Пирометр Thermalert gp

Thermalert GP - универсальная система для непрерывного измерения температуры, в состав которой входит компактный недорогой монитор и инфракрасный датчик GPR (рис.4.57). При необходимости монитор оснащается релейным модулем для сигнализации по двум точкам, а также обеспечивает питание датчика. Инфракрасные датчики необходимы в таких областях, где контактное измерение температуры повредит поверхность, например, пластиковой пленки или загрязнит продукт, а также измерения температуры двигающихся или труднодоступных объектов.

В пирометрах серии Thermalert GP: параметры монитора и датчика устанавливаются с клавиатуры монитора; обеспечена обработка результатов измерений: фиксация пиковых значений, вычисление средней температуры, компенсация температуры окружающей среды; предусмотрена стандартная или фокусная оптика; диапазоны сигнализации устанавливаются оператором; имеется возможность работы монитора GP с другими инфракрасными пирометрами фирмы Raytek, например, Thermalert CI и Thermalert TX.

Модели пирометров и их технические характеристики представлены в таблице 4.9.

Рис. 4.57. Пирометр Thermalert GP

Таблица 4.9. Модели и технические характеристики пирометров

Погрешность ±1%, но не меньше ±1°С при температуре (23±5)°С. Воспроизводимость ±0,5%. Коэффициент излучения 0,1...1,09 с шагом 0,01. Время отклика 700 мс GP/GPR; 1 с GP/GPМ. Выходы монитора: аналоговый 4-20 мА; две программируемые точки сигнализации температуры с выходом 5 В или дополнительно через реле 3 А. Температура окружающей среды: 0...50°С - монитор GP; 0...65°С - датчик GPR; 0...177°С - датчик GPR с водяным охлаждением; 0...85°С - датчик GPМ; 0...200°С - датчик GPМ с водяным охлаждением. Пылевлагозащищенность IP65. Питание: 110В/220 В, 50...60 Гц монитор GP; источник постоянного тока 24 В, 50 мА от монитора датчик GPR/GPМ. Габаритные размеры, мм: 96 х 48 х 105 монитор GP; 42 мм, L=125 мм датчик GPR; 14 мм, L=28 мм датчик GPМ. Масса монитора GP - 0,32 кг.

ПГ «Метран», Челябинск.

4.2.3. Интеллектуальные датчики температуры

Внедрение АСУ является наиболее прогрессивным направлением в области автоматизации. При большом расстоянии между технологическими аппаратами и щитами управления целесообразно применять электрические средства автоматизации (ЭСА). Химические производства относятся к числу взрывопожароопасных и автоматизация осуществляется на основе использования взрывозащищенных средств автоматизации с использованием контроллеров и ЭВМ.

ЭСА, контроллеры и ЭВМ применяются:

во-первых, для облегчения работы оператора, т.к. за короткий промежуток времени обрабатывается большое количество информации;

во-вторых, выполняют роль «советчика», при котором ЭВМ рекомендует оператору оптимальные знания режимных параметров процесса;

в третьих, сравнивая текущие значения с заданными, выдают сигнал рассогласования на регулятор (на контроллер), а, затем, регулирующее воздействие непосредственно на исполнительный механизм. Кроме того, работая в качестве управляющей системы по заданной программе, контроллеры и ЭВМ характеризуются гибкостью управления, т.е. появляется возможность перенастроить производство за короткое время на выпуск продукции другого качества, тем самым быстро среагировать на рынок.

Температура – важнейший параметр технологических процессов многих отраслей промышленности. Внедрение прогрессивных технологий повышает требования к точности измерений температуры. Одновременно с этим усложнение процессов производства заставляет расширять диапазоны измерений температуры и изыскивать новые методы ее измерений в более сложных производственных условиях. Понятие "новизны в термометрии" Промышленная Группа (ПГ) "Метран" (г. Челябинск) связала с разработкой новых конструкций и применением новых материалов и технологий. Технология изготовления термоэлектрических преобразователей из термопарного кабеля КТМС с применением импульсной лазерной сварки рабочего спая ранее использовалась только на предприятиях атомной энергетики и военной промышленности и была закрыта для широкого использования. В настоящее время кабельные термопреобразователи стали доступны для применения в различных отраслях промышленности и научных исследованиях. Именно на базе термопарного кабеля и лазерной сварки ПГ "Метран" была разработана серия интеллектуальных термопреобразователей ТХА/ТХК Метран-200. В номенклатуру продукции вошли также термопреобразователи сопротивления медные (50М, 100М) и платиновые (50П, 100П, Pt100, Pt500, Pt1000) разных конструкций, с одним и двумя чувствительными элементами. За эти годы освоено производство как самых простых термопар и термометров сопротивления, так и современных микропроцессорных датчиков температуры. Датчики температуры с унифицированными выходными сигналами серии Метран-270, Метран-270МП имеют широкий модельный ряд, включающий общепромышленное, взрывозащищенное (Exia, Exd) исполнения и 15 вариантов защитной арматуры. Применение этой серии датчиков дает возможность построения АСУТП без дополнительных нормирующих преобразователей. Микропроцессорный преобразователь датчиков Метран-270 МП позволяет перенастраивать диапазон измерений и проводить самодиагностику (рис. 4.58).

Рис. 4.58. Функциональная схема интеллектуального датчика

Блок электроники представляет собой электронную плату, помещенную в герметичный корпус, объединяющую в себе микропроцессор, модуль питания, блок управления ЖКИ дисплеем и ЦАП (рис. 4.58).

Получая данные из аналого-цифрового преобразователя, процессор корректирует их в соответствии с коэффициентами, хранящимися в запоминающем устройстве, и передает их в ЦАП, который преобразует их из цифрового в аналоговый сигнал 4-20 мА.

Микропроцессор (МП) представляет собой конструктивно и функционально законченное устройство обработки цифровой информации, выполненное из одной или нескольких БИС, входящих в состав МПК ИС. В первом случае МП называют однокристальным, во втором – многокристальным или модульным. На основе микропроцессорных комплектов ИС созданы микро-ЭВМ, микропроцессорные управляющие вычислительные комплексы, микропроцессорные программируемые контроллеры (МПК) и др.

Под микро-ЭВМ понимают устройство обработки данных общего назначения, имеющее в своем составе микропроцессор, одно или несколько запоминающих устройств для хранения управляющих программ и средства управления обменом с периферийными устройствами ввода-вывода (УВВ).

Процессор посредством HART протокола может взаимодействовать, как с конфигураторами, так и с различными системами сбора и обработки информации. Все заданные пользователем параметры работы прибора, а также коэффициенты корректировки первичных данных хранятся в запоминающем устройстве.

Сегодня ПГ "Метран" предлагает первые российские интеллектуальные датчики температуры Метран-280 с поддержкой коммуникационного протокола HART, которые позволяют создавать глобальные АСУТП с минимальными затратами.

Микропроцессорная электроника Метран-280 позволяет повысить точность измерений. Одновременно технология HART-протокола позволяет по одной паре проводов передавать и аналоговый (4-20 мА), и цифровой сигналы, что дает возможность использовать уже имеющиеся коммуникации для аналоговых сигналов ПГ.

В Метран-280 реализована возможность выбора единиц измерения: градусы Цельсия (°С); градусы Кельвина (К); градусы Фаренгейта (F); градусы Ренкина (R); Омы; милливольты. Технический персонал предприятия может дистанционно получать необходимую информацию от полевых датчиков Метран-280, осуществлять диагностику и настройку, используя для этого коммуникатор Метран-650 или компьютер с программным обеспечением H-Master разработки ПГ "Метран". Приведенные функции особенно высоко оцениваются потребителями, когда датчики расположены в труднодоступных местах и на больших расстояниях друг от друга. Непрерывная самодиагностика Метран-280 обеспечивает оперативность проведения ремонтных и профилактических работ, т.к. в случае неисправности датчик немедленно выдает сигнал о возникновении внештатной ситуации (сбоя) в конкретном блоке.

Интеллектуальные преобразователи температуры

(ИПТ) серии Метран – 280

ИПТ Метран-280 предназначены для измерений температуры в составе АСУТП (рис. 4.59-4.60). Использование ИПТ допускается в нейтральных, а также агрессивных средах, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким. Связь ИПТ Метран-280 с АСУТП осуществляется: по аналоговому каналу - передачей информации об измеряемой температуре в виде постоянного тока (4-20) мА; по цифровому каналу - в соответствии с HART-протоколом в стандарте Bell-202. Для передачи сигнала на расстояние используются 2-х-проводные токовые линии.

Рис. 4.59. Модернизированные

интеллектуальные преобразователи

температуры Метран-281-1, Метран-286-1

Рис. 4.60. Интеллектуальные преобразователи температуры

Метран-281-2, Метран-286-2

Интеллектуальные датчики серии Метран – 280 характеризует: высокая точность, выходной сигнал (4-20) mA /HART, цифровая передача информации по HART протоколу.

Конструктивные особенности и принцип действия датчиков

Конструктивно ИПТ Метран-280 состоит из первичного преобразователя и электронного преобразователя (ЭП), встроенного в корпус соединительной головки. В качестве первичного термопреобразователя в Метран-281 используются чувствительные элементы из термопарного кабеля КТМС (ХА), в Метран-286 – платиновые резистивные чувствительные элементы. ЭП преобразует сигнал первичного преобразователя температуры в унифицированный выходной сигнал постоянного тока (4-20) мА с наложенным на него цифровым сигналом HART в стандарте Bell-202.

В зависимости от используемого ЭП преобразователи Метран-280 подразделяются:

• Метран-280-1 - ЭП с гальванической развязкой (код ЭП 1);

• Метран-280-2 - ЭП без гальванической развязки (код ЭП 2).

Многоточечный режим работы ИПТ Метран-280 не рекомендуется при искроопасности производства. В многоточечном режиме Метран-280 работает только с цифровым выходом. Аналоговый выход автоматически устанавливается в 4 мА и не зависит от значения входной температуры. Информация о температуре считывается по HART протоколу. К одной паре проводов может быть подключено до 15 датчиков. Их количество определяется длиной и параметрами линии, а так же мощностью блока питания датчиков. Каждый датчик в многоточечном режиме имеет свой уникальный адрес от 1 до 15, и обращение к датчику идет по этому адресу. Метран-280 в обычном режиме имеет адрес 0; если ему присваивается адрес от 1 до 15, то датчик автоматически переходит в многоточечный режим и устанавливает выход в 4 мА. Коммуникатор или АСУТП определяет все датчики, подключенные к линии, и может работать с каждым из них.

Таблица 4.10. Основные технические характеристики датчиков

Тип и исполнение ИПТ	НСХ	Диапазон измеряемых температур, 0C	Пределы допускаемой основной погрешности, ± 0C
			аналогового сигнала	цифрового сигнала
Метран – 281 - Exia Метран – 281 - Exd	K	- 50 ÷ +300 -50 ÷ +1000	1 2,5	0,5 2
Метран – 286 - Exia Метран – 286 - Exd	Pt 100	- 50 ÷ +200 - 50 ÷ +500	0,5 0,7	0,4 0,4

Взрывозащита. Метран – 281 – Ex, могут применяться во взрывоопасных зонах, в которых возможно образование взрывоопасных смесей газов, паров, горючих жидкостей с воздухом категории ΙΙC группы Т6 или Т5.

Маркировка взрывозащиты:

- особовзрывобезопасный уровень с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь ia» - ExiaΙΙCТ6Х , ExiaΙΙCТ5Х;

- взрывобезопасный уровень с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка d» - ExdΙΙCТ6Х , ExdΙΙCТ5Х.

В каталоге [9] представлен стандартный ряд монтажных длин L (от 60 до 200) мм. В соответствии с ГОСТ 15150 ИПТ могут работать в диапазоне температур окружающего воздуха (-10  +70) ⁰С. Масса ИПТ (0,5-1,0) кг, срок службы от 3 до 6 лет, гарантия 18 месяцев, поверка 1 раз в год.