8. Датчик плотности ареометрический дпа-327-02

Назначение

Датчик предназначен для непрерывного измерения плотности жидкости. Датчик разработан для применения в составе станций ГТИ на буровых установках для контроля плотности промывочной жидкости в рабочих емкостях.

Технические характеристики

Диапазон измерений плотности, г/см3 0,5 ÷ 2,5

Пределы допускаемого приведенного отклонения измеряемого параметра от нормальной статической характеристики (НСХ) (основная погрешность измерения) в нормальных условиях, % ±1

Пределы допускаемого приведенного отклонения измеряемого параметра от НСХ (дополнительная погрешность измерения), обусловленной отклонением температуры окружающей среды на каждые 10°С, % ±0,5

Напряжение питания постоянного тока, В от 10 до 15

Ток потребления, мА, не более 20

Потребляемая мощность, Вт, не более 0,3

Тип выходного сигнала цифровой, 1-wire

Минимальная глубина погружения в измеряемую жидкость, м 0,4

Масса груза, кг, не более 2,8

Объем груза, дм3, не более 1,0

Габаритные размеры (длина, ширина, высота), мм, не более рабочее положение 2800 х 180 х 180 транспортное положение 1350 х 300 х 180

Масса, кг, не более 12

Рабочие условия эксплуатации:

диапазон рабочих температур, °С –50 ÷ +85

относительная влажность воздуха, %, не более 95

Степень защиты по ГОСТ 14254-96 IP65

Режим работы постоянный

Устройство

Датчик состоит из корпуса, в нижней части которого под защитным кожухом находится металлический шар-груз объемом 1 л. Шар-груз на тонкой нити подвешен к измерителю веса, расположенному в верхней части корпуса. Датчик с помощью крепежных приспособлений устанавливается вертикально в емкости с контролируемой жидкостью так, чтобы шар-груз был погружен в жидкость. При изменении плотности контролируемой жидкости изменяется выталкивающая сила, действующая на шар-груз, а, значит, и сигнал измерителя веса. Измеренный сигнал – цифровой код, пропорциональный плотности, передается по линии связи.

Датчик не градуирован в единицах плотности, поэтому перед применением, производится градуировка по двум точкам. Первая точка – выходной сигнал датчика, не погруженного в жидкость (на воздухе), принимается за нулевое значение плотности. Вторая точка – выходной сигнал в жидкости с известной плотностью.

9. Вибрационный измеритель плотности вип-328

Назначение

ВИП предназначен для измерения плотности жидкости (в том числе, бурового раствора) и передачи результатов измерений в системы сбора ГТИ, системы контроля, регулирования и управления технологическими процессами.

ВИП имеет три модификации:

- ВИП-328-03 – с цифровым выходом 1-wire, предназначенный для работы в составе системы сбора станции ГТИ «Разрез» или «Сириус»;

- ВИП-328-03А – то же, но с дополнительным токовым выходом и внешним блоком питания.

- ВИП-328-06

В сравнении с известными измерителями плотности, применяемыми для ГТИ, ВИП имеет небольшие габариты измерительного элемента, что позволяет устанавливать его в емкостях малого объема или в потоке жидкости (например, в желобе). Для установки ВИП требуется высота уровня жидкости не менее 10 ÷ 15 см.

ВИП имеет термокомпенсацию показаний, что позволяет получить высокую точность измерений во всем диапазоне рабочих температур.

При необходимости одновременного измерения плотности жидкости и температуры в ряде случаев (медленно изменяющиеся процессы) можно использовать данные встроенного термометра, показания которого передаются по цифровому каналу, и отказаться от использования дополнительного датчика температуры.

Программные средства, поставляемые в комплекте, позволяют легко выполнять настройку, градуировку и проверку работоспособности ВИП.

Устройство и принцип работы

ВИП предназначен для измерения плотности жидкости в открытой емкости. Жидкость может быть как ньютоновской (вязкость жидкости не зависит от скорости движения), так и неньютоновской (вязкость жидкости имеет зависимость от скорости движения). Буровой раствор, как правило, относится к неньютоновским жидкостям.

Принцип действия

ВИП основан на определении резонансной частоты вынужденных колебаний камертона, опущенного в контролируемую жидкость. Вынужденные механические колебания в камертоне возбуждаются непрерывным широкополосным сигналом. Спектральная характеристика колебаний камертона зависит от свойств контролируемой жидкости. Специализированный микроконтроллер в электронном блоке обрабатывает сигнал от камертона, производит необходимые расчеты и поддерживает связь по цифровому каналу. ВИП-328-03 подключается к системе сбора станции ГТИ «Разрез-2» через модуль MBУ-225-02W-15 (MBУ-225-02Wi-15). Блок электроники ВИП-328-ОЗА дополнительно имеет токовый выход 4 ÷ 20 мА. При использовании токового выхода ВИП подключается по трехпроводной схеме. ВИП-328-ОЗА комплектуется Блоком питания, который выполняет следующие функции:

 обеспечивает питание ВИП от сети 220 В;

 обеспечивает преобразование цифрового интерфейса 1-wire в RS-232 для подключения ВИП к СОМ-порту ПЭВМ и выполнения диагностики и настроек. Преобразование интерфейсов выполняется с гальваноразвязкой;

 обеспечивает коммутацию при питании ВИП от внешнего источника постоянного тока;

 преобразовывает токовый выходной сигнал 4 ÷ 20 мА в напряжения 0,4 ÷ 2 В; 0,8 ÷ 4 В и 1 ÷ 5 В.

Технические характеристики

Параметр	Вариант исполнения ВИП
	ВИП-328-03	ВИП-328-03А
Диапазон измеряемых плотностей, г/см3	0,8 ÷ 2,4	0,8 ÷ 2,4
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерения плотности в нормальных условиях, %	±0,5	±0,5
Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности измерения плотности, обусловленной отклонением температур во всем рабочем диапазоне температур, %	±0,5	±0,5
Время чистого запаздывания при изменении плотности, с, не более	1	1
Постоянная времени при изменении плотности, с, не более	4	4
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерения температуры, %	±1,0	±1,0
Постоянная времени при изменении температуры, с, не более	30	30
Рабочее напряжение питания постоянного тока, В	от 8 до 15	от 12 до 15
Ток потребления, мА, не более	150	150
Потребляемая мощность, Вт, не более	1,2	1,2
Токовый выход 4 ÷ 20 мА	нет	есть
Блок питания 220 В и связи с ПЭВМ	нет	есть
Диапазон рабочих температур для блока электроники, °С	–40 ÷ +50	–40 ÷ +50
Допустимый диапазон температур измеряемой жидкости, °С	0 ÷ 100	0 ÷ 100
Тип выходного сигнала	цифровой 1-wire	цифровой 1-wire, токовый 4 ÷ 20 мА
Интерфейс связи с компьютером	—	RS-232
Габаритные размеры (длина, ширина, высота), мм	1750 х 200 х 200	1750 х 200 х 200
Масса, кг, не более	5	10
Степень защиты по ГОСТ 14254-96	IP65	IP65
Режим работы	Постоянный	Постоянный

Выбор места установки измерительной части ВИП должен осуществляться с учетом следующих ограничений:

1. – камертон всегда должен быть полностью погружен в контролируемую жидкость

2. – расстояние от вилки камертона до твердых поверхностей (стенки емкости, элементы конструкции емкости, дно, детали агрегатов и механизмов, находящиеся в жидкости, и т.д.) должно быть не менее 5 см. Если на дне или стенках емкости могут образовываться твердые или вязкие отложения, минимальное расстояние измеряется от поверхности этих отложений;

3. – для неньютоновских жидкостей (например, буровые растворы), вязкость которых существенно зависит от скорости движения жидкости или которые склонны к «застыванию» при отсутствии движения, минимальные расстояния от камертона до стенок, дна емкости и других твердых частей и элементов следует увеличить в 1,5 раза;

4. – для вязких жидкостей камертон не должен устанавливаться в местах, где отсутствует или затруднено движение жидкости (углы емкости, приямки и др.). Как правило, в таких местах жидкость застаивается и затруднено ее естественное перемешивание с остальной массой жидкости. Измеренная в таких условиях плотность не будет соответствовать плотности в основном объеме;

5. – если ВИП устанавливается в емкость, в которую вливается жидкость под большим напором, то камертон следует располагать в емкости так, чтобы струя жидкости не била в ножки камертона;

6. – для измерения плотности вязких жидкостей рекомендуется устанавливать ВИП в потоке жидкости. При этом вилка камертона должна располагаться по направлению потока таким образом, чтобы жидкости двигалась между ножками камертона. Это исключит образование вихревых потоков вокруг камертона и предотвратит застаива-ние жидкости между ножками камертона;

7. – для крепления измерительной части ВИП следует выбирать жесткие элементы конструкции емкости, не подверженные вибрации. Если это невозможно, то для ослабления передачи вибрации на камертон необходимо использовать амортизирующие прокладки (например, резиновые) в месте крепления кронштейна к элементу конструкции емкости. Обязательно необходимо устанавливать резиновые прокладки из КМЧ между кронштейном и штангой, а также между охранным кожухом и фланцем.