Датчики давления Кварц-2

Назначение

Датчики давления Кварц-2 (далее - датчики) предназначены для преобразования абсолютного, избыточного давления или разрежения жидкостей и газов в унифицированные токовые выходные сигналы, а также в унифицированный и неунифицированный частотные выходные сигналы. Датчики применяются в различных сферах обороны, безопасности и промышленности.

Описание

Принцип действия датчиков основан на преобразовании измеряемого давления в изменение частоты кварцевого тензочувствительного пьезорезонатора, находящегося в МБК и включенного в схему кварцевого генератора электронного блока. Электронный блок преобразует изменение частоты пьезорезонатора в изменение выходного сигнала токового или частотного.

Датчики состоят из корпуса, в котором размещен манометрический кварцевый блок (МБК), выполненный из кристаллического кварца и электронный блок. В зависимости от исполнения датчики содержат опорный кварцевый резонатор (ОРК), нечувствительный к давлению (в датчиках абсолютного давления), или опорный кварцевый блок (ОБК), чувствительный к атмосферному давлению (в датчиках избыточного давления; разрежения и давления/разрежения). ОРК размещается в электронном блоке, а ОБК - в камере, сообщающейся с атмосферным давлением.

Датчики имеют следующие исполнения:

- по выходному сигналу: токовые унифицированные 0,5 мА (по 3-х проводной линии связи) и 4-20 мА (по 2-х проводной линии); частотные - унифицированный 2000-4000 Гц и неунифицированный 500-3000 Гц (по 3-х проводной линии связи);

- по взрывозащищенности: не взрывозащищенные и взрывозащищенные с видом «OexiallCT5 X» по ГОСТ 12.2.020-76;

по коррозионностойкости: коррозионностойкое исполнение (с мембранным разделителем)и некоррозионностойкое.

По устойчивости к климатическим воздействиям датчики имеют исполнение УХЛ категории размещения 3.1 по ГОСТ 15150-69 (исполнение СЗ по ГОСТ 12997-84), но для работы

- при температуре от минус 50 °C до плюс 50 °C по ГОСТ 15150-69 в условиях отсутствия конденсированной влаги;

Степень защиты от воздействия пыли и влаги IP-54 по ГОСТ 14254-80.

Датчики относятся к группе ИНК вида 2 по ГОСТ 27.003-90 (к восстанавливаемым, ремонтируемым изделиям непрерывного длительного применения).

Датчики имеют модификации, отличающиеся по виду измеряемого давления, виду выходного сигнала, исполнению по взрывозащите, по коррозионной стойкости, пределам и погрешностям измерений. Пример обозначения датчика взрывозащищенного и коррозионностойкости исполнения с пределом измерений 4,0 МПа, токовым выходным сигналом от 4 до 20 мА и пределами допускаемой основной погрешности измерений ±0,15 %: КВАРЦ-2А42.В2.040.15 с пределом измерений 4,0 МПа по УАТМ 406233.001ТУ.

По устойчивости к механическим воздействиям датчики соответствуют виброустойчивому исполнению F3 по ГОСТ 12997-84.

Датчики устойчивы к воздействию магнитных полей постоянного и переменного тока с частотой 50 Гц и напряженностью 400 А/м.

Технические характеристики

Нижний предел измерений датчиков всех исполнений по давлению, МПа................0.

Верхние пределы измерений для датчиков, МПа:

абсолютного давления...0,06; 0,1; 0,16; 0,4; 0,25; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0; 40,0;

60,0; 100,0;

избыточного давления...0,06; 0,1; 0,16; 0,4; 0,25; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 25,0; 40,0;

60,0; 100,0;

разрежения..................................    ...минус 0,04; минус 0,06; минус 0,1;

избыточного давления-разрежения.....................................................± 0,04; ± 0,06; ± 0,1.

Номинальная статическая характеристика датчиков в зависимости от исполнения соответствует таблице 1.

Таблица 1

где

У о         - выходной сигнал при нижнем пределе давления;

У           - текущее значение выходного сигнала;

Р           - измеряемое давление;

К, Ki, А, В, С - коэффициенты, указанные в техническом паспорте на датчик.

Датчики исполнений с унифицированными выходными сигналами имеют регулировку диапазона изменения выходного сигнала и обеспечивают настройку на верхний предел измерений в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2

Датчики исполнений с неунифицированными частотными выходными сигналами имеют переключатели, устанавливающие значение коэффициента К], равным 1, 2 или 4.

Сопротивление и емкость нагрузки, а так же тип линии связи в зависимости от исполнения по выходному сигналу и взрывозащищенности указаны в таблице 3.

Таблица 3

Примечание - в таблице 3 для исполнений датчиков с токовыми выходными сигналами значения RH включают также сопротивление барьера искрозащиты.

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности к диапазону измерений, %:

- при частотном неунифицированном сигнале.....................± 0,06; ± 0,1; ± 0,15; ± 0,25;

- при токовом или частотном унифицированном сигнале................± 0,1; ± 0,15; ± 0,25.

Вариация выходного сигнала не должна превышать величины основной погрешности.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры окружающей среды в рабочем диапазоне температур на каждые 10 °C находятся в пределах допускаемой основной погрешности.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности датчиков, вызванные воздействием вибрации с параметрами, соответствующими виброустойчивому исполнению F3 по ГОСТ 12997-84, составляют ± 0,1 % от диапазона изменения выходного сигнала.

Пределы допускаемой дополнительной погрешности датчиков, вызванные воздействием внешнего переменного магнитного поля частотой 50 Гц и напряженностью 400 А/м или внешнего магнитного поля напряженностью 400 А/м ±0,1 % от диапазона изменения выходного сигнала.

Электрическое питание датчиков невзрывозащищенного исполнения однополярное и осуществляется от источника постоянного тока напряжением Un>B:

10<Un<36, за исключением датчиков исполнений с токовыми выходными сигналами, для которых напряжение питания Un, В:

(Rh-Ux+I 0) < Un < 36,

где Imax=5 мА для исполнений с выходным сигналом от 0 до 5 мА;

Imax=20 мА для исполнений с выходным сигналом от 4 до 20 мА.

Электрическое питание датчиков взрывозащищенного исполнения осуществляется от источника питания, к которому датчики должны подключаться:

- непосредственно к искробезопасному входу источника питания постоянного тока, если источник питания имеет вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» (ia);

- через барьер искрозащиты, имеющий уровень взрывозащиты (ia) для взрывоопасных

смесей группы ПС, если источник невзрывозащищенного исполнения. Потребляемая мощность ВА, не более

Средняя наработка на отказ с учетом технического обслуживания, ч.................50000.

Средний срок работы датчиков, эксплуатируемых при измерении параметров, лет, не менее:

- неагрессивных химических сред

- химически агрессивных сред

Масса датчиков, кг не более: - некоррозионностойкое исполнение

- коррозионное исполнение........

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации датчика.

Комплектность

В комплектность входят: датчик давления Кварц-2 (исполнение в соответствии с заказом), шайба уплотнительная, комплект эксплуатационной документации.

Поверка

Поверка датчиков осуществляется в соответствии с разделом 16 руководства по эксплуатации УАТМ 406233.001РЭ и согласованного начальником ГЦИ СИ «Воентест» 32 ГНИИИ МО РФ.

Средства поверки: манометр образцовый абсолютного давления МПА-15 (ТУ 50-62-83), манометр грузопоршневой МП-0,4 (класс точности 0,2), манометр грузопоршневой МП-2,5 (класс точности 0,02 и 0,05), манометры избыточного давления грузопоршневые МП-6 (ТУ 4212-001-29053968-97), МП-60 (ТУ 4212-001-29053968-97), МП-600 (ТУ 4212-001-29053968-97), катушка электрического сопротивления Р331 (ТУ 25-04,3368-78), частотомер электронносчетный 43-34 (пределы допускаемой погрешности измерений ± Ю’7), вольтметр цифровой Щ1516 (ТУ 25-04.2487-75).

Межповерочный интервал 1 год.

Нормативные документы

ГОСТ 12997-84. «Изделия ГСП. Общие технические условия».

ГОСТ 22520-85. «Преобразователи измерительные с электрическими унифицированными аналоговыми выходными сигналами».

УАТМ 406233.001ТУ «Датчик давления Кварц-2. Технические условия».

ГОСТ 12.2.020-76. ССБТ. «Электрооборудование взрывозащищенное. Термины и определения».

ГОСТ 15150-69. «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнение для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды».

ГОСТ 14254-96 «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками».

ГОСТ 27.003-90 «Надежность в технике. Состав и общие правила задания требований по надежности».

Заключение

Тип датчиков давления Кварц-2 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.