ДУУ4М Уровнемер поплавковый измеряемые параметры - уровень, уровень раздела, температура, давление

Уровнемеры поплавковые ДУУ4М (далее «уровнемеры») предназначены для измерения уровня различных жидкостей, уровней раздела сред многофазных жидкостей (нефть – эмульсия – подтоварная вода и т.д.), а также измерения температуры и давления контролируемых сред.

Уровнемеры применяются в системах автоматизации производственных объектов нефтегазовой, нефтехимической, химической, энергетической, металлургической, пищевой , а также других отраслей промышленности в аппаратах с атмосферным либо избыточным (до 2,0 МПа) давлением.

Уровнемеры ДУУ-4М устанавливаются на объектах в зонах класса 1 и класса 2 по ГОСТ Р 51330.9, где возможно образование смесей горючих газов и паров с воздухом категории IIB по ГОСТ Р 51330.11 температурной группы T5 включительно согласно ГОСТ Р 51330.0.

Уровнемеры ДУУ4М внесены в Государственный реестр средств измерений.

Уровнемеры имеют взрывозащищенное исполнение, соответствуют требованиям ГОСТ Р 51330.0, ГОСТ Р 51330.10, имеют вид взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь», уровень взрывозащиты «Взрывобезопасный» для взрывоопасных смесей категории IIВ по ГОСТ Р 51330.11, температурной группы T5 по ГОСТ Р 51330.0, маркировку взрывозащиты «1ExibIIBT5 X» по ГОСТ Р 51330.0.

Уровнемеры предназначены для построения систем автоматизации, в том числе совместно с контроллером промышленным комбинированным ГАММА-11.

2 Контролируемая среда

Нефть, нефтепродукты, растворители, сжиженные газы, кислоты, щелочи, другие агрессивные, а также неагрессивные среды. Стойкость уровнемеров к агрессивным средам ограничена применяемыми материалами, контактирующими с контролируемой средой: нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, 1.4435 (для уровнемеров ДУУ4М-05…ДУУ4М-08), фторопласт-4, сферопластик тип ЭДС-7АП ТУ6-05-221-625-82 (при использовании поплавков соответствующего типа).

3 Состав уровнемеров ДУУ4М

3.1 Уровнемер ДУУ4М состоит из датчика ДУУ2М исполнения 1 с соответствующим номером разработки, обеспечивающего измерение текущих значений контролируемых параметров и выдающего информацию о результатах измерений, и блока БТВИ3 или БИИ3 (в зависимости от комплекта, см. п. 3.2 настоящего раздела), обеспечивающего питание подключенного к нему датчика и формирование выходных информационных сигналов на основе полученных результатов измерений датчика.

3.2 В зависимости от типа выходного сигнала уровнемеры выпускаются в виде следующих комплектов:

– комплект ДУУ4М-ТВ включает в себя один из датчиков уровня ультразвуковых ДУУ2М исполнения 1, который обеспечивает непосредственное измерение текущих значений параметров (см. таблицу II.5.1), и блок токовых выходов искробезопасный БТВИ3 (далее «БТВИ3»);

– комплект ДУУ4М-RS включает в себя один из датчиков уровня ультразвуковых ДУУ2М исполнения 1 и блок интерфейса искробезопасный БИИ3 (далее «БИИ3»).

3.3 Датчик подключается к блокам БТВИ3 или БИИ3 с помощью четырехпроводного экранированного кабеля. Характеристики кабеля см. в п. 4.8.7 настоящего раздела.

3.4 Комплект ДУУ4М-ТВ обеспечивает формирование токовых сигналов 4…20 мА, в величине которых содержится информация о значениях измеренных параметров (число токовых сигналов соответствует числу измеряемых датчиком параметров).

3.5 Комплект ДУУ4М-RS имеет выходной сигнал в виде последовательного интерфейса RS-485, причем передача результатов измерений организована в формате протокола Modbus RTU.

3.6 Номенклатура выпускаемых уровнемеров определяется наименованием, числом и диапазоном измерения контролируемых параметров; типом выходного сигнала. В зависимости от наименования, числа и диапазона измерения контролируемых параметров уровнемеры отличаются номерами разработок, характеристики которых приведены в таблице II.5.1.Таблица II.5.1

№	Уровнемеры поплавковые ДУУ4М: тип уровнемера, номер разработки	Измеряемые параметры	Количество поплавков	Тип чувствительного элемента
1	ДУУ4М-01	уровень (уровень раздела сред)	1	жесткий
2	ДУУ4М-02 ДУУ4М-02Т*	уровень (уровень раздела сред), температура	1	жесткий
3	ДУУ4М-03	уровень (уровень раздела сред), уровень раздела сред	2	жесткий
4	ДУУ4М-04	уровень (уровень раздела сред), уровень раздела сред, температура	2	жесткий
5	ДУУ4М-05	уровень (уровень раздела сред), давление	1	жесткий
6	ДУУ4М-06	уровень (уровень раздела сред), температура, давление	1	жесткий
7	ДУУ4М-07	уровень (уровень раздела сред), уровень раздела сред, давление	2	жесткий
8	ДУУ4М-08	уровень (уровень раздела сред), уровень раздела сред, температура, давление	2	жесткий
9	ДУУ4М-10 ДУУ4М-10Т**	уровень (уровень раздела сред), температура	1	гибкий
10	ДУУ4М-12	уровень (уровень раздела сред), уровень раздела сред, температура	2	гибкий
11	ДУУ4М-14	уровень (уровень раздела сред), уровень раздела сред, уровень раздела сред, температура	3	гибкий
12	ДУУ4М-16	уровень (уровень раздела сред), уровень раздела сред, уровень раздела сред, уровень раздела сред, температура	4	гибкий

* Уровнемеры ДУУ4М-02 и ДУУ4М-02Т различаются по диапазону температур контролируемой среды (см. п. 2 таблицы II.5.2).

** Уровнемеры ДУУ4М-10 и ДУУ4М-10Т различаются по диапазону температур контролируемой среды (см. п. 2 таблицы II.5.2).
 

3.7 Датчики уровнемеров комплектуются поплавками типа I, II или IV (уровень), III или V (уровень раздела сред). Характеристики поплавков см. в разделе II.8 настоящего каталога.

3.8 Датчики уровнемеров ДУУ4М-01, -02, -02Т, -03,...-08 имеют жесткий чувствительный элемент (ЧЭ), датчики уровнемеров ДУУ4М-10, -10T, -12, -14, -16 – гибкий.

4 Технические данные ДУУ4М

4.1 Основные технические характеристики и условия эксплуатации датчиков и блоков даны в таблице II.5.2.

Таблица II.5.2

№	Наименование параметра	Датчик ДУУ2М исполнения 1 уровнемера ДУУ4М	Блоки БТВИ3, БИИ3
1	Длина чувствительного элемента	от 1,5 до 4 м (жесткий ЧЭ); от 1,5 до 25 м (гибкий ЧЭ)	–
2	Температура контролируемой среды	- от минус 45 до +65 °С (для датчиков ДУУ2М-01, … -08, -10, -12, -14, -16); - от минус 45 до +120 °С (для датчиков ДУУ2М-02Т); - от минус 10 до +100 °С (для датчиков ДУУ2М-10Т)	–
3	Давление контролируемой среды	до 2,0 МПа (жесткий ЧЭ), до 0,15 МПа (гибкий ЧЭ)	–
4	Плотность контролируемой среды	от 600 до 1500 кг/м3	–
5	Маркировка взрывозащиты	1ExibIIBT5 X	[Exib]IIBX
6	Степень защиты	IP68 по ГОСТ 14254	IP50 по ГОСТ 14254
7	Климатическое исполнение	ОМ1,5 по ГОСТ 15150	УХЛ4 по ГОСТ 15150
8	Температура внешней среды	от минус 45 до +75 °С	от + 5 до + 45 °С
9	Пределы изменения атмосферного давления	от 84 до 106,7 кПа	от 84 до 106,7 кПа
10	Тип атмосферы	III, IV (морская и приморско-промышленная)	II (промышленная)
11	Срок службы	- не менее 10 лет для ДУУ2М-01, -02, -02Т, -03, ...-08; - 8 лет для ДУУ4М-10, -10Т, -12, -14, -16	не менее 10 лет
12	Масса	не более 13,5 кг	не более 0,4 кг
13	Габаритные размеры	не превышают 145х215х(130+LЧЭ*) мм	не превышают 100х75х109,5 мм

      * «L_ЧЭ» – длина ЧЭ датчиков.

4.2 Вязкость не ограничивается при отсутствии застывания контролируемой среды и отсутствии отложений на элементах конструкции датчика, препятствующих перемещению поплавка.

4.3 Верхний неизмеряемый уровень не более (0,24 + H_П – H_ПОГР), м, где H_П – высота поплавка, H_ПОГР – глубина погружения поплавка. Конкретное значение определяется геометрическими размерами поплавка и значением параметра программирования «Зона нечувствительности от импульса возбуждения», задаваемого при регулировании.

4.4 Нижний неизмеряемый уровень для уровнемеров ДУУ4М-01, -02, -02Т, -03, -04, не более (0,1+H_ПОГР), м, ДУУ4М-05…-08 – не более (0,15+H_ПОГР), м, для уровнемеров ДУУ4М-10, -10Т -12, -14, -16 не более (0,2+H_ПОГР),м, где H_ПОГР – глубина погружения поплавка, м.

4.5 Зона неизмеряемых уровней между двумя поплавками в многопоплавковых датчиках не превышает 0,312 м.

4.6 Метрологические характеристики

4.6.1 Абсолютная основная погрешность измерения уровня состоит из погрешности датчика и погрешности преобразования блоков.

4.6.2 Абсолютная основная погрешность измерения уровня датчика не более ±1 мм с поплавками типа I и не более ±5 мм датчика с поплавками типов II, III, IV, V. Характеристики поплавков см. в разделе II.8 настоящего каталога.

Уровнемеры ДУУ4М-10,-12, -14, -16-RS с поплавками типа I не выпускаются.

4.6.3 Значение погрешностей преобразования блоков определяется типом их выходного сигнала. В случае, когда выходным сигналом уровнемера является цифровой код (последовательный интерфейс RS-485 – комплект ДУУ4M-RS), блок не вносит погрешности в результаты измерения уровня датчиком, осуществляя лишь преобразование кодов в соответствующий выходу цифровой формат.

Если выходные сигналы уровнемера представляют собой токовые выходы (ДУУ4M-ТВ), то на погрешность измерения уровня датчика накладывается погрешность преобразования цифрового значения результата измерения в значение величины выходных токовых сигналов БТВИ3. Пределы допускаемой приведенной погрешности цифро-аналогового преобразования комплекта ДУУ4M-ТВ должны быть равны ±0,1 %. Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности измерений уровня комплекта ДУУ4M-ТВ должны быть равны величине ?H_К, мм, определяемой по формуле

?H_К = ±((0,001L_ДУУ2М) ² + (?_ДУУ2М)² ) ^? ,

где L_ДУУ2М – длина чувствительного элемента датчика, мм;

?_ДУУ2М – абсолютная основная погрешность датчика.

4.6.4 Дополнительная погрешность измерения уровня вызывается изменением плотности жидкости в рабочем диапазоне температур. Ее величина определяется типом поплавка, его геометрическими размерами и разницей плотностей поплавка и продукта.

4.6.5 Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности измерения температуры:

– в диапазоне температур от минус 45 до минус 10 °С – ±2 °C;

– в диапазоне температур от минус 10 до +85 °С – ±0,5 °C;

– в диапазоне температур свыше +85 до +120 °С – ±2 °C.

4.6.6 Пределы допускаемой приведенной основной погрешности измерения давления ±1,5 %.

4.7 Характеристики выходных сигналов

4.7.1 Характеристики токовых сигналов БТВИ3:

– число выходных токовых сигналов – шесть;

– диапазон шкалы токовых сигналов – от 4 до 20 мА;

– максимальное сопротивление нагрузки – не более 750 Ом.

4.7.2 Характеристики БИИ3:

– тип интерфейса – RS-485;

– гальваническая изоляция выходных цепей интерфейса от общего провода и внутренних цепей БИИ3 (прочность изоляции 1000 В постоянного напряжения в течение одной минуты);

– программируемая скорость передачи до 19200 бит/с;

– программируемый контроль четности;

– логический протокол – Modbus RTU (программируемый адрес).

4.8 Электрические параметры и характеристики

4.8.1 Питание уровнемеров осуществляется от внешнего изолированного стабилизированного источника питания постоянного тока (напряжение +24 В ±10 %).

4.8.2 Ток потребления уровнемеров не превышает 180 мА.

4.8.3 Питание датчиков осуществляется блоками гальванически изолированным искробезопасным постоянным напряжением +12 В. Ток потребления датчика составляет не более 36 мА.

4.8.4 По степени защиты от поражения электрическим током уровнемеры относятся к классу защиты I в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.007.0.

4.8.5 Электрическая изоляция при температуре окружающего воздуха от +15 до +35 °С и относительной влажности от 30 до 80 % выдерживает в течение одной минуты без пробоя и поверхностного перекрытия испытательное напряжение:

– между искробезопасными цепями и искроопасными цепями – напряжение ~1500 В, 50 Гц (эффективное значение);

– между выходными цепями и цепями питания – напряжение ~500 В, 50 Гц (эффективное значение).

4.8.6 Электрическое сопротивление изоляции между искробезопасными цепями и искроопасными цепями, цепями питания и выходными цепями:

– не менее 20 МОм при нормальных условиях;

– не менее 5 МОм при верхнем значении температуры рабочих условий.

4.8.7 Нормальное функционирование уровнемера обеспечивается при длине соединительного кабеля между датчиком и блоком не более 1,5 км. Разрешается применение экранированных контрольных кабелей со следующими параметрами: R_КАБ ? 100 Ом, С_КАБ ? 0,1 мкФ, L_КАБ ? 2 мГн. Для повышения устойчивости датчика к промышленным помехам рекомендуется применять кабель – две витые пары в экране.

4.8.8 Обмен информацией датчиков с блоками ведется последовательным кодом в асинхронном полудуплексном режиме по внутреннему протоколу ЗАО «Альбатрос». Скорость передачи определяется положением выключателей на платах датчика и блоков и составляет 2400 бит/с или 4800 бит/с. По умолчанию установлена скорость обмена 4800 бит/с.

5 Принцип работы уровнемеров ДУУ4М

5.1 Измерение уровня продукта основано на измерении времени распространения в стальной проволоке короткого импульса упругой деформации. По всей длине проволоки намотана катушка, в которой протекает импульс тока, создавая магнитное поле. В месте расположения поплавка с постоянным магнитом, скользящего вдоль проволоки, в ней под действием магнитострикционного эффекта возникает импульс продольной деформации, который распространяется по проволоке и фиксируется пьезоэлементом, закрепленным на ней. Кроме того, возникает импульс упругой деформации, отраженный от нижнего конца ЧЭ датчика и фиксируемый пьезоэлементом датчика.

5.2 В датчике измеряется время от момента формирования импульса тока до момента приема импульсов упругой деформации, принятых и преобразованных пьезоэлементом. Это позволяет определить расстояние до местоположения поплавка, определяемого положением уровня жидкости.

6 Установка уровнемеров

6.1 Установка датчика на объекте

6.1.1 Установка датчика на резервуаре осуществляется сверху на имеющемся или специально образованном посадочном месте. Максимальное отклонение оси датчика от вертикали ±1° для датчика с жестким ЧЭ и не более ±5° для датчика с гибким ЧЭ.

6.1.2 Вертикальность установки должна обеспечиваться посадочным местом, подготовленным потребителем.

6.1.3 Рекомендуется устанавливать датчик на втулку, входящую в комплект поставки датчика. Допускается использование других вариантов установки датчика по согласованию с предприятием-изготовителем.

6.2 Установка блоков

6.2.1 Блоки устанавливается в помещении с искусственным освещением для обеспечения возможности круглосуточной работы.

6.2.2 В месте установки блоков необходимо наличие внешнего источника питания +24 В ±10 %.

6.2.3 Установка блоков производится на монтажный рельс EN 50 022-35x7,5 Phoenix Contact GmbH & Co.

7 Структура условного обозначения

Структура условного обозначения уровнемеров поплавковых ДУУ4М

8 Комплектность поставки

8.1 В комплект поставки ДУУ4М-ТВ входят:

– паспорт УНКР.407631.003 ПС	– 1 шт.;
– руководство по эксплуатации УНКР.407631.003 РЭ	– 1 шт.;
– методика поверки УНКР.407631.003 МП	– 1 шт.;
– комплект датчика (на примере датчика ДУУ2М-01-1)	– 1 шт.:
– датчик уровня ультразвуковой ДУУ2М-01-1 УНКР.407533.068-01	– 1 шт.;
– заглушка УНКР.711100.001	– 1 шт.;
– втулка УНКР.302639.001	– 1 шт.;
– прокладка УНКР.754176.002	– 1 шт.;
– паспорт УНКР.407533.068 ПС	– 1 шт.;
– руководство по эксплуатации УНКР.407533.068 РЭ	– 1 шт.
– комплект БТВИ3	– 1 шт.:
– блок токовых выходов искробезопасный БТВИ3 УНКР.468157.074	– 1 шт.

 8.2 Комплектность поставки ДУУ4М-RS входят:

– паспорт УНКР.407631.003 ПС	– 1 шт.;
– руководство по эксплуатации УНКР.407631.003 РЭ	– 1 шт.;
– методика поверки УНКР.407631.003 МП	– 1 шт.;
– комплект датчика (на примере датчика ДУУ2М-10Т-1)	– 1 шт.:
– датчик уровня ультразвуковой ДУУ2М-10Т-1 УНКР.407533.076-03	– 1 шт.;
– заглушка УНКР.711100.001	– 1 шт.;
– втулка УНКР.302639.001	– 1 шт.;
– прокладка УНКР.754176.002	– 1 шт.;
– паспорт УНКР.407533.076 ПС	– 1 шт.;
– руководство по эксплуатации УНКР.407533.068 РЭ	– 1 шт.
– комплект БИИ3	– 1 шт.:
– блок интерфейса искробезопасный БИИ3 УНКР.468157.075	– 1 шт.

Примечания

Руководство по эксплуатации и методика поверки поставляются по одному экземпляру на партию (до пяти штук) или на каждые пять штук в партии.