Назначение
Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом УТП, УТС, УТП Exi, УТС E\i, УТП E\d, УТС Ехс! (далее - ТПУ) предназначены для измерения температуры
жидких, газообразных и сыпучих неагрессивных, а также агрессивных сред, не разрушающих защитный корпус ТПУ, в том числе во взрывоопасных зонах, где возможно образование взрывоопасных смесей категории взрывоопасности ПС и групп взрывоопасности Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6 по ГОСТ 30852.0-2002.
Описание
ТПУ представляет собой первичный преобразователь температуры (ПП) с вмонтированным непосредственно в его клеммной головке измерительным преобразователем (ИП).
Принцип действия ТПУ зависит от применяемого ПП:
- для моделей УТС (Exi, Exd) он основан на зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента ПП от температуры;
- для моделей УТП (Exi, Exd) он основан на зависимости выходной термоэлектродвижущей силы чувствительного элемента (термопары) от температуры спая и материалов термопары. Далее выходной сигнал от ПП (термоэлектродвижущая сила или электрическое сопротивление) непрерывно преобразуется ИП в унифицированный токовый сигнал пропорциональный измеренной температуре.
В ТПУ используют ИП по ТУ 4211-033-39375199-10 с гальванической связью между входными и выходными цепями и обеспечивающие:
- линейную зависимость выходного тока от измеряемой температуры;
- компенсацию температуры «холодного спая» термопар.
Общепромышленные погружаемые ТПУ имеют модели УТП 104; УТС 104; УТП 106; УТС 106; УТП 108; УТС 108; УТП 109; УТС 109; УТП 204; УТП 206; УТП 232.
Взрывозащищенные погружаемые ТПУ с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь i» по ГОСТ 30852.10-2002 имеют модели УТП 104Ех^ УТС 104Ех^ УТП 106Ем; УТС 106Ем; УТП 108Ех^ УТС 108Ех^ УТП 109Ем; УТС 109Ем; УТП 204Ех1; УТП 206Ем; УТП 232Ехй
Взрывозащищенные погружаемые ТПУ с видом взрывозащиты «взрывонепроницае-мая оболочка» по ГОСТ 30852.1-2002 имеют модели УТП 104Ехд; УТС 104Ехд; УТП 106Ехд; УТС 106Ехд; УТП 108Ехд; УТС 108Ехд; УТП 109Ехд; УТС 109Ехд; УТП 204Ехд; УТП 206Ехд; УТП 232ЕхТ
Модели ТПУ имеют исполнения, отличающиеся друг от друга по диапазону измеряемых температур, по типу чувствительных элементов (далее - ЧЭ), по конструкции клеммной головки, по материалу защитного корпуса, по диаметру защитной арматуры, по конструкции кабельных вводов и установочных элементов.
ЧЭ для УТС выполнены из медного либо платинового микропровода, либо на основе напыленного платинового терморезистора, а для УТП - из термопарного кабеля с НСХ типов «К», «L», «N» по ГОСТ Р 8.585-2001.
Установочные элементы для крепления ТПУ представляют собой либо штуцер с резьбой М20х1,5, М27х2, М33х2, К %, К 1, К %, G % (подвижный, неподвижный), либо неподвижный фланец.
Защитная арматура ТПУ выполнена на основе нержавеющих или жаропрочных сталей. Она с одного конца либо завальцована, либо имеет приварное дно, а с другого её конца
установлена клеммная головка. У моделей ТПУ модификаций 232 защитная арматура имеет керамическую погружную часть.
Диаметр защитной арматуры от 6 до 20 мм. Диаметр керамической части защитной арматуры - 12 мм. Клеммная головка выполнена из алюминиевого сплава.
ИП выполнен в виде отдельного блока и установлен в клеммной головке. ИП имеет клеммы для подключения первичного преобразователя и клеммы для подключения источника питания и нагрузки.
УТП, УТС общепромышленного назначения
Рисунок 1 - Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом
Рисунок 3 - Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом
Рисунок 2 - Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом УТП Exd, УТС Exd взрывозащищенного исполнения
УТП Ех^ УТС Ехi взрывозащищенного исполнения
Технические характеристики
Метрологические характеристики ТПУ, в зависимости от исполнений, соответствуют значениям, приведенным в таблице 1.
Таблица 1
| Тип ТПУ | Условное обозначение НСХ первичного преобразователя температурь/ ) | Диапазон измерений температуры, °С | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности ИП |
| % | в интервале температур, °С |
| УТС УТС Exi УТС Exd | 100М | от минус 50 до плюс 50 | ±0,25 | во всех диапазонах |
| от 0 до плюс 100 |
| от 0 до плюс 150 |
| от 0 до плюс 180 |
| 100П Pt100 | от минус 50 до плюс 50 |
| от 0 до плюс 100 |
| от 0 до плюс 200 |
| от 0 до плюс 300 |
| от 0 до плюс 400 |
| от 0 до плюс 500 |
| УТП УТП Exi УТП Exd | К | от 0 до плюс 300 | ±0,5 | от 0 до плюс 300 |
| от 0 до плюс 500 | ±0,5 | св.плюс 150 до плюс 500 |
| ±1,0 | от 0 до плюс 150 |
| от 0 до плюс 600 | ±0,5 | св.плюс 150 до плюс 600 |
| ±1,0 | от 0 до плюс 150 |
| от 0 до плюс 900 | ±0,5 | св.плюс 600 до плюс 900 |
| ±1,0 | от 0 до плюс 600 |
| от 0 до плюс 1000 | ±0,5 | св.плюс 500 до плюс 1000 |
| ±1,0 | от 0 до плюс 500 |
| от 0 до плюс 1200 | ±1,0 | св.плюс 500 до плюс 1200 |
| ±2,0 | от 0 до плюс 500 |
| L | от 0 до плюс 400 | ±0,5 | св.плюс 200 до плюс 400 |
| ±[0,5+(200-t(**))/25] | от 0 до плюс 200 |
| от 0 до плюс 600 | ±0,25 | св. плюс 300 до плюс 600 |
| ±[0,25+(300-t)/45] | от 0 до плюс 300 |
| от 0 до плюс 800 | ±0,25 | св. плюс 300 до плюс 800 |
| ±[0,25+(300-t)/50] | от 0 до плюс 300 |
| N | от 0 до плюс 1200 | ±0,5 | св.плюс 400 до плюс 1200 |
| ±[0,5+(400-t)/80] | от 0 до плюс 400 |
| (*) - типы НСХ первичных преобразователей температуры по ГОСТ 6651-2009 и ГОСТ Р 8.585-2001. ( ) - t - измеряемая температура |
Пределы допускаемой дополнительной погрешности ИП, вызванной изменением температуры окружающего воздуха, на каждые 10 °С изменения температуры:
- от минус 50 до минус 10 °С - не более предела допускаемой основной погрешности;
- св. минус 10 до плюс 70 °С - не более 0,5 предела допускаемой основной
погрешности.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной воздействием постоянных магнитных полей или переменных полей сетевой частоты напряженностью до 400 А/м, не превышают 0,5 предела допускаемой основной погрешности.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности ИП, вызванной изменением температуры «холодного спая» термопары ТПУ в пределах диапазона рабочих температур, не превышает 0,5 предела допускаемой основной погрешности.
Электрическое сопротивление изоляции ТПУ между клеммами цепи питания и защитной арматурой при температуре 25 °С и относительной влажности не более 80 %, МОм, не менее 20
Пределы допускаемой суммарной погрешности ТПУ (U^, °С) для любой измеренной температуры рассчитываются по формуле
U £ = ±VUnn2 + Uun2 ,
где: Unn - предел допускаемого отклонения от НСХ ПП при измеренной температуре, °С;
Uun - предел допускаемой погрешности ИП в диапазоне измерения температур, °С.
Питание ТПУ исполнений УТП, УТС, УТП Exd, УТС Exd осуществляется от источника постоянного тока напряжением от 12 до 36 В с допускаемым отклонением ±2%.
Питание ТПУ исполнений УТП Exi, УТС Exi осуществляется от искробезопасных источников постоянного тока или от источников постоянного тока общепромышленного исполнения, но через барьеры искрозащиты, напряжением 24 В с допускаемым отклонением ±2%. Параметры искробезопасной цепи должны соответствовать значениям:
- максимальное входное напряжение Ui - 24 В;
- максимальный входной ток Ii - 120 мА;
- максимальная входная мощность Pi - 0,75 Вт.
Мощность, потребляемая ТПУ исполнений УТП, УТС, УТП Exd, УТС Exd, Вт, не более 0,8.
Мощность, потребляемая ТПУ исполнений УТП Exi, УТС Exi, Вт, не более 0,75.
Выходной сигнал (по ГОСТ 26.011-80):
- постоянный ток, изменяющийся в пределаx от 4 до 20 мА.
Вид климатического исполнения термопреобразователей С2 по ГОСТ Р 52931-2008, но для работы при температуре окружающего воздуxа от минус 50 до плюс 70 °С.
Степень защиты ТПУ от проникновения внутрь воды и пыли соответствует исполнению IP 65 по ГОСТ 14254-96.
Время установления рабочего режима (предварительный прогрев), мин, не более......15
Время установления выкодного сигнала (время, в течение которого выкодной сигнал вxодит в зону предела допускаемой основной погрешности), мин, не более 30
Длина монтажной части, мм от 60 до 3150
Масса ТПУ, кг от 0,4 до 3,0
В исполненияx УТС, УТС Exi, УТС Exd внутреннее соединение ИП и ПП выполнено по треxпроводной сxеме.
Крепежные элементы, в исполненияx УТП Exd, УТС Exd, крепящие детали оболочки, кабельные вводы, токоведущие и заземляющие зажимы предоxранены от самоотвинчивания применением контргаек и стопорныx устройств.
В исполненияx УТП Exd, УТС Exd, УТП Exi, УТС Exi предусмотрены элементы для пломбирования крышек клеммныx головок.
ТПУ исполнений УТП Exi, УТС Exi имеют «особовзрывобезопасный» уровень взрывозащиты по ГОСТ 30852.0-2002, обеспечиваемый видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь i» по ГОСТ 30852.10-20029, температурный класс Т6 и маркировку взрывозащиты «ExiаПСТбХ».
ТПУ исполнений УТП Exd, УТС Exd имеют «взрывобезопасный» уровень взрывозащиты по ГОСТ 30852.0-2002, обеспечиваемый видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» по ГОСТ 30852.1-2002, температурный класс Т6 и маркировку взрывозащиты «1ЕхапСТбХ>.
Средняя наработка до отказа, ч, не менее 15000
(кроме ТПУ с керамическими чехлами и для температур от 1100 до 1200 °С).
Средний срок службы, лет, не менее б
(кроме ТПУ с керамическими чехлами и для температур от 1100 до 1200 °С).
Примечание - все показатели надежности нормируются для номинальной температуры применения - наиболее вероятной температуре эксплуатации. Как правило, ее принимают за 0,75 от верхнего предела рабочего диапазона температур. При указанных выше температурах имеет место понятие - ТП кратковременного применения, а именно до 100 часов. За это время НСХ термопары не должна измениться больше чем на 1%.
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист (в правом верхнем углу) паспорта и руководства по эксплуатации типографским способом, а также на этикетку, прикрепленную к ТПУ.
Комплектность
Термопреобразователь ТПУ - 1 шт.
Руководство по эксплуатации ДСВ 030-10 РЭ (со свидетельством о приемке) - 1 экз.
Поверка
осуществляется по документу МП 47757-11, приведенному в разделах 14, 15 Руководства по эксплуатации ДСВ 030-10 РЭ, утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» 12.05.2011 г.
Основные средства поверки:
- Установка для испытания электрической прочности изоляции ВМН 0б.00.000 250 В; ПГ ±10 В;
- Мегаомметр электронный Ф4102/1-1М (0-2000) МОм; класс точности 1,5;
- Калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2б0L [(-10) -100] мВ, ПГ ± 0,00б мВ; (0 - 25) мА, ПГ ± 0,001 мА; (0 - 180) Ом, ПГ ±0,015 Ом; (180-320) Ом, ПГ ±0,025 Ом;
- Термостат переливной прецизионный ТПП-1.1 [(-40)-100] °С, нестабильность
±(0,004-0,01) °С.
- Термостат жидкостной «ТЕРМОТЕСТ-300» (100-300) °С, нестабильность ±0,01 °С;
- Термометр сопротивления эталонный ЭТС-100 [(-19б)-бб0]°С, ПГ± (0,02-0,15)°С, 3 разряд;
- Прецизионный измеритель-регулятор температуры МИТ 8.10 [(-200)-500] °С, ПГ ± (0,0035 - 0,0085) °С; (0-1500) Ом, ПГ ± (0,0005 - 0,018) Ом;
- Преобразователь термоэлектрический эталонный ТППО-1000 (300-1200) °С, ПГ ±(0,5-0,9) °С, 2 разряд;
- Милливольтметр В2-99 [(-300)-300] мВ, ПГ ± (0,00б- 0,02) мВ;
- Печь МТП-2МР-50-500 (100-1200) °С; 0,8 °С /см, ±0,1 °С /мин.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке или на паспорт термопреобразователя.
Сведения о методах измерений
приведены в соответствующих разделах Руководства по эксплуатации ДСВ 030-10 РЭ.
Нормативные документы
ТУ 4211-034-39375199-10 Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом;
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.
ГОСТ 30232-94 Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом. Общие технические требования.
ГОСТ 13384-93 Преобразователи измерительные для термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний.
ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.
ГОСТ 26.011-80 Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные.
ГОСТ Р 8.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
