородный газ, масла, спирты, растворители, вода и т. д.), в том числе, опасными жидкими химическими веществами (сжиженный аммиак, сжиженный хлор, кислоты, щелочи и т. д.) (далее по тексту -жидкости), которые находятся в стационарных резервуарах, технологических аппаратах и в железнодорожных цистернах (далее по тексту - резервуары).

Описание

Принцип действия уровнемеров основан на локации отражающей поверхности с помощью ультразвука. Локация, в зависимости от особенностей объекта и конструкции электроакустических преобразователей, проводится:

-    через толщу жидкости бесконтактным методом сквозь оболочку резервуаров (уровнемеры модификаций УСН, УСПН, УПН);

-    через толщу жидкости при погружении преобразователей в резервуары (уровнемеры модификации УСП, УСПН).

Модификации уровнемеров отличаются: функциональными возможностями, составом, конструкцией, программным обеспечением, нормированными значениями диапазонов измерений и пределов допускаемой абсолютной погрешности, габаритными размерами и массой.

В зависимости от параметров электроакустических преобразователей, которые входят в состав уровнемеров, схем их размещения на резервуарах и условий применения, уровнемеры также осуществляют:

-    определение скорости распространения звука в жидкостях, в том числе, с учетом ее изменения по высоте резервуара;

-    определение температуры стенок резервуаров в местах установки электроакустических преобразователей или жидкостей внутри резервуаров с учетом ее изменения по высоте резервуара;

-    измерение уровня подтоварной воды;

-    вычисление объема жидкостей по градуировочным таблицам контролируемых резервуаров, введенным в память уровнемеров;

-    вычисление плотности жидкостей внутри контролируемых резервуаров по результатам измерения скорости звука в жидкостях и температуры;

-    вычисление массы жидкостей внутри контролируемых резервуаров по результатам вычисления объема и плотности;

-    хранение в памяти и/или выдачу на внешние устройства результатов измерений и вычислений и служебной информации.

Уровнемеры осуществляют измерение времени между излучением и приходом акустических сигналов от отражающей поверхности и вычисление уровня с учетом значения скорости распространения звука, введенного в память уровнемеров или измеренного методом локации отражателя (специального маркера), расположенного на известном расстоянии.

Уровнемеры состоят из следующих основных частей:

-    электроакустический преобразователь П (блок датчиков - из состава преобразователя ПП-42), который предназначен для излучения сигналов заданной частоты и длительности, а также приема отраженных от поверхности (отражателя) сигналов (эхосигналов). Основным элементом преобразователя П является пьезокерамический элемент, который осуществляет преобразование электрических колебаний (радиоимпульсов) в акустические колебания (при излучении сигналов) и преобразование акустических колебаний в электрические (при приеме эхо-сигналов). Преобразователь П состоит из корпуса, в котором размещен пьезокерамический элемент, и соединительного кабеля. Для преобразователей ПП-42, которые погружаются в резервуары, соединительный кабель заключен в специальную трубку. Для измерения температуры в корпусе преобразователей П и в трубке блока датчиков преобразователя ПП-42 размещаются термодатчики DS18B20, зарегистрированные в Федеральном информационном фонде средств измерений номер 23169-02;

-    преобразователь измерительный вторичный: блок БЭ-02, блок БЭ-01 (из состава преобразователя ПП-42), блок БИВ-1, который обеспечивает: формирование и выдачу радиоимпульсов в соответствии с заданными параметрами; прием и обработку эхосигналов в соответствии с заданным алгоритмом; оперативную сигнализацию появления неисправностей (самотестирование). Блоки БЭ-02, БЭ-01, БИВ-1 состоят из электронных плат. В составе блока БИВ-1 дополнительно имеются органы индикации и управления;

-    блок искробезопасного питания: блок БИП-02, блок БИЗ-01, который обеспечивает искробезопасность цепей питания и выходных цепей уровнемеров модификаций УСН, УСП, УСПН. Блок БИП-02, БИЗ-01 состоит из электронных плат и элементов коммутации;

-    блок БИУ модификаций УСН, УСП, УСПН, который обеспечивает прием информации из блоков БЭ-01, БЭ-02, обработку этой информации в соответствии с заданным алгоритмом, отображение результатов измерений на цифровом показывающем устройстве (ЖКИ) и управление выдачей результатов измерений и вычислений и результатов самотестирования во внешние устройства.

Преобразователи ПН-... устанавливаются на резервуары с помощью фиксаторов магнитных.

Уровнемеры имеют взрывозащищенное исполнение и могут эксплуатироваться во взрывоопасных зонах.

Рисунок 3 - Внешний вид преобразователя ПН-1 НДСР.365352.013 и ПН-5 НДСР.365352.009

(для модификации УСН)

Рисунок 4 - Внешний вид преобразователя ПН-20 НДСР365352.033 и ПН-5Т НДСР.365352.011

(для модификации УПН)

Рисунок 10 - Внешний вид блока БЭ-02Е НДСР.407630.004-01 (для наливных эстакад)

Программное обеспечение

составных частей уровнемера - встроенное (тип Р по WELMEC 7.2).

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «средний», класс риска B по WELMEC 7.2. Защита программного продукта (ПП) от несанкционированного чтения или модификации включает в себя программно - аппаратную блокировку внешнего доступа к памяти программ, выполняемую при первом запуске программы.

Дополнительно обеспечено пломбирование технических средств обработки результатов измерений: блока БЭ-01 преобразователей ПП-42, блока БЭ-02, блока БИУ, блока БИВ-1.

Защита ПП от случайных и непреднамеренных изменений включает в себя вычисление контрольной суммы памяти программ и сравнение с референтным значением (указано в документации). При несовпадении вычисленное значение выводится с помощью технологической программы «CUUS» при запросе идентификатора (версии) ПП.

Список программных продуктов (ПП) составных частей уровнемера приведен в таблице 1.

Программный продукт, предназначенный для загрузки в память программ микроконтроллера блока БЭ-..., местного управления режимами не предусматривает.

Программный продукт, предназначенный для загрузки в память программ микроконтроллера блока БИУ и блока БИВ-1, предусматривает управление режимами и контроль посредством цифровой клавиатуры и буквенно-цифрового дисплея.

Таблица 1

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений: соответствует уровню «средний» по Р 50.2.077-2014. Примененные специальные средства защиты в достаточной мере исключают возможность несанкционированной модификации, удаления и иных преднамеренных изменений ПО и изменений данных.

Технические характеристики

Основные метрологические характеристики уровнемеров приведены в Таблице 1.

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Основные технические характеристики приведены уровнемеров в Таблице 3.

Таблица 3 - Основные технические характеристики

Знак утверждения типа

наносится на блоки БЭ-02, БИП-02, БИВ-1, БИУ, шкаф силовой методом сеткографии и на эксплуатационные документы типографским способом.

Комплектность

Таблица 4 - Комплектность средства измерений

Поверка

осуществляется по документу МП 0709-7-2017 «ГСИ. Уровнемеры «СОНАР-4». Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИР» 04.12.2017 г.

Основные средства поверки:

- рабочий эталон единицы уровня жидкости 1-го разряда по ГОСТ 8.477-82 в диапазоне значений от 0 до 5 м с погрешностью не более ±0,3 мм.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

ГОСТ 8.477-82 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений уровня жидкости