Датчики температуры ТСПТ, ТСМТ

Назначение

Термометры сопротивления ТСПТ, ТСМТ | серии 10х, 20х, 30х, датчики температуры общего назначения ТСМТ, ТСПТ и взрывозащищен-ные ТСМТ Ех, ТСПТ Ех с термопреобразователями сопротивления в качестве первичных преоб-разователей, с установленными измерительными преобразователями или без них, предназначены для измерений температуры жидких и газообразных сред, неагрессивных к материалу защитного корпуса, а также сыпучих сред и твердых тел.

Термометры сопротивления ТСПТ, ТСМТ в комплекте с измерительным преобразователем обеспечивают непрерывное преобразование температуры в унифицированный выходной сигнал постоянного тока по ГОСТ 26.011 и (или) в цифровой сигнал по протоколам HART, PROFIBUS-PA, FOUNDATION Fieldbus, Wireless HART. При комплектации измерительным преобразователем с цифровым дисплеем возможна индикация результатов измерений.

Термометры сопротивления ТСПТ, ТСМТ. Руководство по эксплуатации

Термометры сопротивления ТСПТ, ТСМТ производятся по техническим условиям ТУ 4211-003-10854341-2013, отвечают требованиямГОСТ 6651-2009 «Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний» и ГОСТ 8.461-2009 «Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Методика поверки».
Принцип работы датчиков температуры ТСПТ, ТСМТ, ТСПТ Ex, ТСМТ Ex основан на изменении электрического сопротивления термочувствительного элемента от температуры.
Термометры сопротивления ТСПТ, ТСМТ состоят из одного или нескольких, конструктивно связанных, первичных преобразователей температуры, защитного корпуса, с монтажными элементами или без них, и устройств для подключения в виде клеммной головки, коробки, разъема или кабеля.
Чувствительный элемент (ЧЭ) первичного преобразователя выполнен из металлической проволоки бифилярной намотки или пленки, нанесенной на диэлектрическую подложку в виде меандра. ЧЭ имеет выводы для крепления соединительных проводов и известную зависимость электрического сопротивления от температуры.
Для защиты от механических воздействий, ЧЭ помещен в защитный корпус.

Термины и определения по ГОСТ 6651-2009

Диапазон измерений термопреобразователя сопротивления: диапазон температур, в котором выполняется нормированная в соответствии с настоящим стандартом зависимость сопротивления ТС от температуры в пределах соответствующего класса допуска.
Рабочий диапазон температур термопреобразователя сопротивления: диапазон температур, находящийся внутри диапазона измерений или равный ему, в пределах которого изготовителем установлены показатели надежности ТС.
Номинальная температура применения термопреобразователя сопротивления: температура эксплуатации ТС, для которой нормированы показатели надежности и долговечности.
Номинальная статическая характеристика; НСХ: зависимость сопротивления ТС или ЧЭ от температуры, рассчитанная по формулам для ТС или ЧЭ с конкретным значением R0.
Номинальное сопротивление ТС,R0, Ом: нормированное изготовителем сопротивление ТС при 0°С, округленное до целых единиц, указанное в его маркировке и рекомендуемое для выбора из ряда: 10; 50; 100; 500; 1000 Ом.

Технические характеристики

1. Метрологические характеристики датчиков температуры ТСПТ, ТСМТ, ТСПТ Ex, ТСМТ Ex с выходным сигналом электрического сопротивления (без ИП – код поля 9, согласно таблице 1, не заполняется), приведены в таблице 1.

Примечания:

– все датчики температуры при выпуске из производства проходят первичную поверку. По требованию заказчика может быть проведена индивидуальная градуировка в диапазонах температур от 0 до 600°С;

Таблица 1

На следующем рисунке приведено сравнение границ классов допуска датчиков температуры ТСПТ и КТхх без измерительных преобразователей.

Из рисунка видно, что для температур до 300°С, минимальное отклонение от НСХ имеют датчики ТСПТ класса допуска А. Для этого же диапазона предпочтительнее выбирать датчики КТхх класса «к0», чем использовать термометры сопротивления класса B по ГОСТ 6651-2009. Для измерения температуры более 300°С рекомендуем применять кабельные термопары КТхх первого класса допуска (к1), так как они имеют меньшее отклонение от НСХ, чем термометры сопротивления класса допуска B.
Номинальное сопротивлениеR0

Таблица 2

2. Унифицированный сигнал 4-20мА, цифровой сигнал HART, Profibus, Fieldbus, WirelessHART

В клеммную головку могут устанавливаться измерительные преобразователи (ИП). ИП преобразуют сигнал от первичного преобразователя (термопары, преобразователь 4 20 мА) в унифицированный выходной сигнал постоянного тока по ГОСТ 26.011-80 4­-20мА и (или) цифровой сигнал по протоколу HART, PROFIBUS-PA, FOUNDATION Fieldbus. Датчики предлагаются как с протоколом HART широко распространенной версии 5 (комплектация PR 5335) так и с новейшей версией данного протокола 7 (комплектация PR 5337).

Датчики температуры с выходным сигналом постоянного тока и (или) цифровым сигналом по протоколам HART, Profibus, Fieldbus в случае установки ИП PR являются единым средством измерения, их метрологические характеристики приведены в таблице 3 и они могу эксплуатироваться в климатических условиях указанных в пункте 11.

Таблица 3

Примечания к Таблице 3:
а)  tn= tmax– tmin, °С
где   tmax и tmin – верхний и нижний пределы диапазона измерений (указан в паспорте и приводится на шильдике датчика).
б) Пределы погрешности указаны для нормальных условий эксплуатации и учитывают вклад погрешностей: первичного преобразователя (термометра сопротивления) и основную погрешность преобразования ИП.
в) «х» обозначает количество проводов в схеме подключения термометра сопротивления, х=3 или 4. Например АА4Н25 или B3H7
г) По требованию потребителя возможна установка в датчик ИП других производителей (Honeywell, E+H, Yokogawa и др.).  В этом случае следует учитывать:
Датчик с ИП не будет единым средством измерения с нормированным метрологическими характеристиками. Датчик и ИП следует рассматривать как два самостоятельных средства измерения со своими метрологическими характеристиками (по аналогии с использованием датчика и измерительного преобразователя установленного на DIN-рейку) и своими возможными условиями эксплуатации. Поверка производится раздельно по методике утвержденной для каждого из них. При анализе погрешности измерений следует руководствоваться ГОСТ Р 8.736—2011 «Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения».
Также см. п. 15 касательно действия разрешительных документов на такие датчики.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной отклонением окружающей температуры от нормальной (23 ± 5) °С на каждый 1°С, приведены в таблице 4.

Таблица 4

3. Стабильность метрологических характеристик

В ходе эксплуатации метрологические характеристики термопреобразователей сопротивления неизбежно изменяются. Скорость изменения зависит от многих факторов таких как: температура эксплуатации, скорость и частота изменений температуры, наличие химически активных веществ в измеряемой среде и т.д. В связи с этим для датчиков ТСПТ, ТСМТ, ТСПТ Ex, ТСМТ Ex введены группы условий эксплуатации и в зависимости от этой группы нормированы допустимые значения дрейфа метрологических характеристик термометров сопротивления.
Предельно допустимый дрейф метрологических характеристик первичных преобразователей (термопреобразователей сопротивления) за интервал между поверками (ИМП) не превышает значений, приведенных в таблице 5.

Таблица 5

Дрейф метрологических характеристик измерительных преобразователей не превышает значений, указанных в таблице 6.

Таблица 6

4. Показатели надежности

Датчики температуры относятся к неремонтируемым и невосстанавливаемым изделиям.
Надежность ДТ в условиях и режимах эксплуатации, установленных в ТУ 4211-002-10854341-2013, характеризуется следующими показателями:
- вероятность безотказной работы;
- назначенный срок службы;
- средний срок службы.
Показатели надежности ДТ установлены в соответствии с ГОСТ 27883 и учитывают условия эксплуатации ДТ:
- температура применения;
- температура и влажность окружающей среды;
- вибрационные и ударные нагрузки;
- химическая агрессивность среды к материалу чехла датчика.
Допустимые значения перечисленных факторов для конкретных конструктивных модификаций ДТ приводятся в паспортах на изделия. В зависимости от наличия и уровня факторов, условия эксплуатации разделены на группы I, II, III, приведенные в таблице 7.

Таблица 7 Показатели надежности датчиков температуры

Назначенный срок службы, приведенный в таблице 12, равен интервалу между поверками (ИМП). При успешном прохождении ДТ периодической поверки, назначенный срок службы продляется на величину следующего ИМП.
Отказом ДТ считают:
- превышение допустимой величины дрейфы при периодической или внеочередной поверках;
- разрушение защитной арматуры или нарушение целостности оболочки кабеля;
- обрыв или короткое замыкание цепи чувствительного элемента;
- снижение значения электрического сопротивления изоляции между цепью чувствительного элемента и металлической частью защитной арматуры или оболочкой кабеля ниже допустимых значений.

5. Минимальная глубина погружения:

Таблица 8 Минимальная глубина погружения

6. Электрическое сопротивление изоляции и прочность изоляции:

Таблица 9

7. Измерительный ток

1 мА – номинальный измерительный ток для ТС с номинальным сопротивлением (R0) 50 и 100 Ом;
0,2 мА – номинальный измерительный ток для ТС с номинальным сопротивлением (R0) 500 Ом.
2 мА – Максимальный измерительный ток

8. Время термической реакции. Время термической реакции приведено далее в технических характеристиках конкретных конструктивных модификаций ТС и определено как время, которое требуется для изменения показаний ТС на 63,2% от полного изменения, при ступенчатом изменении температуры среды.

9. Схемы соединений и цветовая идентификация внутренних соединительных проводников

Таблица 10

Датчики температуры ТСПТ (ТСМТ) с двухпроводной схемой подключения изготавливаться только с классом допуска В или С и имеют ограничения по монтажным длинам и длинам удлинительных проводов. В соответствии с требованиями ГОСТ 6651-2009, для датчиков с двух проводной схемой подключения, сопротивление внутренних проводов не должно превышать 0,1% номинального сопротивления ТС при 0°С. В связи с этим для различных НСХ присутствуют ограничения по монтажным длинам:
- для датчиков с клеммной головкой максимальная монтажная длина составляетLmax= (500÷1250)мм в зависимости от конструктивной модификации,
- для датчиков с удлинительным проводом, максимальная длина провода составляет ℓmax= (500÷1000)мм в зависимости от конструктивной модификации.
Датчики с трех- и четырехпроводной схемой подключения, в зависимости от конструктивных модификаций, изготавливаются по классу допуска АА, А, В, С. При изготовлении ограничения по монтажным длинам и длинам удлинительных проводов отсутствуют. Следует учитывать, чтоу вторичных приборов, к которым подключаются датчики,могут существовать ограничения по входному сопротивлению измерительной линии, которая в свою очередь зависит от длины провода датчика.

10. Устойчивость к механическим воздействиям

Датчики устойчивы к воздействию синусоидальной вибрации. Возможные группы исполнений по ГОСТ Р 52931-2008 от L1 до F3 в зависимости от конструктивной модификации (конкретная группа приведена в описании конкретной модификации и указывается в паспорте датчика). Справочные данные о параметрах вибрации соответствующих группам исполнений приведены в таблице 11.

Таблица 11

Кабельные термопреобразователи сопротивления без защитного чехла (модификации 105, 106, 206) устойчивы к изгибу и могут навиваться на цилиндр радиусом, равным пяти диаметрам кабеля, без изменения технических характеристик (в соответствии с требованиями МЭК 61515).

11. Климатическое исполнение

Значение температуры окружающего воздуха при эксплуатации

Таблица 12

12. Степень защиты от воздействия воды и пыли по ГОСТ 14254-96 и МЭК 60529-89 соответствует значения указанным в следующей таблице 13

Таблица 13

13. Сейсмостойкость. ТС модификаций 101, 102, 103, 105, 106, 107, 201, 202, 205, 206,300, 301, 302, 303, 304 сейсмостойки:

¾при установке непосредственно на строительных конструкциях — при воздействии землетрясений интенсивностью 9 баллов по MSК-64 при уровне установки над нулевой отметкой 70 м;
¾при установке на промежуточных конструкциях (например, на трубопроводах, арматуре) или в комплектных изделиях в качестве встроенных элементов — при воздействии на комплектные изделия или промежуточную конструкцию землетрясений интенсивностью 9 баллов по MSK-64 при уровне установки над нулевой отметкой 70 м (при отсутствии в месте установки изделий резонансов в диапазоне 1—30 Гц).

14. Маркировка

Маркировочные ярлыкитермопреобразователей сопротивления выполнены на самоклеющейся пленке из металлизированного полиэстера. Материал ярлыка устойчив к воздействию температур от –60 до +120°С, обладает хорошей стойкостью к воздействию растворителей, ультрафиолета, грязи.

15. Взрывозащищенные исполнения датчиков температуры Exia, Exd

Выпускаемые ПК «ТЕСЕЙ»для датчиков ТСПТ, ТСМТ, ТСПТ Ex, ТСМТ Ex (ТУ 4211-003-10854341-2013) могут устанавливаться на опасных производственных объектах, что подтверждено Сертификатом соответствия требованиям ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах» № RUC-RU.ГБ06.В.00262 действительным до 18.05.2019, выдан органом по сертификации ОС ВСИ «ВНИИФТРИ» РОСС RU.0001.11ГБ06.
Датчики температуры ТСПТ, ТСМТ, ТСПТ Ex, ТСМТ Ex должны применяться в соответствии с требованиями действующих нормативных документов:

• ТР ТС 012/2011 «О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах»;
• ГОСТ 30852.13-2002 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 14. Электроустановки во взрывоопасных зонах (кроме подземных выработок»;
• «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ гл. 7.3);
• «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП гл. 3.4);
• РЭ 4211-002-10854341-2013.

Вид взрывозащиты - взрывонепроницаемая оболочка или искробезопасная электрическая цепь уровня «ia». Маркировка взрывозащиты приведена в следующей таблице

Таблица 14

При установке в датчик температуры измерительных преобразователей PRElectronics, датчики являются единым средством измерения и на них распространяется действие сертификата соответствия ТР ТС 012.
При желании потребителя установить в датчик измерительный преобразователь другого производителя необходимо учитывать следующее.
В нормативной документации однозначных указаний на запрет или возможность установки сертифицированных ИП с взрывозащитной вида «искробезопасная электрическая цепь i» в головку датчика с маркировкой взрывозащиты 0ЕхiaIICT6 Х (по аналогии с использованием датчика и измерительного преобразователя установленного на DIN-рейку) нет. Существует практика когда в приложении к сертификату указываются не конкретные модели ИП, а указываются их характеристики.
ВНИМАНИЕ! В такой ситуации решение о правомерности установки ИП, помимо PR, в датчики температуры в исполнении Ехi, производимые ООО «ПК «ТЕСЕЙ» принимается потребителем!  ООО «ПК «ТЕСЕЙ» в данном случае осуществляет поставку двух изделий в комплекте. Оба изделия со своим паспортом, свидетельством о поверке и сертификатом соответствия. При необходимости может быть выполнена настройка, поверка и установка ИП в корпус датчика.

16. Поверка производится.

ДТ без измерительных преобразователей — по ГОСТ 8.461;
ДТ с измерительными преобразователями — по МП РТ 2026.

17. Интервал между поверками (ИМП) в зависимости от групп условий эксплуатации приведен

в таблице 7.

Указания по эксплуатации

1. Указанные в разделах каталога конкретные области применения датчиков температуры приведены в качестве примера и могут быть расширены потребителем самостоятельно, при условии соответствия условий эксплуатации на объекте техническим параметрам для выбранной модификации.
2. Установка ТС, монтаж и проверка их технического состояния при эксплуатации должны проводиться в соответствии с техническим описанием ТС, руководством по эксплуатации РЭ 4211-003-10854341-2013и инструкциями на оборудование, в комплекте с которым они работают. Во взрывоопасных зонах ТС должны применяться в соответствии с установленной маркировкой взрывозащиты, строгим соблюдением ГОСТ 30852.13-2002, ПУЭ, ПТЭЭП.
3. При установке ТС в горизонтальном или наклонном положении без защитной арматуры, во избежание прогиба и вибрации ТС при эксплуатации, потребитель должен обеспечить дополнительное крепление.
4. Работоспособность узлов коммутации ТС (головки, переходные втулки) в зависимости от материала, Тmax: 200°С – для клеммных головок из алюминиевого сплава; 150°С – для клеммных головок из полимерного материала; 200°С – для переходных втулок. Однако при температуре выше 120°Спроисходит разрушение маркировочного ярлыка, идентифицирующего изделие и его производителя, а при температуре свыше 150°С возможно разрушение герметизирующей прокладки клеммной головки.
5. При использовании датчиков температуры в условиях вибрации и или при необходимости улучшения времени термической реакции, в комплекте с гильзами защитными предпочтительно использовать термометры модификации 102, 108, 106 в комплекте с передвижными штуцерами ЮНКЖ 031, 038, 041, вместо применения модификации101. Применениеуказанных модификаций гарантирует хороший контакт датчика с гильзой и меньшее время термической реакции, также в 2-3 раза снижается воздействие вибрации на датчик, при ее наличии.