Назначение
Датчики давления Кварц-2 (далее - датчики) предназначены для преобразования абсолютного, избыточного давления или разрежения жидкостей и газов в унифицированные токовые выходные сигналы, а также в унифицированный и неунифицированный частотные выходные сигналы. Датчики применяются в различных сферах обороны, безопасности и промышленности.
Описание
Принцип действия датчиков основан на преобразовании измеряемого давления в изменение частоты кварцевого тензочувствительного пьезорезонатора, находящегося в МБК и включенного в схему кварцевого генератора электронного блока. Электронный блок преобразует изменение частоты пьезорезонатора в изменение выходного сигнала токового или частотного.
Датчики состоят из корпуса, в котором размещен манометрический кварцевый блок (МБК), выполненный из кристаллического кварца и электронный блок. В зависимости от исполнения датчики содержат опорный кварцевый резонатор (ОРК), нечувствительный к давлению (в датчиках абсолютного давления), или опорный кварцевый блок (ОБК), чувствительный к атмосферному давлению (в датчиках избыточного давления; разрежения и давления/разрежения). ОРК размещается в электронном блоке, а ОБК - в камере, сообщающейся с атмосферным давлением.
Датчики имеют следующие исполнения:
- по выходному сигналу: токовые унифицированные 0,5 мА (по 3-х проводной линии связи) и 4-20 мА (по 2-х проводной линии); частотные - унифицированный 2000-4000 Гц и неунифицированный 500-3000 Гц (по 3-х проводной линии связи);
- по взрывозащищенности: не взрывозащищенные и взрывозащищенные с видом «OexiallCT5 X» по ГОСТ 12.2.020-76;
по коррозионностойкости: коррозионностойкое исполнение (с мембранным разделителем)и некоррозионностойкое.
По устойчивости к климатическим воздействиям датчики имеют исполнение УХЛ категории размещения 3.1 по ГОСТ 15150-69 (исполнение СЗ по ГОСТ 12997-84), но для работы
- при температуре от минус 50 °C до плюс 50 °C по ГОСТ 15150-69 в условиях отсутствия конденсированной влаги;
Степень защиты от воздействия пыли и влаги IP-54 по ГОСТ 14254-80.
Датчики относятся к группе ИНК вида 2 по ГОСТ 27.003-90 (к восстанавливаемым, ремонтируемым изделиям непрерывного длительного применения).
Датчики имеют модификации, отличающиеся по виду измеряемого давления, виду выходного сигнала, исполнению по взрывозащите, по коррозионной стойкости, пределам и погрешностям измерений. Пример обозначения датчика взрывозащищенного и коррозионностойкости исполнения с пределом измерений 4,0 МПа, токовым выходным сигналом от 4 до 20 мА и пределами допускаемой основной погрешности измерений ±0,15 %: КВАРЦ-2А42.В2.040.15 с пределом измерений 4,0 МПа по УАТМ 406233.001ТУ.
По устойчивости к механическим воздействиям датчики соответствуют виброустойчивому исполнению F3 по ГОСТ 12997-84.
Датчики устойчивы к воздействию магнитных полей постоянного и переменного тока с частотой 50 Гц и напряженностью 400 А/м.
Технические характеристики
Нижний предел измерений датчиков всех исполнений по давлению, МПа................0.
Верхние пределы измерений для датчиков, МПа:
абсолютного давления...0,06; 0,1; 0,16; 0,4; 0,25; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0; 40,0;
60,0; 100,0;
избыточного давления...0,06; 0,1; 0,16; 0,4; 0,25; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0; 40,0;
60,0; 100,0;
разрежения.................................. ...минус 0,04; минус 0,06; минус 0,1;
избыточного давления-разрежения.....................................................± 0,04; ± 0,06; ± 0,1.
Номинальная статическая характеристика датчиков в зависимости от исполнения соответствует таблице 1.
Таблица 1
| Исполнение по выходному сигналу | Номинальная статическая характеристика |
| Унифицированные выходные сигналы | Р = К(У-Уо) |
| Неунифицированный частотный сигнал | Р = (А(У-Уо)+В(У-Уо)2+С(У-Уо)3)К1 |
где
У о - выходной сигнал при нижнем пределе давления;
У - текущее значение выходного сигнала;
Р - измеряемое давление;
К, Ki, А, В, С - коэффициенты, указанные в техническом паспорте на датчик.
Датчики исполнений с унифицированными выходными сигналами имеют регулировку диапазона изменения выходного сигнала и обеспечивают настройку на верхний предел измерений в соответствии с таблицей 2.
Таблица 2
| Диапазон измерений, МПа |
| от 0 до 0,16 | от 0 до 0,6 | от 0 до 1,6 | от 0 до 6,0 | от 0 до16 | от 0 до100 |
| Устанавливае-мый верхний предел измерений, МПа | 0,06 | 0,25 | 0,6 | 0,25 | 6,0 | 25 |
| ОД | 0,4 | 1,0 | 4,0 | 10 | 40 |
| 0,16 | 0,6 | 1,6 | 6,0 | 16 | 60 |
| 100 |
Датчики исполнений с неунифицированными частотными выходными сигналами имеют переключатели, устанавливающие значение коэффициента К], равным 1, 2 или 4.
Сопротивление и емкость нагрузки, а так же тип линии связи в зависимости от исполнения по выходному сигналу и взрывозащищенности указаны в таблице 3.
Таблица 3
| Исполнение (выходной сигнал, взрывозащищенность) | Сопротивление нагрузки RH, емкость нагрузки Сн | Тип линии связи |
| от 0 до 5 мА, невзрывозащищенное | RH < 2,5 кОм | Трехпроводная |
| от 0 до 5 мА, взрывозащищенное | RH < 1,8 кОм |
| от 4 до 20 мА, невзрывозащищенное от 4 до 20 мА, взрывозащищенное | RH < 1,0 кОм | Двухпроводная |
| Частотные сигналы, невзрывозащищенное | RH > 5,0 кОм; Сн < 22 нФ | Трехпроводная |
| Частотные сигналы, невзрывозащищенное | RH > 5,0 кОм; Сн < 22 нФ |
Примечание - в таблице 3 для исполнений датчиков с токовыми выходными сигналами значения RH включают также сопротивление барьера искрозащиты.
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности к диапазону измерений, %:
- при частотном неунифицированном сигнале.....................± 0,06; ± 0,1; ± 0,15; ± 0,25;
- при токовом или частотном унифицированном сигнале................± 0,1; ± 0,15; ± 0,25.
Вариация выходного сигнала не должна превышать величины основной погрешности.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры окружающей среды в рабочем диапазоне температур на каждые 10 °C находятся в пределах допускаемой основной погрешности.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности датчиков, вызванные воздействием вибрации с параметрами, соответствующими виброустойчивому исполнению F3 по ГОСТ 12997-84, составляют ± 0,1 % от диапазона изменения выходного сигнала.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности датчиков, вызванные воздействием внешнего переменного магнитного поля частотой 50 Гц и напряженностью 400 А/м или внешнего магнитного поля напряженностью 400 А/м ±0,1 % от диапазона изменения выходного сигнала.
Электрическое питание датчиков невзрывозащищенного исполнения однополярное и осуществляется от источника постоянного тока напряжением Un>B:
10<Un<36, за исключением датчиков исполнений с токовыми выходными сигналами, для которых напряжение питания Un, В:
(Rh-Ux+I 0) < Un < 36,
где Imax=5 мА для исполнений с выходным сигналом от 0 до 5 мА;
Imax=20 мА для исполнений с выходным сигналом от 4 до 20 мА.
Электрическое питание датчиков взрывозащищенного исполнения осуществляется от источника питания, к которому датчики должны подключаться:
- непосредственно к искробезопасному входу источника питания постоянного тока, если источник питания имеет вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» (ia);
- через барьер искрозащиты, имеющий уровень взрывозащиты (ia) для взрывоопасных
смесей группы ПС, если источник невзрывозащищенного исполнения. Потребляемая мощность ВА, не более
Средняя наработка на отказ с учетом технического обслуживания, ч.................50000.
Средний срок работы датчиков, эксплуатируемых при измерении параметров, лет, не менее:
- неагрессивных химических сред
- химически агрессивных сред
Масса датчиков, кг не более: - некоррозионностойкое исполнение
- коррозионное исполнение........
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации датчика.
Комплектность
В комплектность входят: датчик давления Кварц-2 (исполнение в соответствии с заказом), шайба уплотнительная, комплект эксплуатационной документации.
Поверка
Поверка датчиков осуществляется в соответствии с разделом 16 руководства по эксплуатации УАТМ 406233.001РЭ и согласованного начальником ГЦИ СИ «Воентест» 32 ГНИИИ МО РФ.
Средства поверки: манометр образцовый абсолютного давления МПА-15 (ТУ 50-62-83), манометр грузопоршневой МП-0,4 (класс точности 0,2), манометр грузопоршневой МП-2,5 (класс точности 0,02 и 0,05), манометры избыточного давления грузопоршневые МП-6 (ТУ 4212-001-29053968-97), МП-60 (ТУ 4212-001-29053968-97), МП-600 (ТУ 4212-001-29053968-97), катушка электрического сопротивления Р331 (ТУ 25-04,3368-78), частотомер электронносчетный 43-34 (пределы допускаемой погрешности измерений ± Ю’7), вольтметр цифровой Щ1516 (ТУ 25-04.2487-75).
Межповерочный интервал 1 год.
Нормативные документы
ГОСТ 12997-84. «Изделия ГСП. Общие технические условия».
ГОСТ 22520-85. «Преобразователи измерительные с электрическими унифицированными аналоговыми выходными сигналами».
УАТМ 406233.001ТУ «Датчик давления Кварц-2. Технические условия».
ГОСТ 12.2.020-76. ССБТ. «Электрооборудование взрывозащищенное. Термины и определения».
ГОСТ 15150-69. «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнение для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды».
ГОСТ 14254-96 «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками».
ГОСТ 27.003-90 «Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности».
Заключение
Тип датчиков давления Кварц-2 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.
