Назначение
Преобразователи температуры измерительные многозонные цифровые ИПТМЦ-22 (далее - преобразователи температуры или ИПТМЦ-22) предназначены для измерений температуры различных сред в процессе проведения термометрического мониторинга, в т.ч. и в составе термопрофилемеров для измерений вертикального распределения температуры водных слоев морской среды и др.
Описание
Принцип действия ИПТМЦ-22 основан на преобразовании температуры, воздействующей на чувствительные элементы первичных преобразователей температуры (датчики температуры), в выходной цифровой сигнал с последующей передачей значений на модуль сопряжения с персональным компьютером (МСИПТ) или иное внешнее устройство с согласованно сконфигурированным интерфейсом (внешние контроллеры, терминалы сбора и передачи данных и т.д.). Сопряжение ИПТМЦ-22 с внешними устройствами (кроме МСИПТ) на физическом и информационном уровнях выполняется по дополнительной документации, разработанной изготовителем по согласованию с потребителем. Внешние устройства должны обеспечивать электропитание ИПТМЦ-22 стабилизированным напряжением 3,3 В постоянного тока, поддерживать асинхронный последовательный интерфейс 9600 8N1 и программный протокол SMAART.
В состав ИПТМЦ-22 входят полупроводниковые датчики температуры с индивидуальной градуировкой, интегрированные в многозонный кабель связи с соединителем (типа LP-20-J09PE или другим, в соответствии с заказом) для подключения к МСИПТ или иному внешнему устройству. Датчики температуры конструктивно выполнены в герметичных неразборных корпусах.
МСИПТ предназначен для согласования интерфейса ИПТМЦ-22 с USB-интерфейсом персонального компьютера (ПК) при помощи специального программного обеспечения и обеспечения электропитанием ИПТМЦ-22. МСИПТ выполнен в металлическом корпусе, на котором установлены соединители (разъемы) для подключения кабеля связи ИПТМЦ-22, кабеля связи с USB-интерфейсом ПК, тумблер включения/выключения и светодиодный индикатор режимов работы. Внутри корпуса МСИПТ размещены микроконтроллер с микропрограммой, размещаемой во встроенной флэш-памяти программ, и элементы, обеспечивающие автономное электропитание ИПТМЦ-22 стабилизированным напряжением постоянного тока.
Преобразователи температуры изготавливаются в шести исполнениях, различающихся типом корпусов датчиков температуры и пределами допускаемой абсолютной погрешности для датчиков температуры, указанными в таблице 2.
Исполнения имеют следующие обозначения:
ИПТМЦ-22-А-Б-К1 - исполнение с датчиками температуры в металлических корпусах, устанавливаемых на кабеле с отводами;
ИПТМЦ-22-А-Б-К2 - исполнение с датчиками температуры в полимерных корпусах;
ИПТМЦ-22-А-Б-К3 - исполнение с датчиками температуры в полимерных корпусах с металлическими теплопроводами;
ИПТМЦ-22-А-Б-К4 - исполнение с датчиками температуры в металлических корпусах;
ИПТМЦ-22-А-Б-К5 - исполнение с датчиками температуры в металлических корпусах с дополнительными уплотнениями;
ИПТМЦ-22-А-Б-ММГ - исполнение с датчиками температуры в металлических корпусах, предназначенное для измерений и мониторинга температуры грунтов, в том числе многолетнемерзлых.
В обозначениях исполнений А - длина кабеля связи в сантиметрах, Б - цифровое обозначение количества датчиков температуры в кабеле (расположение датчиков в кабеле -по согласованию с потребителем).
Фотографии примеров исполнений ИПТМЦ-22 и их обозначения представлены на рисунке 1.
ИПТМЦ-22-20-1-К1
ИПТМЦ-22-300-5-К2 ИПТМЦ-22-6000-32-К3
ИПТМЦ-22-6000-32-К5
ИПТМЦ-22-2500-32-К4, ИПТМЦ-22-2500-32-ММГ
Рисунок 1 - Фотографии исполнений ИПТМЦ-22 и примеры обозначений
Заводской номер ИПТМЦ-22 в виде цифрового обозначения, состоящего из арабских цифр, наносится на оболочку кабеля, способом, принятом на предприятии-изготовителе. Индивидуальный заводской номер каждого датчика температуры в составе многозонного кабеля наносится на наклейку, прикрепляемую непосредственно к корпусу самого датчика.
Конструкция ИПТМЦ-22 не предусматривает нанесения знака поверки на средство измерений.
Фотография общего вида ИПТМЦ-22-300-5-К3 с подключенным МСИПТ и с указанием мест нанесений заводских номеров приведена на рисунке 2.
Цветовая гамма многозонного кабеля связи ИПТМЦ-22 может быть изменена по решению предприятия-изготовителя в одностороннем порядке.
Места нанесения заводских номеров
Рисунок 2 - Общий вид ИПТМЦ-22-300-5-К3 с подключенным МСИПТ и с указанием мест нанесений заводских номеров
Пломбирование ИПТМЦ-22 не предусмотрено.
Область применения ИПТМЦ-22 - гидрометеорология, геокриология и геотехнический мониторинг, геотермия, гляциология и охрана окружающей среды.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) ИПТМЦ-22 состоит из встроенной и автономной частей ПО модуля сопряжения ИПТМЦ-22 с персональным компьютером. Датчики температуры, входящие в состав ИПТМЦ-22, не содержат встроенного изменяемого ПО.
Встроенная часть ПО модуля сопряжения ИПТМЦ-22 осуществляет считывание данных с датчиков температуры и их ретрансляцию на персональный компьютер. Встроенная часть ПО размещается во флэш-памяти программ микроконтроллера МСИПТ и не является метрологически значимой. Метрологически значимой является только автономная часть ПО «Thermo_IPT.exe». Данное ПО является исполняемой программой для персонального компьютера и содержит информацию (в виде отдельных файлов) о коэффициентах индивидуальных характеристик преобразования датчиков, входящих в состав ИПТМЦ-22. При помощи данной программы происходит преобразование выходного информативного параметра датчика в значение измеряемой температуры, а также данное ПО предназначено для отображения результатов измерений и записи принятой МСИПТ информации с помощью персонального компьютера. Пользовательский интерфейс программы позволяет задавать количество отсчетов при измерениях, производить расчет математического ожидания и СКО результатов измерений, сохранять отчет в виде отдельного файла и т.д. Уровень защиты автономной части ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «низкий» в соответствии с рекомендацией по метрологии Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные автономной части ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование программного обеспечения | Thermo_IPT.exe |
| Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | не ниже 1.0 |
| Цифровой идентификатор программного обеспечения | - |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений температуры, °C | от -40 до +50 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности для датчиков температуры ИПТМЦ-22-А-К1, ИПТМЦ-22-А-Б-К2, ИПТМЦ-22-А-Б-К3, ИПТМЦ-22-А-Б-К4, ИПТМЦ-22-А-Б-К5, °С (в зависимости от поддиапазона измерений температуры): - в поддиапазоне от -40 °С до -30 °С не включ. - в поддиапазоне от -30 °С до -10 °С не включ. - в поддиапазоне от -10 °С до -3 °С не включ. - в поддиапазоне от -3 °С до +35 °С включ. - в поддиапазоне св. +35 °С до +50 °С | ±0,3 ±(0,1+0,01-(|t| - 10)) ±0,10 ±0,05 ±0,10 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности для датчиков температуры ИПТМЦ-22-А-Б-ММГ, °С (в зависимости от поддиапазона измерений температуры): - в поддиапазоне от -40 °С до -30 °С не включ. - в поддиапазоне от -30 °С до -10 °С не включ - в поддиапазоне от -10 °С до +50 °С | ±0,3 ±(0,1+0,01-(|t| - 10)) ±0,1 |
| Примечание: |t| - абсолютное значение измеряемой температуры, °С, без учета знака |
Таблица 3 - Технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Количество датчиков температуры в кабеле, шт. | от 1 до 150 |
| Расстояние между датчиками в кабеле, м | в соответствии с заказом |
| Цена единицы наименьшего разряда выходного кода, °С | 0,002 |
| Время проведения единичного измерения (одновременно по всем датчикам), с, не более | 1 |
| Дискретность передачи данных, с, не более | 3 |
| Длина кабеля, м, не более | 300 |
| Диаметр кабеля, мм, не более | 8 |
| Масса 1 м кабеля (без балласта и датчиков), кг, не более | 0,1 |
| Габаритные размеры датчиков не более, мм | 75x24x16 |
| Масса датчика, кг, не более | 0,03 |
| Габаритные размеры МСИПТ, мм | 240x144x55 |
| Масса МСИПТ, г, не более | 800 |
| Напряжение питания постоянного тока, В | от 3,2 до 3,4 |
| Рабочие условия эксплуатации кабеля с датчиками: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, % | от -40 до +50 до 100 |
| Рабочие условия эксплуатации МСИПТ: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность воздуха, %, не более | от +15 до +35 80 |
Таблица 4 - Показатели надежности
| Наименование характеристики | Значение |
| Средняя наработка до отказа, ч, не менее | 80000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 5 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист Руководства по эксплуатации и паспорта типографским способом.
Комплектность
аблица 5 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Преобразователь температуры измерительный многозонный цифровой | ИПТМЦ-22 | 1 шт. |
| Модуль сопряжения с персональным компьютером | МСИПТ | 1 шт.(*) |
| Кабель связи с USB-интерфейсом ПК | - | 1 шт.(*) |
| Накопитель флэш-диск с ПО «Thermo_IPT.exe» | - | 1 шт.(*) |
| Руководство по эксплуатации и паспорт | МРДЛ.416431.011РЭ | 1 экз. |
| Примечание: (*) - поставляется по согласованию с потребителем. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 3 «Использование по назначению» документа МРДЛ.416431.011РЭ «Преобразователь температуры измерительный многозонный цифровой ИПТМЦ-22. Руководство по эксплуатации и паспорт».
Нормативные документы
ГОСТ 25358-2020 Грунты. Метод полевого определения температуры
РД 52.17.925-2023 Руководство по организации и осуществлению государственного фонового мониторинга состояния многолетней мерзлоты на государственной наблюдательной сети
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19.11.2024 г. № 2712 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»
МРДЛ.416431.011ТУ «Преобразователь температуры измерительный многозонный цифровой ИПТМЦ-22. Технические условия»
