Преобразователи уровня буйковые электрические УБ-ЭМ, УБ-ЭМ-Ех
Общие сведения
Преобразователи уровня буйковые электрические УБ-ЭМ, УБ-ЭМ-Ех предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в нефтеперерабатывающей, газовой, химической и других отраслях промышленности, в том числе со взрывоопасными условиями производства, и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра - уровня жидкости или границы раздела двух несмешивающихся жидкостей как нейтральных, так и агрессивных сред в стандартный токовый выходной сигнал дистанционной передачи.
Преобразователи предназначены для работы со вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики, машинами централизованного контроля и системами управления, работающими от стандартного входного сигнала 0-5 или 0-20 или 4-20 мА постоянного тока.
Преобразователи УБ-ЭМ-Ех выполнены во взрывозащищенном исполнении, имеют маркировку по взрывозащите "0ЕхiаIIСТ6 в комплекте с БПС-96" и предназначены для работы во взрывоопасных зонах.
Преимущества:
полностью заменяют преобразователи Сапфир-22-ДУ и Сапфир-22-ДУ-Ех по техническим и эксплуатационным характеристикам, по габаритным и присоединительным размерам;
обладают повышенной устойчивостью к механическим перегрузкам, большей стабильностью метрологических характеристик во времени;
ремонтопригодность в условиях эксплуатации. УБ-ЭМ-Ех-Х-Х-ХХ-Х/Х-Х-ТП:
УБ-ЭМ - обозначение преобразователя;
Ех - искробезопасное исполнение (только для УБ-ЭМ-Ех);
Х - модель (2620; 2630; 2640);
Х - исполнение по материалам, контактирующим с измеряемой
средой (табл. 1);
ХХ - климатическое исполнение и категория размещения УХЛ*3.1
и У*2 по ГОСТ 15150-69 (исполнения В4 и С4 соответственно
по ГОСТ 12997-84);
Х - абсолютное значение предела допустимой основной
погрешности, %;
Х - верхний предел измерения уровня преобразователей, М
(0,25; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 6; 8; 10);
Х - шифр выходного сигнала:
05 (0-5 мА); 02 (0-20 мА); 42 (4-20 мА);
ТП - условное наименование радиатора.
Таблица 1
| Исполнение преобразователя по материалам | Материал | |||
| Буек | Мембрана вывода | Корпусные детали | Прокладка | |
| 01 | Сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632–72 | Сплав 36НХТЮ ГОСТ 14117–85 | Сталь 20 ГОСТ 1050–88 | Паронит ПМБ ГОСТ 481–80 |
| 02 | Сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632–72 | Фторопласт-4 ГОСТ 10007–80 | ||
виду климатического исполнения УХЛ* категории размещения 3.1 по ГОСТ 15150-69 (исполнению В4 по ГОСТ 12997-84), но для работы при температуре от 1 до 50°С (основной вариант исполнения) или, по требованию потребителя, от 1 до 80°С при относительной влажности до 80% при 35°С и более низких температурах, без конденсации влаги;
виду климатического исполнения У* категории размещения 2 по ГОСТ 15150-69 (исполнению С4 по ГОСТ 12997-84), но для работы при температуре от минус 30 до 50°С (основной вариант исполнения) или, по требованию потребителя, от минус 50 до 80°С при относительной влажности до 95% при 35°С и более низких температурах без конденсации влаги.
Преобразователи вида климатического исполнения УХЛ*3.1 и У*2 устойчивы к воздействию относительной влажности окружающего воздуха (95+3)% при 35°С и более низких температурах, без конденсации влаги.
Преобразователи предназначены для работы при барометрическом давлении от 84 до 106,7 кПа (от 630 до 800 мм рт.ст.) и соответствуют группе исполнения Р1 по ГОСТ 12997-84.
По устойчивости к механическим воздействиям преобразователи соответствуют виброустойчивому исполнению NХ по ГОСТ 12997-84 с параметрами вибрации: частота 16-55 Гц, амплитуда вибросмещения 0,035 мм. Резонансные частоты не более 16 Гц.
Степень защиты преобразователей от воздействия пыли и воды IР54 по ГОСТ 14254-96.
Преобразователи предназначены для контроля сред, не содержащих компонентов, конденсат паров которых замерзает при температурах окружающего воздуха, возможных в процессе эксплуатации.
При наличии таких компонентов преобразователи должны размещаться в обогреваемых шкафах.
Не допускается эксплуатация преобразователей в системах, в которых рабочее избыточное давление может превышать соответствующие предельные значения, указанные в табл. 2.
Таблица 2
| Наименование преобразователя | Модель | Предельно допустимое избыточное давление, МПа (кгс/см2) |
| Преобразователь уровня буйковый электрический | 2620 | 4 (40) |
| 2630 | 6,3 (63) | |
| 2640 | 16 (160) |
Не допускается применение преобразователей для измерения параметров сред, агрессивных по отношению к материалам, контактирующим с измеряемой средой. Преобразователи предназначены для контроля сред, по отношению к которым материалы, контактирующие с измеряемой средой, являются коррозионно-стойкими.
По способу защиты человека от поражения электрическим током преобразователи относятся к классу 01 по ГОСТ 12.2.007.0-75.
Корпус преобразователя должен быть заземлен.
Преобразователи УБ-ЭМ-Ех предназначены для работы с блоком преобразования сигналов БПС-96ПР ИНСУ.068.006 ТУ и имеют маркировку по взрывозащите "0ЕхiаIIСТ6 в комплекте с БПС-96ПР", соответствуют требованиям ГОСТ 22782.0-81, ГОСТ 22782.5-78 и предназначены для установки во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок согласно требованиям гл. УП-3 действующих ПУЭ, гл. ЭШ-13 действующих ПТЭ и ПТБ и другим документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных условиях.
Блоки преобразования сигналов БПС-96ПР имеют маркировку по взрывозащите "ЕхiаIIС", соответствуют ГОСТ 22782.5-78 и предназначены для установки вне взрывоопасных зон помещений и наружных установок.
Блоки БПС-96ПР обеспечивают питание преобразователей от искробезопасных входов и формируют один из трех стандартных выходных сигналов постоянного тока: 0-5 или 0-20 или 4-20 мА (в зависимости от заказа).
Допускается использование других блоков преобразования сигналов, обеспечивающих взрывозащиту 0ЕхiаIIСТ6.
Преобразователи для внутригосударственных поставок соответствуют требованиям ТУ 4214-010-42334258-98.
ТУ 4214-010-42334258-98
Предел измерения токовых выходных сигналов, мА: для преобразователей УБ-ЭМ - 0-5; 0-20; 4-20
для преобразователей УБ-ЭМ-Ех в комплекте с БПС-96ПР в зависимости от исполнения БПС-96ПР - 0-5; 0-20; 4-20
для преобразователей УБ-ЭМ-Ех при использовании их без блоков БПС-96ПР вне взрывоопасных зон без сохранения свойств взрывозащищенности, при проведении испытаний и проверок в лабораторных условиях - 4-20
Верхний предел измерения уровня, м - 0,25; 0,4; 0,6; 0,8; 1; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 6; 8; 10
Зона нечувствительности от верхнего предела измерений, %, не более - 0,2
Допустимая основная погрешность, % - +0,5; +1
Параметр контролируемой среды: плотность, кг/м3 - 400-2000
температура, °С - -50...+20
предельно допустимое рабочее избыточное давление, МПа - 4; 6,3; 16
Напряжение питания постоянного тока, В: для преобразователей УБ-ЭМ - 36+0,72
для преобразователей УБ-ЭМ-Ех - От БПС-96ПР
Потребляемая мощность, В·А - 1,2
Расстояние между преобразователем УБ-ЭМ и источником питания, М, не более - 600
Масса, кг, не более: преобразователей для модели 2620 - 12
для модели 2630 - 14
для модели 2640 - 16
буйка с подвеской - 3,5
радиатора - 12,5
Средний срок службы, лет - 14
Преобразователь состоит из измерительного и электронного блоков.
При изменении измеряемого уровня происходит изменение гидростатической выталкивающей силы, воздействующей на чувствительный элемент - буек. Это изменение через рычаг передается на индуктивный преобразователь, размещенный в измерительном блоке, где линейно преобразуется в изменение индуктивности преобразователя.
Электронный блок преобразует изменение индуктивности в токовый выходной сигнал преобразователя, пропорциональный изменению уровня жидкости.
Буйки преобразователей изготовляются неполированными. По требованию потребителей буйки могут быть изготовлены полированными для измерения уровня вязких сред.
Электрическая схема преобразователя приведена на рис. 1.
Таблица к рис. 1
| Диапазон изменения выходного сигнала, мА | 0/5 | 0/20 | 4/20 |
| Наличие перемычек | 10–11 13–14 | 10–11 13–14 16–17 | 10–12 13–15 |
Электрическая принципиальная схема преобразователей УБ-ЭМ:
R1-R69 - резисторы;
C1-C27 - конденсаторы;
DA1-DA9 - микросхемы;
A1 - схема индуктивного преобразователя;
A2 - схема электронного блока;
VT1 - полевой транзистор;
VT2-VT5 - транзисторы;
VD1-VD4 - стабилитроны;
VD2, VD3, VD5-VD15 - диоды;
L1, L2 - катушки индуктивности;
KT1-KT10 - контрольные точки;
X1 - клеммная колодка
Электронный блок включает в себя:
стабилизатор напряжения +10 В (VD1-VD4, VТ2, VТ3);
стабилизатор напряжения +7,5 В (DА7, DА8.1);
формирователь напряжения +3,75 В (DА5);
генератор синусоидального напряжения (DА1);
стабилизатор амплитуды сигнала генератора (DА2, VD5-VD8, VТ1);
усилитель сигнала индуктивного преобразователя (DА6);
детектор (DА3, VD14, VD15);
схема температурной компенсации (VD9-VD13, DА9);
усилитель-интегратор (DА4);
выходной усилитель тока (DА8.3, DА8.4, VТ4, VТ5).
Стабилизатор напряжения +10 В состоит из стабилизатора тока (VD1, VТ2), составного стабилитрона (VD2-VD4) и усилителя мощности (VТ3). Выходное напряжение (+10+1) В используется для питания всех использованных в устройстве микросхем.
Стабилизатор напряжения DА7 представляет собой прецизионный источник напряжения (+2,5+0,005) В, которое усиливается операционным усилителем DА8.1.
Выходное напряжение (КТ3) составляет (+7,5+0,1) В.
К выходу стабилизатора через резистивный делитель R31-R32 подключен неинвертирующий вход операционного усилителя DА5, работающего с единичным коэффициентом усиления. На выходе DА5 (КТ4) имеется напряжение (+3,75+0,1) В, используемое как "нулевое" смещение рабочей точки операционных усилителей.
Генератор синусоидального напряжения собран на микросхеме DА1 по классической схеме с мостом Вина в цепи положительной обратной связи: R6-С4, R8-С5. Для стабилизации амплитуды напряжения в цепь отрицательной обратной связи (R5-R7) включен полевой транзистор VТ1, сопротивление канала сток-исток которого, регулируется постоянным напряжением на затворе. Для увеличения стабильности амплитуды генератора при воздействии температуры используется усилитель на микросхеме DА2. Выходное напряжение генератора (вывод 6/DА1) выпрямляется диодами VD5, VD6 и подается на вывод 3/DА2, где сравнивается с опорным напряжением на другом входе DА2 (вывод 2). При разности этих напряжений на выходе микросхемы DА2 (вывод 6) возникает постоянное напряжение рассогласования, поступающее на затвор VТ1 и меняющее в итоге выходное напряжение генератора.
Выходное напряжение генератора КТ1 подается на измерительный мост, состоящий из резисторов R3, R4 и катушек L1, L2 индуктивного преобразователя. С катушек L1 и L2 снимается напряжение, линейно связанное с перемещением якоря индуктивного преобразователя. Это напряжение подается на входы инструментального усилителя DА6. Усиленный разностный сигнал поступает на вход однополупериодного детектора на DА3.
Схема температурной коррекции (VD9-VD13, DА9) служит для компенсации температурных погрешностей механического преобразователя перемещений. В зависимости от положения регуляторов R45, R49 напряжения на КТ7 и КТ8 могут иметь отрицательный, положительный или нулевой температурный коэффициент.
Напряжение с выхода детектора (КТ9) подается на вход усилителя-интегратора DА4. Перемычка, устанавливаемая между точкой 5 и одной из точек 6-9, определяет коэффициент передачи усилителя. Коэффициент передачи устанавливается в зависимости от величины перемещения якоря индуктивного преобразователя.
Выходной усилитель тока состоит из двух независимых каскадов. Если минимальное значение выходного тока равно 4 мА, то работает каскад, реализованный на DА8.3, VТ4; если же минимум выходного тока равен 0 мА, то должен быть подключен каскад на DА8.4, VТ5. Диапазон изменения выходного сигнала определяется установкой перемычек между точками 10-17.
Искробезопасность электрических цепей преобразователей УБ-ЭМ-Ех достигается за счет ограничения тока и напряжения в его электрических цепях до искробезопасных значений, а также за счет выполнения конструкции преобразователя в соответствии с требованиями ГОСТ 22782.5-78.
Ограничение тока и напряжений в электрических цепях преобразователей до искробезопасных значений достигается наличием в блоке преобразования сигналов БПС-96ПР барьера защиты и гальванического разделения в сигнальной цепи и цепи питания.
Габаритные, установочные и присоединительные размеры преобразователей приведены на рис. 2, схемы внешних электрических соединений - на рис. 3, границы рабочей зоны допустимого напряжения питания - на рис. 4, схемы установки преобразователей на объекте - на рис. 5.
Таблица 1 к рис. 2
| Модели | Н, мм | d, мм | Число секций |
| 2620; 2630; 2640 | 250 | 60 | 1 |
| 400 | |||
| 600 | 50 | ||
| 800 | 40 | ||
| 1000 | |||
| 1600 | 30 | ||
| 2000 | 25 | ||
| 2500 | |||
| 3000 | 20 | 2 | |
| 4000 | |||
| 6000 | 16 | 3 | |
| 8000 | 11 | 4 | |
| 10 000 | 5 |
Таблица 2 к рис. 2
| Модели | Р,МПа | Dу, мм | Размеры мм | ||
| D | D1 | d1 | |||
| 2620 | 4 | 65 | 180 | 145 | 18 |
| 2630 | 6,3 | 200 | 160 | 22 | |
| 2640 | 16 | 220 | 170 | 26 | |
Общий вид, габаритные, установочные и присоединительные размеры преобразователей:
Р - предельно допустимое рабочее избыточное давление;
Dy - условный диаметр прохода присоединительного фланца;
S - размер под ключ
Таблица к рис. 3, в
| Типоисполнение | Параметр линии связи (взрывоопасная зона) | ||
| R, Ом, не более | С, мкФ, не более | L, мГн, не более | |
| УБ-ЭМ-Ех | 20 | 0,06 | 1 |
Схемы внешних электрических соединений:
а - для преобразователей УБ-ЭМ с выходными сигналами 0-5; 0-20 мА;
б - для преобразователей с выходным сигналом 4-20 мА;
в - для преобразователей УБ-ЭМ-Ех;
Д - преобразователь;
G - источник постоянного тока;
Rн - сопротивление нагрузки;
Х1-Х3 - клеммные колодки
Границы рабочей зоны допустимого напряжения питания:
Uп - напряжение питания;
R - нагрузочное сопротивление
Схемы установки преобразователей на объекте:
а - непосредственно на емкости без теплоотводящего патрубка (при температурах контролируемой среды от -50 до +120°С);
б - непосредственно на емкости через теплоотводящий патрубок (при температурах контролируемой среды от -200 до +450°С);
в - на выносной камере;
г - на выносной камере через теплоотводящий патрубок Н Комплект поставки преобразователей соответствует указанному в табл. 3.
Таблица 3
| Обозначение документа | Наименование | Число | Примечание |
| В соответствии с табл. 2 | Преобразователь | 1 шт. | В зависимости от заказа |
| ИНСУ2.068.006 ТУ | Источник питания | 1 шт. | Для УБ-ЭМ-Ех – блок БПС-96ПР |
| ИНСУ2.087.001–92 | Для УБ-ЭМ – блок БПИ ТУ; | ||
| ИНСУ2.834.008 РЭ | Руководство по эксплуатации | 1 экз. | Допускается прилагать 1 экз. руководства по эксплуатации на каждые 10 преобразователей, поставляемых в один адрес |
| ИНСУ2.834.008 ПС | Паспорт | 1 экз. | – |
| ИНСУ6.452.034 | Радиатор | 1 шт. | Поставляется по требованию заказчика за отдельную плату |
| – | Флакон с жидкостью для демпфера | 1 шт. | – |
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
