Назначение
Уровнемеры-сигнализаторы ультразвуковые УУС-... (далее - уровнемеры) предназначены для оперативного измерения уровня (расстояния до поверхности) веществ и материалов (далее по тексту - продукт), которые находятся в стационарных резервуарах, технологических аппаратах и железнодорожных цистернах (далее по тексту - резервуары), а именно:
- звукопрозрачных жидкостей (светлые нефтепродукты, сжиженный углеводородный газ, масла, спирты, растворители, вода и тому подобное), в том числе, опасных жидких химических веществ (сжиженный аммиак, сжиженный хлор, кислоты, щелочи и тому подобное);
- жидкостей с пониженной звукопрозрачностью и незвукопрозрачных жидкостей (жидкости со значительным содержанием взвешенных твердых частиц или пузырьков газа и тому подобное);
- сыпучих и кусковых материалов, а также для сигнализации достижения граничных (заданных) уровней заполнения резервуаров.
Уровнемеры применяются для контроля технологических процессов в разных отраслях, а также во время приема/отпуска продукции при выполнении коммерческих и налоговых операций и внутреннего учета.
Описание
Принцип действия уровнемеров основан на локации отражающей поверхности с помощью ультразвука. Локация, в зависимости от особенностей объекта и конструкции электроакустических преобразователей, проводится:
- через толщу жидкости бесконтактным методом сквозь дно резервуаров или специальных патрубков, которые врезаются в резервуар (уровнемеры УУС-00 и одного из исполнений УУС-01). По результатам локации определяется граница раздела жидкости и газо-воздушной среды или двух несмешиваемых жидкостей с различной плотностью;
- через толщу жидкости контактным методом при погружении преобразователей в резервуары (уровнемеры одного из исполнений УУС-01). По результатам локации определяется граница раздела жидкости и газо-воздушной среды;
- через толщу жидкости бесконтактным методом сквозь стенку специальных патрубков, которые врезаются в резервуары (уровнемеры У У С-00) или контактным методом при погружении преобразователей в резервуары (уровнемеры одного из исполнений УУС-01). По результатам локации определяется уровень подтоварной воды;
- через газо-воздушную среду при установке преобразователей на верхних штуцерах резервуаров (уровнемеры УУС-06). По результатам локации определяется граница раздела газо-воздушной среды и жидкости или газо-воздушной среды и сыпучего (кускового) материала;
- с помощью стержневых преобразователей (уровнемеры УУС-03). По результатам локации определяется наличие жидкости на торце металлического стержня (звуковода) или возле специальных меток, нанесенных на звуковод.
Уровнемеры осуществляют измерение времени между излучением и приходом акустических сигналов от отражающей поверхности и вычисление уровня (расстояния) с учетом значения скорости распространения звука, введенного в память уровнемеров или измеренного одним из акустических каналов уровнемеров методом локации отражателя (специального маркера), расположенного на известном расстоянии.
Уровнемеры состоят из следующих основных частей:
- электроакустический преобразователь П, который предназначен для излучения сигналов заданной частоты и длительности и приема отраженных сигналов (эхо-сигналов). Основным элементом преобразователя П является пьезокерамический элемент, который осуществляет преобразование электрических колебаний (радиоимпульсов) в акустические колебания (при излучении сигналов) и преобразование акустических колебаний в электрических (при приеме эхо-сигналов). Преобразователь П состоит из корпуса, в котором размещен пьезокерамический элемент, и соединительного кабеля. Для преобразователей, которые погружаются в резервуары, соединительный кабель заключен в специальную трубу. Для измерения температуры в корпусе преобразователей Пив трубе размещаются термо датчики;
- преобразователь измерительный вторичный ПИ (ПИ-1) (далее - прибор ПИ (ПИ-1), который обеспечивает: формирование и выдачу радиоимпульсов в соответствии с заданными параметрами; прием и обработку эхо-сигналов в соответствии с заданным алгоритмом; оперативную сигнализацию появления неисправностей (самотестирование); оперативное отображение результатов измерений на цифровом показывающем устройстве (ЖКИ) прибора ПИ; управление выдачей результатов измерений и вычислений и результатов самотестирования во внешние устройства. Прибор ПИ (ПИ-1) состоит из электронных плат и органов индикации и управления;
- прибор искробезопасного питания ПИП-2 (далее - прибор ПИП-2), который обеспечивает искробезопасность цепей питания и выходных цепей. Прибор ПИП-2 состоит из электронных плат, которые входят в состав устройства искрозащиты, и элементов коммутации.
Преобразователи П устанавливаются на резервуары с помощью устройств крепления, которые разрабатываются в соответствии с заказом под конкретные резервуары.
Уровнемеры имеют взрывозащищенное исполнение и могут эксплуатироваться во взрывоопасных зонах.
Уровнемеры УУС-00, УУС-01, УУС-03, УУС-06 отличаются функциональными возможностями, составом, конструкцией, диапазоном измерений, пределами допускаемой абсолютной погрешности, габаритными размерами и массой.
В зависимости от параметров электроакустических преобразователей, которые входят в состав уровнемеров, схем их размещения на резервуарах и условий применения, уровнемеры также осуществляют:
- измерение уровня границы раздела двух несмешиваемых жидкостей с различной плотностью;
- измерение уровня подтоварной воды;
- измерение температуры стенок резервуаров в местах установки электроакустических преобразователей, жидкостей или газо-воздушной среды внутри резервуаров, в том числе, среднего значение температуры с учетом ее изменения по высоте резервуара;
- измерение скорости распространения звука в жидкостях или газо-воздушных средах, в том числе, среднего значения скорости распространения звука в жидкостях с учетом изменения температуры по высоте резервуара;
- вычисление средней плотности жидкостей по результатам измерений скорости распространения звука и температуры в жидкостях;
- вычисление объема жидкостей или сыпучих и кусковых материалов по градуировочным таблицам, введенным в память уровнемеров;
- сигнализацию достижения предельных (заданных) уровней заполнения резервуаров;
- хранение у памяти и выдачи на внешние устройства результатов измерений и вычислений и служебной информации.
Технические характеристики
1 Диапазоны измерений уровня (расстояния до поверхности продукта) и пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении уровня приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Уровнемер | Диапазон измерений уровня (расстояния до поверхности продукта), мм | Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении уровня (расстояния до поверхности продукта) Ан, мм |
| УУС-00 | От 100 до 15000 | ± 1 - в интервале от 100 до 5000 мм включительно; ± [1 + 0,0015(НИЗМ. - 5000) - в интервале свыше 5000 до 15000 мм |
| УУС-01 | От 100 до 3500 (с преобразователем П25) | ± 1 |
| УУС-06 | От 500 до 15000 (при измерении расстояния до поверхности жидкости) | ± 6 - в интервале от 500 до 5000 мм включительно; ± [6 + 0,004(Низм. - 5000) - в интервале свыше 5000 мм до верхней границы диапазона измерений (включительно) |
| От 500 до 10000 (при измерении расстояния до поверхности сыпучих и кусковых материалов) |
| Примечание - Низм. - числовое значение измеряемого уровня (расстояния до поверхности продукта), мм |
2 Диапазон измерений уровня границы раздела двух несмешиваемых жидкостей с различной плотностью - от 100 до 14900 мм (для уровнемеров УУС-00).
3 Диапазон измерений уровня подтоварной воды - от 0 до 100 мм (для уровнемеров УУС-00, УУС-01).
4 Диапазон измерений скорости распространения звука - от 200 до 3000 м/с (для уровнемеров УУС-00, УУС-01).
5 Диапазон измерений температуры - от минус 50 до плюс 80 °C (для уровнемеров УУС-00, УУС-01, УУС-06).
6 Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении скорости распространения звука - ± 0,3 м/с (для уровнемеров УУС-00, УУС-01).
7 Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении уровня границы раздела двух несмешиваемых жидкостей с различной плотностью, мм (для уровнемеров УУС-00):
- ± 5 - в интервале от 100 до 5000 мм (включительно);
- ± [5 + 0,0015(НИЗМ. - 5000)] - в диапазоне свыше 5000 до 15000 мм (включительно).
8 Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении уровня подтоварной воды - ± 2 мм (для уровнемеров УУС-00, УУС-01).
9 Пределы допускаемой абсолютной погрешности уровнемеров УУС-03 при сигнализации достижения предельных (заданных) уровней заполнения резервуаров - ± 1 мм.
10 Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении температуры -± 0,5 °C (для уровнемеров УУС-00, УУС-01, УУС-06).
11 Пределы допускаемой относительной погрешности при преобразовании результатов измерений в унифицированные выходные сигналы постоянного тока - ± 0,15 % (для уровнемеров УУС-00, УУС-01, УУС-06).
12 Пределы допускаемого относительного отклонения результатов вычисления объема продуктов от расчетных значений - ± 0,01 % (для уровнемеров УУС-00, УУС-01, УУС-06).
13 Время одного цикла измерений и вычислений - не более 25 с.
14 Цена единицы наименьшего разряда при индикации результатов измерений и вычислений (для уровнемеров УУС-00, УУС-01, УУС-06):
- 0,1 мм - при индикации уровня и уровня границы раздела двух несмешиваемых жидкостей с различной плотностью;
- 1 мм - при индикации уровня подтоварной воды;
- 0,1 м/с - при индикации скорости распространения звука;
- 0,1 °C - при индикации температуры;
- 0,0001 г/см3 - при индикации плотности жидкостей;
- 1 л - при индикации объема.
15 Параметры выходных сигналов (наличие и вид - в соответствии с заказом):
- цифровой интерфейс RS-485;
- унифицированные сигналы постоянного тока от 0 до 20 мА, от 4 до 20 мА, от 0 до 24 мА;
- релейные выходы, позволяющие коммутировать цепи переменного тока до 250 В 5 А (мощность не более 100 ВА).
16 Количество резервуаров, которые обслуживаются одним уровнемером:
- от одного до восьми (для уровнемеров УУС-00, УУС-01, УУС-06);
- от одного до 16 (для уровнемеров УУС-03).
17 Питание уровнемеров осуществляется от источника постоянного тока номинальным напряжением 24 В или 15 В (в зависимости от заказа).
18 Сила тока потребления - не больше 0,3 А или 0,2 А (в зависимости от напряжения питания).
19 Степень защиты составных частей уровнемеров от проникновения воды, пыли и посторонних твердых частиц в соответствии с ГОСТ 14254:
- IP 65 - для приборов ПИ (ПИ-1), приборов ПИП-2, преобразователей П;
- IP 68 - для преобразователей П, которые погружаются в резервуары.
20 Рабочий диапазон температуры:
- для приборов ПИ (ПИ-1), приборов ПИП-2 - от минус 40 (от минус 20 - для приборов ПИ с ЖКИ) до плюс 50 °C;
- для преобразователей П - от минус 40 до плюс 50 °C.
21 Маркировка взрывозащиты составных частей уровнемеров:
- приборов ПИ (ПИ-1) - "2ExicIIBT4";
- приборов ПИП-2 - "2ExseicIIBT4";
- преобразователей П - "0ExiaIIBT4".
22 Средняя наработка на отказ - не менее 67000 ч.
23 Полный средний срок службы - не менее 14 лет.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на прибор ПИ (ПИ-1) методом сеткографии и на эксплуатационные документы - печатным способом.
Комплектность
| Наименование | Количество | Примечание |
| У ровнемер-сигнализатор ультразвуковой УУС-00, УУС-01, УУС-03, УУС-06 в составе: | 1 шт. | Комплектация в соответствии с заказом |
| Прибор ПИ (ПИ-1) | 1 шт. | Исполнение в соответствии с заказом |
| Прибор ПИП-2 | 1 шт. | Наличие и исполнение в соответствии с заказом |
| Преобразователь П | От 1 до 16 шт. | Исполнение и количество преобразователей в соответствии с заказом |
| У ровнемер-сигнализатор ультразвуковой УУС-... Руководство по эксплуатации | 1 экз. | На комплексацию в соответ- |
| У ровнемер-сигнализатор ультразвуковой УУС-... Формуляр | 1 экз. | ствии с заказом |
| У ровнемер-сигнализатор ультразвуковой УУС-... Схема соединений и подключения | 1 экз. | В составе руководства по эксплуатации |
| Инструкция. Метрология. Уровнемер-сигнализатор ультразвуковой УУС-... Методика поверки | 1 экз. | По отдельному заказу |
| У ровнемер-сигнализатор ультразвуковой УУС-... Инструкция по монтажу, пуску и регулированию на объекте | 1 экз. | То же |
| Имитатор эхо-сигналов | 1 шт. | tl |
| Имитатор эхо-сигналов. Паспорт | 1 экз. | и |
Поверка
Поверка уровнемеров проводится в соответствии с инструкцией АКАГ.407000.005 И1 "Метрология. Уровнемер-сигнализатор ультразвуковой УУС-... Методика поверки", утвержденной Укрметртестстандартом в мае 2008 г.
Основное поверочное оборудование:
- установка уровнемерная, рабочий эталон 1 разряда, ДСТУ 3497;
- установка уровнемерная ААМЯ.441439.000, диапазон воссоздания высоты уровня - от 100 до 5560 мм;
- рулетка измерительная, рабочий эталон 3 разряда, ДСТУ 3741;
- имитатор эхо-сигналов ААМЯ.441461.000;
- частотомер электронно-счетный вычислительный 43-64 ДЛИ2.721.006 ТУ;
- мультиметр цифровой UT-56;
- термометр цифровой Quartz SA 880 SSX, погрешность ± 0,1 °C.
Межповерочный интервал - 2 года.
Нормативные документы
ТУ У 33.2-32302360-002:2005 "Уровнемеры-сигнализаторы ультразвуковые УУС-... Технические условия".
Заключение
Тип уровнемеров-сигнализаторов ультразвуковых УУС-... утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен в эксплуатации согласно государственной поверочной схеме.
Сертификат соответствия РОСС UA.ME92.H00034 от 09.07.2008 г.
