SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Датчик давления МИДА-ДИ-15-Э, ПГ МИДА | Участник проекта _Обзор производителей датчиков давления_

Mida.png

Промышленная группа «Микроэлектронные датчики» (ПГ МИДА) ведет свою историю с 1991 года. Компания из Ульяновска разрабатывает, производит и реализует микроэлектронные датчики давления и сопутствующие электронные приборы под торговой маркой «МИДА».


Мнение Владимира Михайловича Купырина, заместителя директора ПГ МИДА

Вопросы, актуальные для всех заказчиков: каковы долговременная воспроизводимость и стабильность параметров, срок службы, гарантийный и межповерочный интервал? Проблемы плавающего нуля и перегрузка по давлению?
Стабильность метрологических параметров не меняется со временем и соответствует заявленной точности датчика. Стабильность начального выходного сигнала ≤0,1 % в год (это, кстати, к разговору о проблеме плавающего нуля). Заявленный срок службы – 12 лет, по факту датчики работают и до 16 лет. Гарантийный срок – 3 года, межповерочный интервал общепромышленных датчиков серии МИДА‑13П и МИДА‑15 – 5 лет, высокотемпературных датчиков МИДА‑12П – 2 года.

Что касается перегрузки по давлению, то датчики с верхними пределами измерений до 25 МПа включительно выдерживают давление кратковременной (до 15 мин) перегрузки до 1,5 Рмакс без изменения характеристик после воздействия. Для датчиков с верхними пределами измерений от 40 МПа и выше допустимое давление перегрузки равно 1,25 Рмакс . Исключение составляют дифференциальные датчики давления МИДА-ДД‑15: односторонние перегрузки датчика ДД рабочим избыточным (статическим) давлением недопустимы, так как приводят к его выходу из строя.

На выпуске каких датчиков специализируется ваше предприятие? Есть ли серии для жестких условий эксплуатации, агрессивных сред? Какие чувствительные элементы применяются?
Разработка и изготовление датчиков давления МИДА базируются на отечественных оригинальных исследованиях тензорезистивного эффекта в гетероэпитаксиальных полупроводниковых структурах «кремний на сапфире» (КНС). Перечислю основные группы выпускаемых приборов.

Высокотемпературные датчики избыточного давления МИДА‑12П (–Ех). Применяются в системах регулирования и контроля высокотемпературных сред (до +350 °C), смесей газов с жидкими и твердыми включениями, вязких жидкостей, расплавов, в том числе расплавов полимеров, неагрессивных к титановым и нержавеющим сталям. Датчики имеют вид взрывозащиты Ех – «Искробезопасная электрическая цепь».

Общепромышленные датчики давления МИДА‑13П (–Ех, Вн) абсолютного, избыточного, разрежения, избыточного давления – разрежения с аналоговыми выходными сигналами. Применяются в общепромышленных системах контроля и регулирования, в том числе в атомной электроэнергетике. Рабочая среда: жидкости и газы, неагрессивные к титановым сплавам и нержавеющим сталям в диапазоне рабочих температур от –40 (–60) до +80 °C. Для системы ЖКХ специально разработан и выпускается бюджетный вариант датчика давления МИДА‑13П‑М с основной погрешностью ±0,5 %, ±1 % и диапазоном рабочих температур от –40 до +125 °C. Для тяжелых условий эксплуатации (буровой раствор, пульпа) выпускается датчик МИДА‑13П‑ПМ1 с усиленным корпусом и «жесткой», износостойкой измерительной мембраной открытого типа. Датчики выпускаются с видом взрывозащиты Ех («Искробезопасная электрическая цепь») и Вн («Взрывонепроницаемая оболочка»).

Общепромышленные, малогабаритные датчики давления МИДА‑15 (–Ех) абсолютного, избыточного, разрежения, избыточного давления – разрежения, разности давлений с аналоговыми или цифровыми выходными сигналами и малым энергопотреблением. Предназначены для использования в системах контроля и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности, в том числе в горнорудной, в коммунальном хозяйстве, на транспорте, в газораспределительных пунктах (ГРП), в системах коммерческого учета расхода природного газа и т. п. Рабочая среда: жидкости и газы, неагрессивные к титановым сплавам и нержавеющим сталям. Диапазон рабочих температур от –40 до +80 °C. Для системы ЖКХ и теплосчетчиков специально выпускаются бюджетные варианты датчика давления МИДА‑15‑М с основной погрешностью ±0,5 %, ±1 % и диапазоном рабочих температур от –40 до +150 °C. Датчики имеют тип взрывозащиты Ех («Искробезопасная электрическая цепь»). На базе этого датчика выпускаются рабочие эталоны МИДА-ДИ‑15‑Э с основной приведенной погрешностью 0,05 %.

Микроэлектронные преобразователи и модули избыточного, абсолютного давления. Предназначены для непрерывного пропорционального преобразования в нормированный выходной сигнал напряжения постоянного тока значений давления жидкостей и газов в системах контроля и управления давлением, в диагностическом оборудовании для исследований скважин, калибраторах давления и пр. Диапазон рабочих температур от –40 до +250 °C, точность 0,1 %, 0,2 %.

Следует уточнить, что мы понимаем под понятиями «модуль» и «преобразователь давления». Преобразователь давления – это конструктивно законченный прибор без вторичного электронного блока с выходным сигналом 5 или 10 мВ/В. Модуль давления – это первичный сенсор, не имеющий защиты от воздействия окружающей среды, с выходным сигналом 5 или 10 мВ/В. Электронные блоки (блоки питания, блоки питания и преобразования, барьеры искрозащиты, блоки грозозащиты и цифровые индикаторы) являются сопутствующими приборами для датчиков давления, как и датчики, выпускаются в искробезопасном исполнении.

Кратко остановимся на основных характеристиках выпускаемых вашим предприятием линеек датчиков.
- Диапазоны давления.
От 1 кПа до 160 МПа (250 МПа по заказу).

- Регулировка нуля.
Осуществляется подстроечными резисторами, устройством обнуления (датчики на микропроцессоре), устройством связи (для датчиков с цифровым выходным сигналом).

- Рабочая среда и температура измеряемой среды.
Рабочая среда: жидкости и газы, вязкие жидкости, жидкости с твердыми включениями, буровые растворы, пульпа, любая среда, неагрессивная к титановым сплавам и нержавеющим сталям. Температура измеряемой среды – от –60 до +350 °C, для преобразователей ПИ‑55 и модулей МИ‑55 – от +25 до +500 °C.

- Давление перегрузки.
От 1,25 до 1,5 Рмакс.

- Наличие внешних воздействий: вибрация, электромагнитные поля, температура и влажность окружающей среды и т. д.
Что касается устойчивости к внешним воздействиям, то наши датчики имеют следующие характеристики:
- климатическое исполнение УХЛ**3.1; У**1; У**2 по ГОСТ15150-69;
- степень защищенности от воздействия пыли и воды – IP64, IP65, IP68 по ГОСТ14256-96;
- по электромагнитной совместимости датчики с выходным сигналом 4–20 мА соответствуют ГОСТ 30804.6.2-2013, датчики, предназначенные для эксплуатации на объектах использования атомной энергии, соответствуют группе исполнения III по ГОСТ32137-2013 элементов 3‑го класса безопасности по НП‑001-15;
- электрическая изоляция между электрическими цепями и корпусом датчика в нормальных условиях выдерживает в течение одной минуты действие испытательного напряжения 500 В синусоидальной формы частотой 50 Гц, 100 В – при температуре окружающего воздуха +35 °C и повышенной влажности 95 %;
- по устойчивости к вибрации датчики с верхним пределом измерения до 0,16 МПа включительно соответствуют виброустойчивому и вибропрочному исполнению F2 по ГОСТ Р 52931: вибрация частотой 10–500 Гц, амплитуда 0,15 мм, ускорение 19,6 м/сек². Остальные датчики соответствуют исполнению G2: вибрация частотой 10–2000 Гц, амплитуда 0,75 мм, ускорение 98 м/сек².

- Применение в опасных зонах.
Наши датчики имеют взрывозащиту вида «Искробезопасная электрическая цепь» (Ех) или «Взрывонепроницаемая оболочка» (Вн) и могут применяться в горнорудной промышленности. Также есть модели, имеющие разрешение на применение в атомной промышленности (датчики МИДА‑13П‑АС относятся к элементам класса безопасности 3 НУ по НП‑001-15).

Что, по вашему мнению, должно входить в понятие «цифровой датчик давления»: тип выходного сигнала, протокол HART или нечто иное?
Цифровой датчик давления – это датчик с выходным сигналом в виде чисел, удобным интерфейсом, протокол HART – это дополнительная функция датчика с аналоговым выходом. Цифровой выходной сигнал позволяет повысить точность измерений.

На что бы вы рекомендовали обратить внимание потенциальным заказчикам при выборе компании-производителя и самих датчиков давления?
На срок работы компании на рынке. Компания должна являться разработчиком своих приборов, предпочтительно и первичных сенсоров.


Представляемое решение

В настоящее время в ПГ МИДА разработаны датчики давления МИДА-ДИ‑15‑Э, которые имеют цифровой выходной сигнал класса 0,05 % и могут служить эталоном давления. Для взаимодействия с датчиками используется протокол Modbus, интерфейс RS‑485. В датчиках с цифровым выходом отсутствует схема формирования аналогового выходного сигнала, что позволяет повысить точность измерения давления по сравнению с датчиками с аналоговым выходом.

2_MIDA_ris.jpg

Рис. Датчик давления МИДА-ДИ‑15‑Э

Для изготовления датчиков класса 0,05 % отбираются модули давления с минимальной вариацией (гистерезисом), так как именно этот параметр невозможно скомпенсировать математической обработкой сигнала в отличие от нелинейности.

МИДА-ДИ‑15‑Э имеют относительную погрешность не хуже 0,05 %, начиная с одной десятой от диапазона измерения. Это позволяет применять их в качестве эталона второго разряда при калибровке и поверке датчиков избыточного давления в производственном процессе, заменяя обычно используемые грузопоршневые манометры и измерительные преобразователи ИПД. Непосредственная связь этих датчиков с автоматизированным рабочим местом испытателя уменьшает влияние человеческого фактора на задание давления и повышает точность калибровки датчиков. Опытная эксплуатация датчиков МИДА-ДИ‑15‑Э в производстве ПГ МИДА показала хорошие результаты. Немаловажным фактором является и то, что стоимость изготовления и внедрения образцовых датчиков в автоматизированное рабочее место испытателя значительно меньше стоимости содержания и ремонта используемых образцовых грузопоршневых манометров и измерительных преобразователей давления ИПД.

МИДА-ДИ‑15‑Э можно подключать к ПК через USB, что дает возможность получать доступ к текущим значениям измерений и сохранять их, включая данные о давлении, пиковых значениях, температуре. Подключение к ПК также позволяет осуществлять настройку прибора.

ПГ МИДА, г. Ульяновск,
тел.: 8 (800) 200‑0304,
e‑mail: info@midaus.com,
сайт: www.midaus.com

Читать мнение других участников