Датчики давления серии «Метран-100»

Новый комплекс интеллектуальных датчиков давления «Метран-100» вобрал в себя самые лучшие и надежные модели ранее выпускаемых датчиков. Датчики «Метран-100» полностью заменяют известные семейства датчиков «Метран-22, -43, -44, -45, -49», «Сапфир-22М» и др., а также обеспечивают возможность замещения импортных датчиков аналогичного назначения.

Основой всех сенсорных блоков датчиков семейства «Метран-100» является чувствительный элемент с монокристаллической структурой кремния на сапфире.

В памяти сенсорного блока хранятся в цифровом формате результаты предварительных измерений выходных сигналов сенсора во всем рабочем диапазоне давлений и температур. Эти данные используются микропроцессором для расчета коэффициентов коррекции выходного сигнала при работе датчика.

Цифровой сигнал сенсорного блока вместе с коэффициентами коррекции поступает на вход электронного преобразователя, микропроцессор которого корректирует этот сигнал по температуре и линеаризует его. На выходе электронного блока формируется стандартный выходной сигнал и цифровой сигнал в стандарте протокола HART.

Энергонезависимая память сенсорного блока, в случае отказа электронной части датчика, упрощает устранение неполадок в приборе: ремонт сводится лишь к замене его микропроцессорной платы.

В датчиках «Метран-100» реализовано 25 универсальных команд HART-протокола. К ним относятся: перенастройка диапазона измерения, смена единиц измерения, установка нуля и др., а также реализованы три специальные команды: две команды калибровки – верхний и нижний предел измерений и команда расширенной диагностики состояния датчика.

«Метран-100» тестируется по ряду параметров (ПЗУ, микропроцессор, обрыв сенсора и др.), результаты диагностики выводятся на экран компьютера или на HART-коммуникатор. Предусмотрена установка нуля датчика простым нажатием внешней кнопки без разгерметизации оболочки электронного блока и без нарушения требований взрывозащиты.

Рисунок 4.1.8 – Многоточечный режим работы датчиков

Основные технические и метрологические характеристики.

Рабочие среды: жидкости, газы, пары.

Измеряемые величины:

• избыточное давление ДИ

• абсолютное давление ДА

• разрежение ДВ

• давление-разрежение ДИВ

• разность давлений ДД

• гидростатическое давление (уровень ДГ)

Диапазоны измерений:

• минимальный 0-0,04 МПа

• максимальный 100 МПа

Статическое рабочее давление:

• для датчиков разности давлений 40 МПа

• для датчиков гидростатического давления 10 МПа

Характеристика выходного сигнала:

Программируется в соответствии с функцией преобразования входной величины:

• линейно-возрастающая;

• линейно-убывающая;

• по закону квадратного корня.

Демпфирование – от 0,2 до 25,6 с.

Температура окружающей среды, °С – от минус 40 до плюс 70 (по специальному заказу от минус 50 до плюс 70, в том числе для датчиков со встроенным цифровым индикатором).

Относительная влажность – до 100%.

Влияние температуры окружающей среды, % (при изменении на 10°С)

±(0,05+0,04P_max/P_в) для датчиков с g=0,1%;

±(0,05+0,05P_max/P_в) для датчиков с g=0,15% и g=0,25%.

Стабильность до ±0,15% от максимального верхнего предела измерений (P_max) за год.

Влияние рабочего статического давления:

• смещение нуля не превышает 0,04%/1 МПа от P_max и может быть устранено выполнением команды «установка нуля» датчика.

Статическое давление практически не оказывает влияния на калиброванный диапазон измерений.

Напряжение питания от 12 до 42 В (4-20 мА).

Степень защиты оболочки от пыли и воды – IP65.

Группа размещения и группа назначения – 3, в соответствии с ОТТ 08042462.

Группа по безотказности – 2, в соответствии с ОТТ 08042462.

Класс безопасности – 3НУ и 2НУ, в соответствии с ПНАЭ Г-01-011-97.

Средняя наработка датчика на отказ с учетом технического обслуживания составляет 270000 ч.

Материалы деталей, контактирующих с рабочей средой:

• мембраны измерительные, разделительные и другие чувствительные элементы – сплавы 36НХТЮ, 15Х18Н12С4ТЮ, 06ХН28МДТ, тантал, титан ВТ-1-0, титановый сплав;

• фланцы и другие детали, контактирующие с рабочей средой – углеродистая сталь с покрытием, нержавеющие стали и сплавы 12Х18Н10Т, 12Х18Н9Т, 15Х18Н12С4ТЮ, 08Х18Г8Н2Т, 06ХН28МДТ, 10Х17Н13М2Т, ХН65МВ, Н70МВФ, титановый сплав.

Уплотнительные кольца: фторопласт и специальные марки резины.

Межповерочный интервал – 3 года.

Гарантия – 3 года.

Датчики давления «Метран-100» имеют встроенный фильтр радиопомех. Помимо исполнения датчика «Метран-100» с поддержкой коммуникации по HART-протоколу имеется исполнение с обычным аналоговым выходным сигналом, тем не менее «Метран-100» может быть легко, сменой всего одной платы (операция может быть выполнена потребителем), превращен в интеллектуальный с поддержкой HART-протокола. В будущем планируется разработка электронной платы Foundation Fieldbus для «Метран-100».

Перенастройка диапазонов измерений в пределах одной модели датчика – до 25:1.

Погрешность – до ±0,1% от калиброванного диапазона измерений, включая погрешность нелинейности, гистерезис и повторяемость.

Смещение нуля калиброванного диапазона измерений в пределах наибольшего диапазона измерений модели датчика.

Выходной сигнал 4-20 мА с наложенным сигналом HART.

Датчики «Метран-100» совместимы с любыми управляющими устройствами, поддерживающими HART-протокол.

Интеллектуальные датчики давления «Метран», поддерживающие HART-протокол, успешно прошли промышленные испытания на предприятиях ООО «Астраханьгазпром» и ОАО «Сургутгазпром» и в настоящее время эксплуатируются на действующих установках этих и других предприятий, в том числе при измерении давления и расхода сред с высоким содержанием сероводорода (более 30%) при температуре более 80°С.

Результаты годовой эксплуатации датчиков в сложных промышленных условиях открывают широкие возможности для использования новых интеллектуальных датчиков давления на других объектах ОАО «Газпром», а также в других отраслях промышленности для измерения параметров различных рабочих сред, в том числе загрязненных и агрессивных (нефтедобыча и переработка, химия, металлургия и др.).

Таблица 4.1.2 – Сравнение технических характеристик интеллектуальных датчиков давления

Маркировка взрывозащиты – Exia IIСТ5X.

Средний срок службы – не менее 12 лет (не включая автономный источник питания).

Средняя наработка на отказ – 20000 ч.

Гарантия – в течение 18 месяцев со дня ввода в эксплуатацию.