Назначение
Уровнемеры предназначены для автоматического, дистанционного, непрерывного измерения уровня различных жидкостей (сырая нефть, товарная нефть, нефтепродукты, техническая вода, подтоварная вода) и уровней раздела сред многофазных жидкостей (нефть-эмульсия-подтоварная вода, нефтепродукты эмульсия-вода) по одному или двум независимым каналам (датчикам). Уровнемеры применяется в резервуарных парках нефти нефтепродуктов, технологических ёмкостях объектов сбора, подготовки нефти и воды.
Описание
Принцип действия уровнемера заключается в измерении интервала времени, необходимого для прохождения ультразвуковым сигналом расстояния от излучателя, расположенного над уровнем крышки люка резервуара, до поплавка в котором установлен постоянный магнит. Положение поплавка определяется уровнем жидкости в резервуаре и пересчете этого интервала в уровень. Пересчет производится путем вычитания вышеуказанного расстояния из высоты резервуара.
Работа уровнемеров происходит следующим образом. Возбуждённая пьезоэлементом ультразвуковая волна, распространяясь вниз по сердечнику, достигает магнитного поля поплавка. Вследствие эффекта Виллари, в обмотке в этот момент возникает ЭДС. Интервал времени от возбуждения волны до возникновения ЭДС измеряется и вычитается из полной длины датчика и выдается на измеритель.
Уровнемер состоят из 2-х основных составных частей:
— датчиков, устанавливаемых на резервуарах (технологических ёмкостях);
— измерителя, устанавливаемого на щите или на столе в операторной.
Д атчики и измеритель соединяются между собой коаксиальным кабелем типа «РК-50».
В зависимости от количества подключаемых датчиков, рабочего давления в измеряемом резервуаре, конструкции датчика и количества поплавков на датчике, уровнемеры изготавливаются в следующих исполнениях: Y1500M-DIN-X, где X — шифр исполнения уровнемера от 00 до 11. Состав уровнемера в зависимости шифра исполнения приведен в таблице 1.
аблица 1 — сведения об исполнениях
| Х |
Количество датчиков |
Количество поплавков на датчике |
Количество сигнализируемых уровней |
Тип уровнемера |
| 00 |
1 |
1 |
2 (4) |
Одноканальный с 2/4 сигнализируемыми уровнями |
| 01 |
2 |
1 |
2 |
Двухканальный |
| 02 |
1 |
2 |
2 |
Двух поплавковый |
| 03 |
1 |
1 |
2 (4) |
Одноканальный с 2/4 сигнализируемыми уровнями |
| 04 |
2 |
1 |
2 |
Двухканальный |
| 05 |
1 |
2 |
2 |
Двух поплавковый |
| 06 |
1 |
1 |
2 (4) |
Одноканальный с 2/4 сигнализируемыми уровнями |
| 07 |
2 |
1 |
2 |
Двухканальный |
| 08 |
1 |
2 |
2 |
Двух поплавковый |
| 09 |
1 |
1 |
2 (4) |
Одноканальный с 2/4 сигнализируемыми уровнями |
| 10 |
2 |
1 |
2 |
Двухканальный |
| 11 |
1 |
2 |
2 |
Двух поплавковый |
Общий вид уровнемеров приведен на рисунке 1.
Датчик Измеритель
Рисунок 1 — Общий вид уровнемеров
Места нанесения заводских номеров и знака утверждения типа представлены на рисунке 2.
Место нанесения заводского номера
Место нанесения знака утверждения типа
Рисунок 2 — Места нанесения заводского номера и знака утверждения типа
Заводской номер датчика У150)0)М-1′)1\ в виде цифрового обозначения, состоящего из арабских цифр, наносится на информационную металлическую табличку, находящуюся на корпусе методом рукописи с применением перманентного маркера. Заводской номер измерителя У1500М-0Ш, в виде цифрового обозначения, состоящего из арабских цифр, наносится на маркировочную табличку, расположенную на лицевой стороне измерителя, типографским способом. Заводской номер измерителя соответствует заводскому номеру датчика (заводские номера датчиков, входящих в состав уровнемера, при этом указываются в паспорте уровнемера). Места нанесения заводских номеров указаны на рисунке 2.
Измеритель уровнемеров пломбируются предприятием-изготовителем этикеткой пломбировочной, исключающей несанкционированный доступ к элементам измерителя, как показано на рисунке 3.
Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.
Пломбирование крышки измерителя
1. Корпус измерителя
2. Крышка измерителя
3. Этикетка пломбировочная
Рисунок 3 — Схема пломбирования измерителя
Программное обеспечение
Программное обеспечение уровнемера является встроенным и хранится в энергонезависимой памяти микроконтроллера измерительной платы. Программа работает в режиме непрерывного измерения интервала времени от момента подачи на соответствующий выход микропроцессора сигнала возбуждения излучателя УЗ до возникновения электрического импульса на соответствующем входе микропроцессора. Замеры интервала времени производятся с частотой 50 Гц, накапливаются в буфере и усредняются. Далее среднее значение интервала времени (Тср) подставляется в формулу расчета расстояния L = V * Тср, где V — скорость звука в стержне датчика.
Программное обеспечение обеспечивает вычисление уровня и вывод текущей информации на индикатор передней панели прибора. Интерфейс RS-485, применяемый в уровнемерах используется исключительно для настройки уровнемеров при изготовлении, при помощи сервисного программного обеспечения. В процессе эксплуатации программное обеспечение не может быть изменено, так как пользователь не имеет к нему доступа. Конструкция уровнемеров исключает возможность несанкционированного влияния на программное обеспечение уровнемера и измерительную информацию.
Программное обеспечение уровнемеров является метрологически значимым.
Метрологические характеристики уровнемеров нормированы с учетом влияния ПО.
Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Технические характеристики
Таблица 2 — Метрологические характеристики
| Наименование параметра |
Значение параметра |
| Диапазон измерений уровня, м, для шифров исполнения:
— 00, 01, 02
— 03, 04, 05
— 06, 07, 08
— 09, 10, 11 |
от 1 до 41) от 1 до 81) от 1 до 121) от 1 до 161) |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений уровня, мм |
±5 |
| Вариация показаний, мм |
5 |
| Диапазон преобразования значения уровня в выходной токовый сигнал, мА |
от 0 до 201) |
| Пределы допускаемой относительной погрешности преобразования значения уровня в выходной токовый сигнал, % |
±1 |
| 1) — действительное значение определяется заказом и указывается в паспорте уровнемера. |
Таблица 3 — Основные технические характеристики
| Наименование параметра |
Значение параметра |
| Избыточное давление измеряемой среды, МПа, не более, для шифров исполнения:
— 00, 01, 02
— 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11 |
1,6 0,04 |
Продолжение таблицы 3
| Наименование параметра |
Значение параметра |
| Условия эксплуатации:
а) температура окружающего воздуха, ° С:
— датчика
— измерителя
б) относительная влажность окружающего воздуха, %, не более |
от — 50 до + 50
от + 5 до + 40
95 |
| Температура измеряемой среды, °С |
от — 50 до + 50 |
| Параметры электрического питания: — напряжение постоянного тока, В |
от 21,6 до 26,4 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более |
7 |
| Степень взрывозащиты составных частей: — датчик — измеритель |
1Ex h ib IIB T6 Gb [Ex ib Gb] IIB |
| Габаритные размеры, мм, не более
— датчика (L- длина датчика в зависимости от заказа от 2 до 16 м)
— измерителя |
113x129x(105+L) 120x100x75 |
| Масса, кг, не более
— датчика (зависит от длины датчика), — измерителя |
18
0,6 |
Таблица 4 — Показатели надежности
| Наименование характеристики |
Значение |
| Наработка на отказ, ч, не менее |
67 000 |
| Срок службы, лет, не менее |
14 |
Знак утверждения типа
наносится на маркировочную табличку датчика и измерителя методом штемпелевания, а также в верхнем левом углу титульного листа паспорта типографским способом.
Комплектность
Таблица 5 — Комплектность
| Наименование |
Обозначение |
Количество, шт./экз. |
| Измеритель |
2498.03.01.00.000 |
1 |
| Датчик уровня |
3594.02.04.00.000 |
1 |
| Комплект запасных частей:
Вставка плавкая ВП2Б-1В 1А |
— |
1 |
| Паспорт |
2498.03.00.00.000 ПС |
1 |
| Руководство по эксплуатации |
2498.03.00.00.000 РЭ |
11) |
| 1) на партию |
Сведения о методах измерений
изложены в пункте 1.4 и разделе 2 руководства по эксплуатации 2498.03.00.00.000 РЭ.
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 30.12.2019 г. № 3459 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений уровня жидкости и сыпучих материалов»;
Приказ Росстандарта от 01.10.2018 года № 2091 «Об утверждении Государственной поверочной схемой для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 140-16 до 100 А»;
ТУ 4214-003-04830336-09 Уровнемер У 1500M-DIN. Технические условия.
