Назначение
Устройства измерительные эхолокационные УИ-*М (далее по тексту- измерительные устройства) предназначены для дистанционных измерений и регистрации положения границы осадка под укрывным слоем жидкости в резервуарах.
Описание
Принцип действия измерительных устройств основан на измерении времени распространения ультразвукового импульса в рабочей среде от момента излучения в направлении дна резервуара до момента приема обратного импульса, отраженного от границы раздела измеряемых сред, пересчете измеренного временного интервала в расстояние при известной скорости распространения звука с преобразованием полученного значения в выходной сигнал.
Скорость распространения звука в рабочей среде определяется физическими свойствами жидкости, зависит от температуры, состава, содержания взвесей и учитывается в процессе измерений:
- посредством адаптивной калибровки (далее- калибровка), заключающейся в автоматической коррекции влияния параметров рабочей среды на результат измерений, выполняемой с помощью реперного отражателя;
-по известным данным, введенным через защищенный функционал измерительного устройства.
Рабочей средой, служащей для передачи излучаемого импульса до границы раздела сред и приема отраженного сигнала, может быть вода, технологические растворы и смеси, концентрированные солесодержащие растворы с плотным, рыхлым, илоподобным осадком в различных резервуарах, в том числе в составе оборудования на объектах использования атомной энергии.
Измерительные устройства изготавливаются в модификациях УИ-2М и УИ-3М отличающихся:
- конструктивным исполнением;
- массой и габаритными размерами;
- вариантами монтажа;
- исполнениями выходных сигналов.
Измерительное устройство УИ-2М (рисунок 1) состоит из преобразователя гидроакустического ПА-5 или ПА-5М (далее- акустический преобразователь) и блока преобразования и усиления (далее- блок преобразования) БПУ-5М, обеспечивает в автоматическом режиме непрерывные или периодические измерения и передачу измерительной информации на внешние устройства по линиям связи.
Измерительное устройство УИ-2М может быть использовано как автономно, так и в составе информационно-измерительных систем, АСУТП.
Места пломбирования измерительных устройств указаны на рисунках 1 и 2. Пломбирование акустического преобразователя не предусмотрено.
Акустический преобразователь ПА-5 Базовая поверхность
\
Излучатель
Заводской номер
Рисунок 1- Внешний вид измерительного устройства УИ-2М
Измерительное устройство УИ-3М (рисунок 2) состоит из акустического преобразователя и блока преобразования БПУ-5, обеспечивает разовые и многократные измерения и формирование измерительной информации при непосредственном подключении к блоку преобразования на месте эксплуатации вычислительного устройства (персонального компьютера) с предустановленной сервисной программой настройки и визуализации из комплекта поставки, обеспечивающей настройку, запуск измерений и сбор измерительной информации.
Блок преобразования и усиления Компьютер с сервисной програм-БГТУ-5
мои настроики и визуализации
Пломба
\
Акустический преобразователь ПА-5 f 0 '
Базовая поверхность
Л
Излучатель
Заводской номер Рисунок 2- Внешний вид измерительного устройства УИ-3М
Особенность конструкции измерительных устройств заключается в раздельном исполнении акустического преобразователя и блока преобразования с возможностью монтажа блока преобразования в месте, удобном для эксплуатации и технического обслуживания.
По условиям размещения на объектах атомных станций акустический преобразователь может быть отнесен к группе по размещению 2 (технологические необслуживаемые помещения), а блок преобразования - к группе по размещению 3 (технологические периодически обслуживаемые помещения) по ОТТ 08042462 «Приборы и средства автоматизации для атомных станций. Общие технические требования».
Акустический преобразователь включает в себя размещенный в герметичном корпусе излучатель, выполненный на основе пьезокерамики и материалов, обладающих акустическим согласованием с рабочей средой и защитными свойствами.
Конструктивно предусмотрено оснащение акустического преобразователя встроенным термопреобразователем сопротивления по ГОСТ 6651-2009 (опция).
Акустический преобразователь ПА-5М, в отличие от акустического преобразователя ПА-5, имеет в составе конструкции реперный отражатель, с помощью которого обеспечивается калибровка измерительного устройства в условиях рабочей среды (рисунок 3).
Базовая поверхность
Излучатель
Заводской номер Реперный отражатель
Рисунок 3- Вариант исполнения акустического преобразователя ПА-5М
Серийный номер в виде цифрового обозначения, состоящего из арабских цифр, наносится типографским способом на табличку, прикрепленную к корпусу блока преобразования и на табличку, располагаемую под прозрачной защитной трубкой на корпусе акустического преобразователя.
Примеры исполнений маркировочных табличек представлены на рисунке 4.
Знак поверки наносится в формуляр (паспорт) и (или) на свидетельство о поверке.
Электрическая связь акустического преобразователя с блоком преобразования обеспечивается с помощью кабельной сборки с резьбовым герметизирующим штуцером, подключаемой к ответной части разъема, расположенного внутри корпуса акустического преобразователя.
Блок преобразования измерительного устройства включает в себя микроконтроллер с электронным преобразователем, обеспечивающим:
- выдачу на акустический преобразователь зондирующего импульса и прием от акустического преобразователя отраженного сигнала;
- измерение длительности временного интервала, пропорционального значению расстояния до границы раздела сред;
- вычисление скорости распространения звука в рабочей среде на основе измеренной длительности временного интервала в акустическом промежутке реперного отражателя (в режимах измерений с калибровкой);
-вычисление расстояния и (или) уровня на основе измеренной длительности временного интервала и скорости распространения звука в рабочей среде, полученной по результатам калибровки и (или) на основании параметров настройки, введенных через функционал измерительного устройства при его конфигурировании;
- вычисление дополнительных параметров (объем осадка, соотношение жидкой фазы и осадка, солесодержание жидкой фазы) при наличии градуировочной таблицы;
- формирование и запись эхограмм осадка;
- формирование архива измерительной информации;
- формирование отчетов по выполненным измерениям;
- передачу измерительной информации в виде аналогового сигнала во внешние устройства (обеспечивается измерительным устройством УИ-2М);
- обмен информацией по проводным интерфейсам передачи данных с компонентами информационно- измерительных систем (обеспечивается измерительным устройством УИ-2М);
- выдачу сигналов управления на вспомогательные устройства (электромагнитные клапаны, устройства перемещения акустического преобразователя, прочие устройства) в случае их применения совместно с акустическим преобразователем в составе установочного узла на месте эксплуатации (обеспечивается измерительным устройством УИ-2М);
- самодиагностику рабочего состояния измерительного устройства с записью информации об ошибке в соответствующий регистр и выдачей на внешние устройства аварийного сигнала тока (обеспечивается измерительным устройством УИ-2М).
В состав измерительных устройств входят комплекты монтажных частей, включающие в себя установочные узлы, монтажные устройства и приспособления, необходимые для монтажа составных частей измерительных устройств на местах эксплуатации, обслуживания, перемещения и позиционирования акустического преобразователя внутри резервуара.
Задание параметров настройки, доступных пользователю, осуществляется с помощью сервисной программы настройки и визуализации с регламентируемым доступом:
- через интерфейс USB персонального компьютера;
- дистанционно с рабочего места оператора через интерфейс RS-485 (обеспечивается при использовании измерительных устройств УИ-2М).
В измерительных устройствах реализован имитационный метод поверки без демонтажа.
Программное обеспечение
В измерительных устройствах предусмотрено внешнее и внутреннее программное обеспечение (сокращенно- ПО).
К внешнему ПО относится Сервисная программа настройки и визуализации, которая предназначена для обеспечения взаимодействия измерительного устройства с компьютером, с внешними устройствами и не оказывает влияния на метрологические характеристики измерительного устройства.
Внешнее ПО служит для конфигурирования и получения измерительной информации в процессе эксплуатации измерительного устройства пользователем.
Конфигурирование измерительного устройства включает задание пользовательских параметров применительно к месту эксплуатации и особенностям процесса.
Внешнее ПО также предусматривает возможность выдачи текстовых сообщений о состоянии измерительного устройства и возникающих в процессе его работы ошибках.
Внутреннее ПО состоит только из встроенной в микроконтроллер блока преобразования метрологически значимой части программы.
Внутреннее ПО является фиксированным, незагружаемым и может быть изменено только на предприятии-изготовителе.
Конструкция измерительных устройств исключает возможности несанкционированного влияния на программное обеспечение и измерительную информацию.
Метрологические коэффициенты и заводские параметры защищены от несанкционированного доступа с помощью системы паролей.
Идентификационные данные программного обеспечения представлены в таблице 1.
Таблица 1- Идентификационные данные программного обеспечения
| Исполнение измерительного устройства | УИ-2М | УИ-3М |
| Идентификационное наименование ПО | БПУ-5Мхх^ех | БПУ-5хх^ех |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 2.0.0.хх | 3.0.0.хх |
| Цифровой идентификатор ПО | не отображается | не отображается |
Защита программного обеспечения и измерительной информации от преднамеренных и непреднамеренных изменений соответствует уровню "Высокий" по Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Таблица 2- Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Исполнение измерительного устройства | УИ-2М | УИ-3М |
| Верхний предел измерений от базовой поверхности акустического преобразователя до границы раздела сред, м | 12,0 |
| Неизмеряемая область от базовой поверхности акустического преобразователя, не более, м | ПА-5 | (0,25+ lo)1) |
| ПА-5М |
| Пределы допускаемой относительной основной погрешности измерений расстояния ln от базовой поверхности акустического преобразователя до поверхности границы раздела сред 5, % | ПА-5 | ± (0,6+0,2AT)2) при ln > 1,0 м ± (2,0+0,2AT) 2) при 0,25 <ln < 1,0 м |
| ПА-5М | ± 0,6 |
| Выходной сигнал тока по ГОСТ 26.011-80, мА | от 4 до 20 | - |
| Пределы допускаемой основной приведенной к диапазону изменения выходного сигнала тока погрешности измерений, ут , % | ± 0,5 | - |
| Дополнительная относительная погрешность результата измерений ln, обусловленная отклонением температуры эксплуатации блока преобразования от + (20 ± 5) °С в рабочих условиях, 5доп , не более, % | 0,2/10 °С |
| Нормальные условия измерений: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность, % - атмосферное давление, кПа - температура измеряемой среды, °С | от + 15 до + 25 от 30 до 80 от 84,0 до 106,7 от + 5 до + 60 |
| 1) lo - длина рамки реперного отражателя от базовой поверхности акустического преобразователя. lo=0 при отсутствии реперного отражателя в составе акустического преобразователя 2) AT- величина отклонения температуры воды от заданного значения. ДТ=0 в режиме термокомпенсации от встроенного термопреобразователя сопротивления |
| Наименование характеристики | Значение |
| Исполнение измерительного устройства | УИ-2М | УИ-3М |
| Цифровой интерфейс связи с внешними устройствами | USB, RS-485 (Modbus) | USB |
| Температура окружающей среды, °С: - для акустического преобразователя - для блока преобразования | от - 40 до + 100 от - 30 до + 60 |
| Степень защиты от воздействия окружающей среды по ГОСТ 14254-2015(IEC 60529:2013): - для акустического преобразователя - для блока преобразования | IP65/IPX8 |
| IP65 | IP54 |
| Устойчивость к воздействию вибрации в рабочих условиях измерений по ГОСТ Р 52931-2008 | Г руппа V1 |
| Напряжение питания, В: - от источника постоянного тока - через интерфейс USB компьютера | от 18 до 36 | от 4,8 до 5,2 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 5,0 / 60,0 1) | 0,8 |
| Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более: - акустический преобразователь (без учета длины кабеля и монтажных частей) - блок преобразования | 070 х (360+ lo) |
| 260 х160 х 90 | 150 х 80 х 50 |
| Длина рамки реперного отражателя lo, мм | от 250 до 710 2) |
| Масса составных частей, кг, не более: - акустический преобразователь (без учета массы кабеля и комплекта монтажных частей) - блок преобразования - комплект монтажных частей | 1,5 |
| 3,0 | 1,5 |
| 12,03) | 1,53) |
| Длина линии связи между акустическим преобразователем и блоком преобразования, м, не более | 50 |
| Длина линии связи между блоком преобразования и внешними устройствами, м, не более | 600 | 1,5 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 12 |
| 1) при использовании в составе комплекта монтажных частей электроприводного кабельного устройства 2) в соответствии с заказом, шаг по длине 10 мм 3) уточняется по условиям поставки в зависимости от комплектности монтажных частей. |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом и на маркировочную табличку на корпусе блока преобразования способом, принятым на пред-приятии-изготовителе.
Таблица 4
| Наименование | Обозначение | Количество | Примечание |
| Устройство измерительное эхолокационное в составе: - акустический преобразователь - блок преобразования | УИ-*М | 1 компл. | в соответствии с заказом |
| Комплект монтажных частей | КМЧ-Х | 1 компл. | в соответствии с заказом |
| Комплект инструмента и принадлежностей | КиП-Х | по заказу | в соответствии с заказом |
| Программное обеспечение "Сервисная программа настройки и визуализации" | | 1 шт. | |
| Руководство по эксплуатации | РЮКЯ.408828.00ХРЭ | 1 экз. | Обозначение в соответствии с исполнением |
| Формуляр | РЮКЯ.408828.00ХФО | 1 экз. | Обозначение в соответствии с исполнением |
Сведения о методах измерений
приведены в руководстве по эксплуатации, раздел 2.
Нормативные документы
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия;
ОТТ 08042462 Приборы и средства автоматизации для атомных станций. Общие технические требования;
РЮКЯ.408828.002ТУ Устройства для гидроакустического контроля, измерительные эхолокационные. Технические условия.
Правообладатель
Закрытое акционерное общество «Ресурс-прибор» (ЗАО «Ресурс-прибор»)
ИНН 4025046734
Адрес: 249035, Калужская обл., г. Обнинск, а/я 5032.
Тел/факс: +7 484 394-42-56 E-mail: office@resurs-pribor.ru
87621-22: Методика поверкиСкачать13.6 Мб