Назначение
Датчики давления РКДДИ (далее по тексту - датчики) предназначены для измерений избыточного давления жидкостей и газов и преобразований его в цифровой сигнал с последующей передачей данных по беспроводному интерфейсу на устройство отображения.
Описание
Принцип действия датчика давления основан на преобразовании упругой деформации чувствительного элемента, выполненного в виде мембраны с нанесенной на нее полномостовой тензорезистивной схемы, в изменение сопротивления тензорезисторов приведенной схемы. Выходное напряжение тензометрического моста изменяется пропорционально приложенному к мембране давлению и пересчитывается в значение давления, с использованием введенной в строенную память градуировочной характеристики. Оцифрованное значение величины давления передается по беспроводному интерфейсу NB-IoT, LoRaWAN или по другим беспроводным интерфейсам на устройство отображения.
Конструктивно датчики могут быть выполнены в виде единого моноблока, состоящего из цилиндрического корпуса из механически стойкого пластика и металлического штуцера с резьбой, выполненного из нержавеющей стали, с установленным первичным преобразователем давления (керамическим или металлическим маслонаполненным сенсором) или из двух частей, соединенных гидрометрическим кабелем. Керамический сенсор обладает низкой чувствительностью и используется для датчиков с верхним пределом измерений (далее по тексту - ВПИ) от 0,2 МПа и выше. Металлический маслонаполненный сенсор более чувствителен, используется для датчиков с более широким диапазоном измерений, ВПИ от 0,01 МПа и выше. Датчики с металлическим маслонаполненным сенсором имеют меньшую дополнительную температурную погрешность во всем температурном диапазоне благодаря наличию термокомпенсации и обладают линейной зависимостью погрешности от температуры.
Корпус датчиков может изготавливаться из других видов материалов и цветов по заказу заказчика. Внутри корпуса датчика размещается электронная плата обработки и преобразования сигналов, радиомодуль и плата или элемент питания. Чувствительным элементом датчика является металлический или керамический тензорезистивный сенсор.
Все датчики имеют встроенную или внешнюю антенну, а также возможность подключения дополнительных внешних преобразователей, дающих справочную информацию.
Датчики выпускаются в пяти модификациях M0, G0, My, Gy, Пу отличающихся конструктивом и типом присоединительного штуцера:
- модификация M0 это датчики моноблочные, состоящие из цилиндрического корпуса и металлического штуцера с резьбой М20х1,5;
- модификация G0 это датчики моноблочные, состоящего из цилиндрического корпуса и металлического штуцера с резьбой G Ц;
- модификация My это датчики с разнесенным корпусом, состоящие из корпуса датчика и штуцера, соединенных гидрометрическим кабелем, с резьбой металлического штуцера М20х1,5;
- модификация Gy это датчики с разнесенным корпусом, состоящие из корпуса датчика и корпуса штуцера, соединенных гидрометрическим кабелем, с резьбой металлического штуцера G Ц;
- модификация Пу это датчики с разнесенным корпусом, состоящие из корпуса датчика и погружного сенсора, соединенных гидрометрическим кабелем.
Датчики могут иметь множество исполнений, отличающиеся верхним пределом измерений давления, типом сенсора, типом антенны, питанием, типом беспроводного интерфейса, возможностью подключения дополнительных внешних преобразователей и пределами допускаемой основной приведенной к ВПИ давления погрешности.
Структура условного обозначения исполнений датчиков, выполняющаяся в виде буквенно-цифрового кода, приведена на рисунке 1.
Пломбирование корпуса датчиков от несанкционированного доступа не предусмотрено. Конструкция обеспечивает ограничение доступа к частям датчика, несущим первичную измерительную информацию, и местам настройки (регулировки). Нанесение знака поверки на датчик не предусмотрено.
Заводской номер имеет цифровой формат и наносится методом износостойкой наклейки. Основная идентификационная табличка наносится на цилиндрический корпус датчика, а дублирующая - на неразборный корпус штуцера датчика давления, обеспечивающие идентификацию каждого экземпляра датчика при поверке, возможность прочтения и сохранность номера в процессе эксплуатации.
РКДДИ - ХХХ Х - ХХ - Х - ХХХ - ХХ - ХХХ (ХХХ)
________________________________________________________________I I__________________________________________________I I__________________________________________________I I__________________________________________________I I___________________________________________________I I__________________________________________________I I___________________________________________________I I___________________________________________________I I________________________________________________________
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Рисунок 1 - Структура условного обозначения
Таблица 1 - Расшифровка структуры условного обозначения исполнений датчиков
| Позиция | Значение | Описание |
| 1 | 2 | 3 |
| 1 | РКДДИ | - обозначение типа |
| 2 | 0,01; 0,02; 0,035; 0,07; 0,1; 0,16; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 10,0; 16,0; 20,0; 25,0; 40,0 | - верхний предел измерений (ВПИ), МПа |
| 3 | К М | Тип сенсора: - керамический сенсор - металлический сенсор |
Продолжение таблицы 1
| 1 | 2 | 3 |
| 4 | М0 GO МУ GУ ПУ | Тип присоединительного штуцера и конструктив: - штуцер М20*1,5, единый корпус (моноблок) - штуцер G /, единый корпус (моноблок) - штуцер М20*1,5, разнесенный корпус датчика и штуцера на у, м - штуцер G /, разнесенный корпус датчика и штуцера на у, м - погружной сенсор, разнесенный корпус датчика и штуцера на у, м |
| 5 | 0 1 2 3 4 | Подключение дополнительных внешних преобразователей: - преобразователь отсутствует - преобразователь температуры - импульсный преобразователь (импульсный вход) - импульсный преобразователь и преобразователь температуры - два импульсных преобразователя |
| 6 | 0 АО Ах AS х | Тип антенны: - внутренняя антенна - внешняя стандартная антенна (длина кабеля не менее 2,5 м) - внешняя антенна с длиной кабеля не менее x (х=3... 15 м) - внешняя антенна с длиной кабеля не менее x, с разъемом SMA(F) (х=3.15 м) |
| 7 | 0 ВП | Питание: - заменяемая литиевая батарея (с проводными выводами) -внешнее питание от сети постоянного тока напряжением от 4 до 16 В |
| 8 | NB G LRW LTE BT WF RF | Тип беспроводного интерфейса: - NB-IoT - GPRS - LoRaWAN - LTE; - Bluetooth; - Wi-Fi - Радиоканал |
| 9 | (1.5) (1.0) (0.5) (0.25) | Погрешность: - 1,50 % к ВПИ - 1,00 % к ВПИ - 0,50 % к ВПИ - 0,25 % к ВПИ |
Общий вид идентификационных табличек с указанием места нанесения заводского номера и знака утверждения типа представлен на рисунке 2.
Дублирующая идентификационная табличка
Основная идентификационная табличка
Рисунок 2 - Общий вид основной и дублирующей идентификационной таблички с указанием места нанесения заводского номера и знака утверждения типа
Датчик РКДДИ-l.OM-MO-O-O-O-NB (0.25) Датчик РКДДИ-1.0М-М2-0-0-0-КВ (0.25)
дублирующей идентификационной таблички
Место нанесения
Датчик РКДДИ-0.16М-П2-0-0-0-КВ (0.5) Датчик РКДДИ-l.OK-MO-O-AO-O-NB (0.5)
Рисунок 3 - Внешний вид датчиков РКДДИ с указанием мест нанесения основных и дублирующих идентификационных табличек
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) датчиков состоит из встроенного и автономного ПО. Встроенное, метрологически значимое, ПО записывается во внутреннею память датчика на предприятии-изготовителе во время производственного цикла и предназначено для обработки и передачи результатов измерений на систему верхнего уровня. ПО недоступно пользователю, не может быть изменено через какой-либо интерфейс и не подлежит изменению на протяжении всего времени функционирования датчика.
Уровень защиты встроенного ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные встроенного ПО приведены в таблице 2.
Автономное ПО с метрологически значимой частью предназначено для взаимодействия с датчиками давления. Программирование и чтение результатов измерений выполняются с использованием интерфейса UART, расположенного на плате датчика и обеспечивающему передачу цифровых данных, может быть использовано для отображение результатов измерений, а также предназначено для проведения первичных и периодических поверок датчиков.
Уровень защиты автономного ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные автономного ПО приведены в таблице 3.
Таблица 2 - Идентификационные данные встроенного ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | RKDDI.hex |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО, не ниже | 4.71 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | AC152F5A |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC32 |
Таблица 3 - Идентификационные данные автономного ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | СПО-РКДДИ |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО, не ниже | 1.0 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | 51D32566 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | CRC32 |
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики датчики приведены в таблице 4 и 5 соответственно.
Таблица 4 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение | Примечание |
| 1 | 2 | 3 |
| Диапазон измерений давления, МПа | от 0 до ВПИ | 0 - нижний предел измерений ВПИ - верхний предел измерений |
| Значения ВПИ, МПа | 0,01; 0,02; 0,035, 0,07; 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0; 40,0; | - металлический сенсор |
| 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 10,0; 20,0; 40,0 | - керамический сенсор |
Продолжение таблицы 4
| 1 | 2 | 3 |
| Пределы допускаемой основной приведенной к ВПИ погрешности измерений давления при нормальных условиях эксплуатации, % | ±1,50 ±1,00 ±0,50 ±0,25 | |
| Пределы допускаемой дополнительной приведенной к ВПИ погрешности измерений давления, вызванной изменением температуры окружающей среды на каждые 10 °С от нормальных условий эксплуатации, % | ±0,1 | - металлический сенсор |
| ±0,2 | - керамический сенсор |
Таблица 5 - Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| 1 | 2 |
| Напряжение питания (постоянное), В - датчик с питанием от батареи - датчик с внешним питанием | от 3,1 до 3,8 от 4 до 16 |
| Длина соединительного гидрометрического кабеля для датчика разнесенного типа, м | от 1 до 60 |
| Габаритные размеры датчиков моноблочного исполнения (без учета кабелей), мм, не более: - высота - ширина - длина | 225 50 85 |
| Габаритные размеры датчиков с разнесенными корпусами (без учета кабелей, штуцера/погружного сенсора), мм, не более: - высота - ширина - длина | 215 50 85 |
| Г абаритные размеры штуцера и погружного сенсора датчиков с разнесенными корпусами (без учета кабелей), мм, не более: - датчик разнесенного типа (корпус штуцера) - длина - диаметр - датчик разнесенного типа (корпус погружного сенсора) - длина - диаметр | 106 52 96 27 |
| Масса, кг, не более: - датчик моноблочного исполнения - датчик с разнесенными корпусами (корпус датчика) - датчик с разнесенными корпусами (корпус штуцера) - датчик с разнесенными корпусами (корпус погружного сенсора) | 0,45 0,28 0,3 0,1 |
Продолжение таблицы 5
| 1 | 2 |
| Нормальные условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - атмосферное давление, кПа - относительная влажность воздуха, % | от +15 до +25 от 84,0 до 106,7 от 30 до 85 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха (при окружающей температуре +25 °C), %, не более - атмосферное давление, кПа | от -20 до +85 98 от 84 до 106,7 |
| Степень защиты оболочки по ГОСТ 14254-2015: - датчик моноблочного исполнения - датчик с разнесенными корпусами (корпус датчика) - датчик с разнесенными корпусами (корпус штуцера/ погружного сенсора) | IP66 IP66 IP68 |
Таблица 6 - Показатели надежности
| Наименование характеристики | Значение |
| Средняя наработка до отказа, ч | 60 000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 10 |
Знак утверждения типа
наносится типографским способом в виде наклейки на корпус датчика, в соответствии с рисунком 1, а также на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорта типографским способом.
Комплектность
Таблица 7 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Датчик давления | РКДДИ* | 1 шт. |
| Прокладка | Для датчиков со штуцерами | 1 шт. |
| Паспорт | ПТБР.406233.001ПС | 1 экз. |
| Руководство по эксплуатации | ПТБР.406233.001РЭ | по запросу |
| Упаковочная тара | - | 1 шт. |
| РКДДИ* - обозначение типа средства измерений, модификация и исполнение в соответствии с заказом. |
Сведения о методах измерений
приведены в соответствующих пунктах документа: «Датчики давления РКДДИ. Руководство по эксплуатации ПТБР.406233.001РЭ».
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2022 г. № 2653 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»;
ТУ 26.51.52-001-83778719-2024 (ПТБР.406233.001ТУ) «Датчики давления РКДДИ. Технические условия».
