Уровнемеры-сигнализаторы ультразвуковые УУС-...

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

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

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.