Материал посвящен изделиям предприятия ООО «ИНТЭП». В центре статьи – комплекты термопреобразователей сопротивления для измерения разности температур КТСП-Н, для которых специалисты разработали новую конструкцию, повышающую точность измерений. Также в статье охарактеризованы такие изделия ООО «ИНТЭП», как термопреобразователи ТСП-Н, преобразователи давления НТ и источник питания стабилизированный ИП‑24 1/25.
ООО «ИНТЭП», г. Новополоцк, Республика Беларусь
Комплекты термопреобразователей сопротивления для измерения разности температур КТСП-Н
В последние годы наблюдается значительный рост производства приборов учета тепловой энергии. Все большее количество потребителей осознает экономическую выгоду расчетов за поставленную тепловую энергию по приборам учета.
Безусловно, поставщики и потребители тепловой энергии вправе рассчитывать на то, что приборы учета обеспечат точность измерений с допустимым уровнем погрешности, то есть таким уровнем, при котором обе стороны признают эффективность использования топливно-энергетических ресурсов и справедливость расчетов за них. Одним из основных узлов, влияющих на точность приборов учета тепловой энергии, является комплект термопреобразователей сопротивления для измерения разности температур. Помимо того, что термопреобразователи должны быть подобраны в комплект с требуемой точностью, не последнюю роль в измерении разности температур играет соблюдение существующих нормативных требований к монтажу комплектов непосредственно на трубопроводах.
ООО «ИНТЭП» (г. Новополоцк, Республика Беларусь) выпускает комплекты термопреобразователей с 1997 года. Проанализировав результаты их эксплуатации у различных потребителей, специалисты этого предприятия пришли к следующим выводам:
- комплекты термопреобразователей, как правило, заказываются потребителями без защитных (монтажных) гильз;
- комплекты заказываются в независимости от погрешности измерения разности температур, с необоснованно завышенными требованиями к классу точности термопреобразователей (класс А или АА по стандарту СТБ ЕН 60751);
- гильзы, изготовленные не производителями термопреобразователей, как правило, сделаны из стали, имеют толщину стенки от 3 мм и более, при этом зазор между корпусом термопреобразователя и гильзой не контролируется;
- используются несоответствующие уплотнительные материалы, что не исключает «высыхания» гильзы, при этом образуется воздушный зазор между термопреобразователем и стенкой гильзы.
Изучение зарубежных образцов комплектов термопреобразователей для измерения разности температур, дискуссии в печати о нормах точности для комплектов, а также систематический анализ результатов эксплуатации данных изделий привели специалистов ООО «ИНТЭП» к выводу о необходимости создания качественно нового комплекта термопреобразователей. Основные цели, поставленные при разработке новой конструкции:
- минимизировать влияние гильзы на точность измерений;
- значительно уменьшить показатель тепловой инерции;
- достичь более эстетичного вида при сохранении надежности изделия в целом.
Разработчики руководствовались требованиями европейского стандарта ЕN 1434, предложениями предприятий топливно-энергетического комплекса и различных потребителей. Влияние защитной гильзы на точность измерения удалось свести к минимуму за счет двухступенчатого подхода:
- применение в конструкции термопреобразователя полиамидной вставки между корпусом термопреобразователя и монтажной трубкой (рис. 1);
- применение гильзы, в которой термопреобразователь крепится боковым винтом на этой вставке (рис. 2).
Таким образом, вставка играет роль развязывающего устройства в системе прямого теплообмена между термопреобразователем и гильзой. В случае фиксации термопреобразователя в гильзе посредством штуцера препятствий такому теплообмену нет.
Рис. 1. Комплект термопреобразователей КТСП-Н
При выборе новой конструкции разработчики исходили из того, что она должна обеспечивать наименьший показатель тепловой инерции, поскольку это необходимое условие максимально возможного равенства температур между объектом измерения и термопреобразователем при наступлении теплового равновесия. Данное обстоятельство особенно важно для термопреобразователя, который устанавливается на «подающий» трубопровод с более высокой температурой теплоносителя. Здесь из-за потерь «теплового» потока, проходящего через арматуру термопреобразователя, измеряемая температура бывает занижена на значительную величину *. В целях решения данной проблемы толщина стенок арматуры термопреобразователя и диаметр монтажной части (рис. 1) были уменьшены соответственно до 0,5 мм и 4,0 мм, что существенно снизило теплоемкость защитной арматуры.
Рис. 2. Защитная гильза
Для того чтобы уменьшить теплообмен между чувствительным элементом и выводящими проводами, был применен новый тип запатентованной конструкции платинового чувствительного элемента с меандром на печатной плате (рис. 3).
Рис. 3. Модуль измерительный на плате
Показатель тепловой инерции данного чувствительного элемента с присоединенными проводниками при погружении в воду составляет 0,1 с, что позволило уменьшить показатель тепловой инерции термопреобразователя сопротивления до величины менее 10 с при погружении в масло. Можно ожидать, что за счет разности вязкости масла и воды показатель тепловой инерции в воде составит не более 3 с. Реальным качественным достижением при разработке комплекта новой конструкции стало значение минимальной глубины погружения термопреобразователя, которая теперь составляет 30 мм.
В соответствии с рекомендациями стандарта EN 1434, для комплектов КТСП-Н с диаметром монтажной части 4 мм была разработана гильза (рис. 2), при создании которой были учтены все вышеизложенные условия уменьшения потерь «теплового» потока, проходящего через арматуру, в данном случае – через гильзу термопреобразователя. В первую очередь разработчики ужесточили требования к обеспечению минимального зазора между гильзой и корпусом термопреобразователя, снизив это расстояние до 0,05 мм. Гильза изготавливается из нержавеющей стали. Ее погружаемая часть выполнена из трубки диаметром 8 мм, с толщиной стенки 1 мм. Внутри трубки на длину 35 мм запрессован вкладыш с отверстием диаметром 4 + + 0,1 мм под установку термопреобразователя. Для термопреобразователей длиной более 120 мм разработаны усиленные гильзы, но основной подход – использование запрессованного вкладыша с калиброванным отверстием – сохраняется. При испытаниях, во время которых требовалось установить, какое влияние на погрешность измерения температуры оказывает защитная гильза при установке термопреобразователя в масляный термостат, нагретый до 140 °C, были получены следующие результаты: разность показаний температуры между термопреобразователем сопротивления без гильзы и термопреобразователем, установленным в «сухую» гильзу (то есть без дополнительного заполнения маслом зазора между корпусом термопреобразователя и гильзой), составляет менее 0,1 °C. При выдержке в термостате более 30 мин разность уменьшается, и можно предположить, что при наличии теплоизоляции места установки термопреобразователя с гильзой от внешней среды разность показаний будет уменьшена до несущественной величины.
Немаловажным элементом новой конструкции можно считать корпус клеммной колодки термопреобразователя. Он изготовлен по аналогии с европейским корпусом типа J. Выполнен литьем из алюминия и имеет высококачественное защитное покрытие из полиэфирно-эпоксидной полимерной краски. Крепежные изделия крышки корпуса, сам корпус и установочный винт гильзы имеют отверстия для пломбирования и полностью исключают несанкционированный доступ к схеме термопреобразователя без нарушения пломбировки. Кроме того, алюминиевый корпус надежно предохраняет клеммную колодку от механического повреждения.
Для КТСП-Н принята методика поверки комплектов термопреобразователей по трем точкам диапазона измеряемых температур:
- 5 ± 3 °C (жидкостной термостат);
- 80 ± 5 °C (масляный термостат);
- 140 ± 5 °C (масляный термостат).
Методы оценки и нормы точности для комплектов термопреобразователей подробно рассмотрены и обоснованно предложены в статьях В. А. Медведева и О. Е. Олевской (ФБУ «РОСТЕСТ-МОСКВА») **, Е. В. Васильева (ВНИИМС, г. Москва), А. В. Белевцева и А. В. Каржавина. В настоящее время комплекты обеспечивают измерение разности температур Δt = 3–150 °C c допустимой погрешностью (0,5 + 3 Δtmin/Δt). Начиная с августа 2004 года предприятие выпускает комплекты с диапазоном измерения разности температур Δt = 2–150 °C. Значение погрешностей рассчитывается по всей внутренней области диапазонов рабочих температур и разностей температур с применением программы Testpara, разработанной и любезно предоставленной В. А. Медведевым (ФБУ «РОСТЕСТ-МОСКВА»). Все изложенное, по нашему мнению, позволяет сделать заключение, что на данный момент комплекты термопреобразователей сопротивления КТСП-Н имеют конструкцию:
- в наибольшей степени учитывающую и исключающую дополнительные статические погрешности, связанные с условиями теплообмена между термопреобразователем и объектом измерения;
- обеспечивающую достаточную для большинства применений точность измерения разности температур;
- обеспечивающую возможность надежной защиты от несанкционированного доступа.
Краткий обзор изделий компании «ИНТЭП»
Поскольку ООО «ИНТЭП» является одним из ведущих белорусских производителей средств измерения давления и температуры, упоминания заслуживают и другие изделия новополоцкого предприятия, которые сегодня широко распространены и с успехом служат на промышленных и энергетических объектах Беларуси, России, Казахстана, Молдовы, Украины и Узбекистана. Вкратце охарактеризуем три решения.
Рис. 4. Термопреобразователи ТСП-Н: а – для измерения температуры наружного воздуха;
б – тип PL-головка диаметром 6 мм; в – тип «игла»
Термопреобразователи ТСП-Н
Термопреобразователи сопротивления платиновые ТСП-Н предназначены для контроля и измерения температуры жидких, твердых, мягких, газообразных и сыпучих сред. Применяются в системах учета энергоносителей, для контроля и измерения температуры в промышленности, в лабораторных исследованиях, сельском хозяйстве.
Термопреобразователи соответствуют группе климатического исполнения Д3 по ГОСТ 12997 и могут эксплуатироваться на открытых пространствах, подвергаясь воздействию атмосферных факторов (непосредственный нагрев солнечными лучами, ветер, дождь, снег, град, обледенение).
ТСП-Н устойчивы к воздействию вибраций и соответствуют группе исполнения № 2 (по ГОСТ 12997), поэтому часто используются на промышленных объектах в местах, подверженных вибрации от работающих механизмов.
Соответствуют степени защиты оболочки IP65 (пыленепроницаемое, защищенное от водяных струй устройство).
Термопреобразователи ТСП-Н выпускаются в нескольких исполнениях для различных применений:
- тип PL-кабель;
- для измерения температуры наружного воздуха (рис. 4 а);
- тип DL-головка;
- тип PL-головка, диаметр 4 мм;
- тип PL-головка, диаметр 6 мм (рис. 4 б);
- DS-кабель;
- «игла» (рис. 4 в).
Датчики давления НТ
Преобразователь давления НТ (рис. 5) представляет собой одноканальное, однофункциональное изделие для измерения избыточного давления сред, по отношению к которым материал штуцера является коррозионностойким. Прибор предназначен для непрерывного, пропорционального преобразования измеряемого избыточного давления в унифицированный выходной токовый сигнал в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами. Преобразователь давления НТ в зависимости от исполнения измеряет давление в диапазоне от 0 до 2,5 Мпа.
Не предназначен для эксплуатации во взрывоопасных зонах по ПУЭ.
Рис. 5. Преобразователь давления НТ
Источник питания стабилизированный ИП‑24 1/25
ИП‑24 1/25 (рис. 6) предназначен для питания электронной аппаратуры. Устройство осуществляет преобразование напряжения сети 220 В переменного тока в стабилизированное напряжение 24 В постоянного тока. Имеется светодиодная индикация выходного напряжения, защита от перегрузки по току и коротких замыканий.
Рис. 6. Источник питания стабилизированный ИП‑24 1/25
Источник питания ИП‑24 1/25 устанавливается на 35‑миллиметровую DIN-рейку. Обеспечивает выходное напряжение (24 ± 1,2) В, максимальный выходной ток – 25 мА, имеет 1 выходной канал.
Заключение
В завершение отметим, что в 2006 году на предприятии ООО «ИНТЭП» была внедрена система менеджмента качества ISO 9001, ресертифицированная в 2012 году, что является гарантией высокого качества продукции.
Комплекты термопреобразователей сопротивления, выпускаемые ООО «ИНТЭП», удостоены звания лауреата конкурса «Лучшие товары Республики Беларусь» 2009 года и звания лауреата конкурса «Лучшие товары Республики Беларусь на рынке Российской Федерации» 2010 года.
________________________________________________________
* Медведев В.А., Ненашев С.Н., Соболев В.С., Фудим Я.Г. О влиянии защитной гильзы при установке термопреобразователей теплосчетчика в трубопроводах системы теплоснабжения на погрешность измерения количества теплоты // Материалы 3-го форума «Совершенствование измерений расхода, регулирование и коммерческий учет энергоносителей». СПб, 2003.** Олевская О. Е., Медведев В.А. О единой методике поверки комплектов термопреобразователей сопротивления, применяемых в теплосчетчиках // Приборы. 2004. № 9.
Статья опубликована в журнале "ИСУП" № 3(69)2017
Г. М. Сологуб, директор
ООО «ИНТЭП», г. Новополоцк,
Республика Беларусь,
тел.: +375 (214) 59-7447,
e-mail: intep@tut.by,
сайт: intep.by
Представительство
в Российской Федерации
ООО «ИНТЭП КОМПЛЕКТ», г. Смоленск, РФ,
тел.: +7 (495) 105‑9801,
e‑mail: info@intepkomplekt.ru,
сайт: intepkomplekt.ru
_big.jpg'); "4(106)_small.jpg")