Как правильно выбрать и заказать прибор

                                                                                     "Можно измерить все что угодно, вопрос только чем и как?"

Пять простых шагов по подбору прибора  (ведь для нас КИПиА – это просто!)
1.  Диапазон измерения – ДИ
2.  Класс точности – КТ
3.  Выход (передача показаний)
4.  Среда (измеряемая-ИС и окружающая-ОС)
5.  Монтаж (к процессу, корпуса, к линии)

1.  Диапазон измерения - "ДИ" с размерностью

Приборы измеряют параметры, укладываясь в класс точности, строго в определенном диапазоне (от А до Б).
Диапазон измерения явно может быть не указан, но он всегда есть.
Как, например, в приборах контроля расхода жидкости и газа, там используется в качестве основной характеристики производная от диапазона – диаметр условного прохода – ДУ-10,-15,-20….-250мм (калибр) или в термопреобразователях, где диапазон измерения определяется линейностью графика НСХ.

Диапазон измерения должен указываться в конкретной размерности, соответствующей той или иной общепринятой системе единиц измерения, например:
-  международная СИ (метр, килограмм, секунда, кельвин, ампер, моль, кандела и производные);
-  инженерная СГС (Сантиметр, Грамм, Секунда …);
-  Англо-американская (дюйм=25,4мм, фунт=0,4536кг  …)
    и другие.

От многообразия систем происходит разнообразие единиц измерения,
например, применяются следующие единицы измерения давления:
Па = 1Н/м2 (кПа, МПа),
кГс/см2(кГс/м2 - СГС), 
Бар = 106 дин/см²,
мм Вд. ст. (мм водяного столба),
мм Рт. ст. (торр – мм ртутного столба), 
psi = lbf/in2 (фунт силы/дюйм2),
Атмосфера: Атм = 101325Па(физическая) и Ат = 981000Па(техническая),
Пьеза: пз = 1кПа= 1стен/м2 (сист МТС), 
«Очко» = 1Ат - жаргонно-сантехническая.
 

2. Класс точности – "КТ"

Класс точности – это обобщённая характеристика средств измерений, служащая показателем установленных ГОСТами пределов основных и дополнительных погрешностей и других параметров, влияющих на точность.
Погрешностью называют разность между показаниями прибора и действительным значением измеряемой величины. 

В зависимости от класса точности различают
индикаторы (имеющие не нормированный класс точности – хуже 4%) и
измерительные приборы:
-  технические –            КТ= 4; 2,5; 1,5%
-  точных измерений – КТ= 1; 0,6%
-  образцовые –             КТ= 0,5; 0,4; 0,25; 0,15; 0,1%
-  эталоны(ые) –            КТ= 0,05% и точнее.

При характеристике первичных преобразователей (термопреобразователи, преобразователи расхода еще не являющимися измерительными приборами) применяется понятие класс допуска-КД: АА, А, В, С, D, характеризующий максимально допустимую степень отклонения от номинальной статической характеристики – НСХ.
Например, у термопреобразователей сопротивления класс допуска - максимально допустимое отклонение от номинальной зависимости сопротивления от температуры, выраженное в градусах Цельсия (КД: АА-сверхточные, А-точные, В-оптимальные,  С – точность примерно 10С, зато наиболее дешевые).

3.  Выход  (передача показаний)

По наличию передачи показаний приборы могут быть с дистанционной передачей и без таковой (показометры).
По виду показаний приборы делятся на аналоговые (непрерывные) и цифровые (дискретные, прерывистые).

Приборы с дистанционной передачей используют в измерительных системах, включающих в себя следующих основные части:

Первичный прибор (ПП) – это преобразователь (датчик), который воспринимает посредством чувствительного элемента изменения измеряемой величины, преобразует её в выходной сигнал и передает последний на расстояние.

Вторичный прибор (ВП) – это прибор, который воспринимает выходные сигналы ПП и преобразует их в воспринимаемую наблюдателем (оператором) индикацию (перемещение указателя (стрелки) , изменение значения на ЖК или СД-индикаторе. Вторичные приборы могут быть не только показывающими, но сигнализирующими , регулирующими или регистрирующими (записывающими).
 

Линии связи – это линии (электрические, пневматические, гидравлические, оптические и пр.) по которым передаются результаты измерений от ПП к ВП в виде сигналов (обычно унифицированных).

Наиболее распространенные виды унифицированных выходных сигналов:

а)  Электрические:
-  НСХ (номинальная статическая характеристика):
   термопары - ХК(L), ХА(K), ПП(S,R), ПР(B), ЖК(J), ТВР(А)
   термометры сопротивления: (10, 50, 100, 500, 1000 Ом)
   медные-«М»(-50+200С) и  платиновые-«Pt, П»(-200+500С)
-  токовые сигналы: 0-5мА, 0-20мА, 4-20мА (при напряжении питания =24 или =36В)
-  сигналы напряжения постоянного тока:  0-10В, 0-5В, 0-1В
-  индуктивные: 0-10мГн; -10+10мГн
-  частотные сигналы (синусоида с переменной частотой);
-  импульсные сигналы (порция, обычно у расходомеров – 1, 10, 100 имп./литр)
- выходные устройства ключевого типа (вкл./выкл.):  электромагнитное реле (Р), транзисторная 
   оптопара (К), симисторная оптопара (С), выход для управления твердотельным реле (Т).
-  интерфейсы RS232, RS485, USB, Ithernet и др.
-  цифровой код стандартов HART-протокола, M-Bus и других.

б) Пневматические (для взрывоопасных условий)
-  пневматический сигнал: 20-100кПа (0,1-1кгс/см2, при питании сжатым воздухом Р=140кПа + 10%, расход до 5 л/мин)

4.  Среда  (измеряемая-"ИС" и окружающая-"ОС")

Необходимо учитывать степень влияния на работоспособность прибора отклонений параметров измеряемой и окружающей среды от нормальных условий (P=760мм рт ст(101325Па),   T=20С (293,15К),   влажность Ѱ=60%, молярный объём газа V0 = 2,2414-10-2 м3/моль, ускорение свободного падения  gn = 9,80665 м/с2, при нормальных значениях параметров внешнего электро-магнитного поля и пр.).

Факторы измеряемой среды (ИС) 

-  Диапазон измерения: возможность перегрузок (выхода за пределы измерения) или резких скачков изм. параметра (гидро-, термо- или других ударов).
-  Температурные режимы (переохлаждения или перегревы)
-  Степень агрессивности и взрывоопасности ИС.
-  Вязкость, загрязнённость ИС
    и другие факторы

Факторы окружающей среды (ОС)

-  Воздействие пыли и воды (защита определяется степенью пылеводозащиты (код IP, max-IP68)).
-  Температурные и климатические условия эксплуатации
    (категории размещения: УХЛ, У*, Т3)
-  Взрывоопасность ОС, виды взрывозащиты
    «Exi» - искробезопасная электрическая цепь
    «Exd» - взрывонепроницаемая оболочка
    «А»    – для объектов атомной энергетики (ОАЭ) - повышенная надежность
-  Электромагнитные помехи, ЭМС, нестабильности питания, короткие замыкание цепи и т.п
-  Механические нагрузки: вибрации, удары
-  Нарушение условий хранения, монтажа и эксплуатации

5.  Монтаж  (к процессу, корпуса, к линии)

а)  Присоединение к процессу (по входу)
б)  Монтаж корпуса прибора
в)  Присоединение к линии связи (по выходу)

Способы монтажа (М.) и присоединения:

а)  К процессу  (к трубопроводу, емкости и т.п.)
-  штуцер - "М. на отборе" (резьба М20х1,5, М12х1,5; G1/2, G1/4 и др., «елочка» для напоромеров)
-  ниппель - "М. на кронштейне" (ниппели под пайку или приварку, обычно притягиваются гайкой)
-  монтажные фланцы - "М. фланцевый" (с крепежными элементами - болты или шпильки);
-  быстросъемная соединительная скоба (клэмп)
-  защитная гильза (для термометров)
-  притяжка (хомутом, скобами, стяжками, например, к трубопроводу)
-  непосредственно (без специальных монтажных элементов, без врезки: термометры, барометры и тп.)
     и другие.

б)  Монтаж корпуса прибора
-  настенный (за проушины бортов или насаживанием на скобу)
-  щитовой (фиксация по вырезу в щите определенного размера Щ1, Щ2 и т.п.)
-  на DIN-рейку (обычно крепление на DIN-рейка 35-мм)
-  в шкафу или специальном чехле
-  стоечное исполнение
-  на кронштейне (например, за счет скоб и кронштейна «СК» непосредственно на трубе)
-  моноблочное исполнение (ВП конструктивно монтируется на ПП)

в)  Присоединение к линии связи (по выходу)

Виды присоединений приборов к линии связи и питания:
 

для электрических датчиков:
-  сальниковый ввод (деформируемое резиновое уплотнение обжимает провод)
-  с заделанным кабельным выводом
-  разъемы разных видов и стандартов (в т.ч. DIN и др);

для пневматических датчиков: 
-  штуцерное резьбовое присоединение
-  ниппельное присоединение
питание пневматических датчиков осуществляется от магистрали сжатого очищенного воздуха давлением 140кПа + 10%, расход до 5 л/мин, после редуктора с фильтром - РДФ.

Как сами видите, ответив на пять простых и логичных вопросов, можно подобрать практически любой прибор (контроля давления, температуры, расхода, уровня – вид не имеет значения, ведь принцип везде одинаков):
1.  Диапазон измерения – ДИ
2.  Класс точности – КТ
3.  Выход (передача показаний)
4.  Среда (измеряемая-ИС и окружающая-ОС)
5.  Монтаж (к процессу, корпуса, к линии)

КИПиА – это просто!
Для тех, кто понимает, что знание законов и принципов избавляет от необходимости запоминания множества фактов.

Также не лишне напомнить, что если условия эксплуатации КИПиА отличаются от стандартных для данного класса оборудования, то грамотный инженер (КИПовец, энергетик, проектант), прежде чем пытаться подбирать оборудование в специальном исполнении (с завышенными техническими, а следовательно и ценовыми характеристиками), обязательно верно расставит приоритеты и попытается решить задачу по обеспечению работоспособности системы за счет инженерно-технических методов (путем подавления, нейтрализации, изоляции или удаления от негативных факторов).

Copyright © 2008-2015 Теплоприбор,  автор - Филатов М.В..  Все права защищены.
При использование материалов статьи ссылка на источник и автора обязательна.