Научно-производственное предприятие «СЕНСОР» более пяти лет выпускает магнитострикционные уровнемеры, которые широко применяются на АЗС, АГЗС, ГНС, нефтебазах, в технологических процессах нефтеперерабатывающих заводов, химических предприятий и на других объектах, где необходимо измерять уровень, температуру и количество жидкости в резервуаре.
ООО НПП «СЕНСОР», г. Заречный Пензенской области
Уровнемер, о котором пойдет речь в статье, является, по сути, измерительным комплексом для определения и контроля параметров жидкостей, в том числе взрывоопасных. Основным элементом комплекса является преобразователь магнитный поплавковый ПМП‑201 (рис. 1).
Рис. 1. Преобразователь магнитный поплавковый ПМП‑201
Магнитострикционный метод измерения уровня, используемый в преобразователе, обладает рядом достоинств. Одно из основных – это высокая точность определения положения магнитного поплавка уровня – до 0,3 мм. Другое немаловажное достоинство – способность магнитострикционного датчика одновременно определять положение до пяти поплавков, расположенных на направляющей датчика. Благодаря этому преобразователь позволяет измерять ряд дополнительных параметров: плотность жидкости и уровни раздела «многослойных» жидких сред. Помимо уровней и плотности преобразователь измеряет температуру жидкости в различных ее слоях. В направляющей может быть установлено до восьми датчиков температуры, показания которых используются в расчетах других параметров среды.
Метрологические характеристики преобразователя:
- диапазон измерения уровня от 500 до 5500 мм с абсолютной погрешностью не более +1 мм;
- диапазон измерения температуры от –50 до +60 °С. Абсолютная погрешность при измерении температуры +0,5 °С;
- диапазон измерения плотности от 500 до 1500 кг/м³. При измерении плотности бензина, керосина, дизельного топлива погрешность составляет не более +1 кг/м³, при измерении плотности сжиженных углеводородных газов (далее по тексту СУГ) – не более +2,5 кг/м³;
- интервал между поверками составляет 2 года.
Использование микропроцессора в составе преобразователя позволяет вычислять следующие параметры:
- плотность жидкости, соответствующую измеренной температуре, по заданным исходным данным плотности, температуры и по коэффициенту объемного расширения жидкости (без использования поплавка плотности);
- плотность сжиженных углеводородных газов, соответствующую измеренной температуре, по заданному компонентному составу (без использования поплавка плотности);
- объем жидкости по предварительно введенной в память преобразователя градуировочной таблице резервуара;
- объем жидкости для резервуаров с простыми геометрическими формами;
- относительное заполнение резервуара;
- массу жидкости;
- массу жидкой и газовой фазы СУГ по заданному компонентному составу (без использования поплавка плотности).
Наличие аттестованных методик измерения массы светлых нефтепродуктов и СУГ, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 8.563-2009 и ГОСТ Р 8.595-2004, делает уровнемер эффективным инструментом коммерческого учета и инвентаризации топлива на объектах. При измерении массы светлых нефтепродуктов и СУГ обеспечивается относительная погрешность +0,50 %.
В минимальный набор комплекса для измерения жидкостей входит сам преобразователь ПМП‑201, блок питания и устройство индикации и сигнализации – многоканальный сигнализатор серии МС-К‑500 производства НПП «СЕНСОР». Все составляющие комплекса соединяются через интерфейс «Линия СЕНС», который представляет собой трехпроводную линию питания/связи с протоколом обмена «СЕНС». Поэтому чаще всего уровнемер применяется как элемент измерительной системы «СЕНС», поддерживающей данный протокол. Но благодаря низкому энергопотреблению (всего 200 мВт) вариант исполнения ПМП с индикатором и внутренним батарейным питанием может использоваться автономно. Срок его работы без замены батареи достигает трех лет.
При необходимости данные из интерфейса «Линия СЕНС» можно конвертировать в интерфейсы, ставшие фактически стандартными для автоматизации технологических процессов. Применение соответствующих адаптеров производства НПП «СЕНСОР» позволяет включать уровнемер в состав систем, использующих для передачи измеренных величин токовую петлю с диапазоном токового сигнала 4–20 мА или интерфейс RS‑485 с протоколом Modbus RTU.
Кроме определения параметров жидкости, о которых говорилось выше, ПМП контролирует измеряемые и вычисляемые параметры, что позволяет использовать его в составе системы контроля безопасности объекта. Совместно с другими устройствами производства НПП «СЕНСОР» ПМП обеспечивает управление исполнительными устройствами, а также сигнализацию аварийных ситуаций. Это достигается путем установки (программирования) до восьми пороговых значений измеряемых и вычисляемых параметров. При достижении какого-либо установленного порогового значения ПМП передает в «Линию СЕНС» сигнал, принимаемый блоками коммутации, световыми и звуковыми сигнализаторами, которые в соответствии с собственными настройками осуществляют коммутацию цепей исполнительных устройств, включение или выключение световой и/или звуковой сигнализации.
Использование ПМП для контроля безопасности объекта рассмотрим на примере. Согласно требованиям НПБ 111-98 «Автозаправочные станции. Требования пожарной безопасности», резервуары для хранения топлива должны быть оборудованы системами предотвращения их переполнения, обеспечивающими при достижении установленного предельного заполнения резервуара (95 % для бензина и дизельного топлива, 85 % для сжиженных углеводородных газов) автоматическое прекращение его наполнения. Эти требования выполняются при использовании на АЗС (АГЗС) измерительной системы «СЕНС» (рис. 2), в состав которой входит ПМП‑201. Перед эксплуатацией в преобразователе устанавливаются два контрольных уровня: 90 (80) % и 95 (85) % от объемного заполнения резервуара. Когда резервуар заполняется до первого установленного уровня, ПМП передает по «Линии СЕНС» сообщение, которое обрабатывает светозвуковой сигнализатор ВС‑5 (из состава СИ «СЕНС») и выдает звуковой и/или световой сигнал. При заполнении резервуара до второго установленного уровня ПМП передает сообщение, которое обрабатывает блок коммутации БК‑2Р (из состава СИ «СЕНС») и размыкает цепь управления пускателем насоса налива резервуара. Наполнение прекращается. Подобным же образом предотвращается сухой ход насоса слива при установке нижнего предела заполнения резервуара на уровне 5 % от объема.
Рис. 2. Система предотвращения переполнения резервуаров
Конструкция преобразователя обеспечивает взрывозащиту типа «взрывонепроницаемая оболочка». Каждый выпущенный из производства преобразователь проходит проверку на соответствие требуемому уровню защиты.
При использовании уровнемера для измерения уровня агрессивных жидкостей части конструкции преобразователя, контактирующие с агрессивной средой, заключаются во фторопластовую оболочку. Поплавки уровня в этом случае изготавливаются также из фторопласта. Преобразователи ПМП успешно функционировали в соляной, серной, азотной, плавиковой кислотах и в других агрессивных средах.
Надежность конструкции преобразователя позволяет применять его в условиях транспортной тряски. ПМП‑201 используется в системах контроля уровня топлива тепловозов, а также на автоцистернах в составе систем контроля перевозки этилового спирта и спиртосодержащей продукции. Необходимо добавить, что ПМП‑201 имеет сертификаты, подтверждающие возможность его использования на объектах, поднадзорных Российскому морскому регистру судоходства и Российскому Речному Регистру.
Многолетний опыт эксплуатации, а также многочисленные положительные отзывы заказчиков с мест эксплуатации позволяют утверждать, что уровнемеры производства НПП «СЕНСОР» отвечают предъявляемым к ним требованиям и с успехом решают возложенные на них задачи. Технический потенциал, заложенный разработчиками при создании конструкции ПМП, позволяет каждый год открывать новые сферы применения уровнемеров.
Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 1(49)_2014
ООО НПП «СЕНСОР»,
г. Заречный Пензенской области,
тел.: (8412) 65-2121,
e‑mail: info@nppsensor.ru,
_big.jpg'); "4(106)_small.jpg")