Преобразователи термоэлектрические ДТП

Назначение

Преобразователи термоэлектрические ДТП (далее по тексту - термопреобразователи или ДТП) предназначены для непрерывного измерения температуры жидких, паро- и газообразных сред, сыпучих материалов и твердых тел.

Описание

Принцип работы термопреобразователей основан на явлении возникновения термоэлектродвижущей силы (ТЭДС) в электрической цепи, состоящей из двух разнородных металлов или сплавов, места соединений (спаи) которых находятся при разной температуре. Величина термоэлектродвижущей силы определяется типом материалов чувствительных элементов и разностью температур мест соединения (спаев) чувствительных элементов.

Чувствительные элементы термопреобразователей изготавливаются либо из двух термоэлектродов по ГОСТ 1790-63 и ГОСТ 10821-2007, либо из кабельной термопары по ГОСТ 23847-79.

Термопреобразователи изготавливаются в следующих модификациях: ХХ1 (бескорпусные ДТП), ХХ4 (ДТП с кабельным выводом) и ХХ5 (ДТП с коммутационной головкой).

Модификации термопреобразователей имеют следующие исполнения, различающиеся по типу номинальной статической характеристики преобразования (НСХ), по количеству чувствительных элементов, по диапазону измерений температуры и по другим признакам, приведенным в структурном обозначении:

- для ХХ1: ДТП Х1 Х2 - Х3 / Х4 / Х5, где:

Х1 - условное обозначение НСХ (S, L, K);

Х2 - модификация (конструктивное исполнение, 001^991);

Х3 - диаметр термоэлектродов; Х4 - длина ДТП; Х5 - длина соединительного кабеля;

- для ХХ4: Х1 ДТП Х2 Х3- Х4 Х5.Х6 / Х7 Х8.Х9.Х10.Х11, где:

Х1 - количество чувствительных элементов;

Х2 - условное обозначение НСХ (L, K, N, J);

Х3 - модификация (конструктивное исполнение, 004^994);

Х4 - исполнение рабочего спая; Х5 - диаметр термоэлектродов / диаметр КТМС;

Х6 - длина монтажной части; Х7 - длина кабельных выводов;

Х8 - экранированные кабельные выводы; Х9 - вид климатического исполнения;

Х10 - тип резьбового штуцера; Х11 - класс допуска;

- для ХХ5: Х1 ДТП Х2 Х3- Х4 Х5 Х6 Х7.Х8.Х9.Х10.Х11.Х12, где:

Х1 - количество чувствительных элементов;

Х2 - условное обозначение НСХ (S, L, K, N, J);

Х3 - модификация (конструктивное исполнение, 005^995);

Х4 - исполнение рабочего спая; Х5 - диаметр термоэлектродов / диаметр КТМС;

Х6 - исполнение коммутационной головки; Х7 - материал защитной арматуры;

Х8 - длина монтажной части; Х9 - вид климатического исполнения;

Х10 - тип резьбового штуцера; Х11 - класс допуска / пределы допускаемой основной приведенной погрешности; Х12 - тип встроенного нормирующего преобразователя.

Для защиты от механических воздействий чувствительный элемент в моделях ХХ4 и ХХ5 помещен в защитную арматуру.

Материал защитной арматуры термопреобразователей: латунь Л63, сталь 12Х18Н10Т, сталь AISI 321, сталь AISI 310, сталь AISI 316, сталь Inconel 600, сталь Pirosil D, сталь Alloy 740, сталь 08Х20Н14С2, сталь 15Х25Т, сталь ХН45Ю, сталь 10Х23Н18, сталь 15ХЭ25Т, сталь 10Х17Н13М2Т, чугун СЧ20, керамика МКРц, керамика КВПТ, керамика карбид кремния Кк, а также другие материалы, обеспечивающие защиту от высоких температур.

Термопреобразователи имеют модификации во взрывозащищенном исполнении.

В коммутационную головку термопреобразователя могут устанавливаться нормирующие преобразователи (НП) утвержденных типов, предназначенные для преобразования измеренной чувствительным элементом температуры в унифицированный выходной сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА (по ГОСТ 26.011-80) с возможностью передачи данных при помощи частотно-модулированного сигнала HART-протокола.

Фотографии общего вида термопреобразователей приведены на рисунках 1 - 4.

Рисунок 1 - Общий вид бескорпусных ДТП модификации ХХ1

Рисунок 2 - Общий вид ДТП с кабельными выводами модификации ХХ4

Рисунок 3 - Общий вид ДТП с клеммными головками модификации ХХ5

I

Рисунок 4 - Общий вид ДТП модификации ХХ5 со встроенным нормирующим преобразователем

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) у термопреобразователей модификаций ХХ1, ХХ4, ХХ5 (без встроенного НП) - отсутствует.

Программное обеспечение ДТП модификации ХХ5 (со встроенным НП) состоит только из встроенной в корпус средства измерений «Преобразователи термоэлектрические ДТП» части ПО.

Разделение ПО на метрологически значимую и незначимую части не реализовано. Метрологически значимой является вся встроенная часть ПО.

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1:

Таблица 1

Уровень защиты внутреннего ПО от преднамеренного и непреднамеренного доступа соответствует уровню «высокий» по рекомендации по метрологии Р 50.2.077-2014 -данное ПО защищено от преднамеренных изменений с помощью специальных программных средств.

Технические характеристики

Диапазон измерений температуры, классы допуска по ГОСТ Р 8.585-2001, пределы допускаемых отклонений ТЭДС от НСХ, пределы допускаемой основной приведенной погрешности термопреобразователей со встроенным НП, приведены в таблице 2.

Таблица 2

Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности ДТП со встроенным НП, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальных условий (+ (20±10) °С) до любой температуры в пределах рабочего диапазона на каждые 10 °С изменения температуры не превышают 0,2 предела допускаемой основной приведенной погрешности.

Величина нестабильности термопреобразователей не превышает 0,5 предела допускаемого отклонения ТЭДС от НСХ, указанного в таблице 2.

Нормальные условия:

- закрытые помещения без агрессивных паров и газов;

- температура окружающего воздуха, °С........................................+ 20±10

- относительная влажность воздуха, %....................................................................до 95

- атмосферное давление, кПа...................................................от 84,0 до 106,7

Рабочие условия эксплуатации:

- помещения с нерегулируемыми климатическими условиями и (или) навесы;

- температура окружающего воздуха, °С:

- со встроенными НП.............................................................от - 40 до + 85

- без НП с пластиковой и металлической клеммными головками...........................................от - 50 до + 120

- без НП с удлиняющими проводами..........................от - 50 до + 200

- относительная влажность воздуха, %.......................................до 95 без конденсации

(при температуре + 35 °С)

- атмосферное давление, кПа...................................................от 84,0 до 106,7

Электрическое сопротивление изоляции между цепью чувствительного элемента и металлической частью защитной арматуры термопреобразователя при температуре (20±10) °С и относительной влажности воздуха до 95 %, не менее, МОм....................100

Диаметр защитной арматуры (в зависимости от модификации), мм..........от 1,0 до 40

Длина монтажной части (в зависимости от модификации), мм...........от 20 до 100000

Масса (в зависимости от модификации), г........................................от 8 до 30000

Напряжение питания со встроенным НП, В.........................................от 12 до 36

В соответствии с ГОСТ 14254-96, в зависимости от исполнения, степень защищенности узлов коммутации термопреобразователей от воздействия окружающей среды IP54, IP65, IP67.

По устойчивости к воздействию синусоидальных вибраций по ГОСТ Р 52931-2008 термопреобразователи без монтажных элементов (в металлической гладкой защитной арматуре) соответствуют группе V2, в защитной арматуре из керамики группе L3, остальные группе N2.

Показатели надежности термопреобразователей с учетом способа изготовления ЧЭ и температуры применения:

Для термопреобразователей из кабельной термопары (КТМС):

- для термопреобразователей с НСХ типов К и N:

- от - 40 до + 600 включ. °С - вероятность безотказной работы не менее 0,95 за 40000 ч, средний срок службы не менее 10 лет, гарантийный срок эксплуатации 5 лет;

- свыше + 600 до + 900 включ. °С - вероятность безотказной работы не менее 0,95 за 16000 ч, средний срок службы не менее 4 лет, гарантийный срок эксплуатации 2 года;

- свыше + 900 до + 1100 включ. °С - вероятность безотказной работы не менее 0,95 за 8000 ч, средний срок службы не менее 2 лет, гарантийный срок эксплуатации 1 год;

- свыше + 1100 до + 1300 °С - не нормируется.

- для термопреобразователей с НСХ типов L и J:

- от - 40 до + 600 включ. °С - вероятность безотказной работы не менее 0,95 за 40000 ч, средний срок службы не менее 10 лет, гарантийный срок эксплуатации 5 лет;

- свыше + 600 до + 800 °С - вероятность безотказной работы не менее 0,95 за 16000 ч, средний срок службы не менее 4 лет, гарантийный срок эксплуатации 2 года.

Для термопреобразователей из термоэлектродной проволоки:

- с НСХ типов К, N, L и J:

- от - 40 до + 900 включ. °С - вероятность безотказной работы не менее 0,95 за 16000 ч, средний срок службы не менее 4 лет, гарантийный срок эксплуатации 2 года;

- свыше + 900 до + 1100 °С - вероятность безотказной работы не менее 0,95 за 8000 ч, средний срок службы не менее 2 лет, гарантийный срок эксплуатации 1 год.

- для термопреобразователей с НСХ типа (S):

- до + 1300 включ. °С - вероятность безотказной работы не менее 0,95 за 8000 ч, средний срок службы не менее 2 лет, гарантийный срок эксплуатации 1 год;

- свыше + 1300 °С - не нормируется.

Знак утверждения типа

наносится на корпус термопреобразователя при помощи наклейки или другим способом, не ухудшающим качества прибора, а также на титульный лист (в правом верхнем углу) паспорта и руководства по эксплуатации типографским способом.

Комплектность

В комплектность поставки прибора входят:

Таблица 3

Поверка

осуществляется в соответствии с документом МП 28476-16 «Преобразователи термоэлектрические ДТП. Методика поверки», утвержденным ФГУП «ВНИИМС» 30 декабря 2015 г.

Основные средства поверки:

- термометр сопротивления эталонный ЭТС-100/1   3-го разряда по

ГОСТ 8.558-2009;

- преобразователи термоэлектрические эталонные ТППО 1, 2, 3-го разрядов по ГОСТ 8.558-2009;

- преобразователи термоэлектрические платинородий-платинородиевые эталонные ПРО 2, 3-го разрядов по ГОСТ 8.558-2009;

- термостаты переливные прецизионные ТПП-1 моделей ТПП-1.0, ТПП-1.2, ТПП1.3 (Регистрационный № 33744-07);

- калибраторы температуры JOFRA серий ATC-R и RTC-R (Регистрационный № 46576-11);

- термостат с флюидизированной средой FB-08 (Регистрационный № 44370-10);

- измеритель температуры многоканальный прецизионный МИТ 8.10(М) (Регистрационный № 19736-11);

- калибратор-измеритель унифицированных сигналов эталонный ИКСУ-2000 (Регистрационный № 20580-06).

Знак поверки наносится в паспорт ДТП и (или) на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

ГОСТ 6616-94 Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия.

ГОСТ Р 8.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.

ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

ГОСТ 30232-94 Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом. Общие технические требования

ГОСТ 26.011-80 Средства измерений и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические непрерывные входные и выходные.

ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.

ТУ 4211-022-46526536-2009 «Преобразователи термоэлектрические ДТП. Технические условия».