Модернизация приборов Сапфир22М, МТ

Модернизация датчиков Сапфир22М, МТ.
С целью повышения надежности датчиков и расширения функциональных возможностей на
заводе «Манометр» проведена модернизация электронного блока. При разработке схемы
использованы компоненты широкого применения производства ведущих зарубежных фирм:
Bourns, Texas Instruments и других. Применение технологии поверхностного монтажа
значительно повышает качество сборки и надежность работы прибора. Использование
современной элементной базы и оригинальных схемотехнических решений уменьшает
значение дополнительных температурных и основной
погрешностей, существенно
расширяет функциональные возможности приборов. Электронный блок прибора позволяет
пользователю самостоятельно оперативно изменять такие характеристики прибора, как
выходной сигнал – 0 -5 мА или 4 – 20 мА, прямая или обратная зависимость выходного тока
от значения измеряемого давления, не нарушая при этом метрологических и температурных
характеристик прибора, установленных заводом-изготовителем. Отказ от применения
специализированных гибридных микросхем собственного мелкосерийного изготовления в
пользу интегральных микросхем широкого применения повышает надежность работы и
существенно улучшает ремонтопригодность электронного блока. Схемотехнические
решения позволяют производить ремонт электронного блока без нарушения
метрологических характеристик прибора. За время выпуска приборов с новым электронным
блоком (4 года) зафиксировано 2 случая отказа приборов, связанных с механическим
разрушением компонентов у потребителя. Кроме того разработана и выпускается
модификация электронного блока, все компоненты, которого сертифицированы
их
производителями в температурном диапазоне -55°C…+80°C.
НТЦ для удобства пользователей провел доработку конструкции приборов.
Модернизация затронула клеммные колодки для подключения приборов к линиям питания и
сигнала нагрузки и упрощения доступа к тестовому сигналу прибора. В конструкции
колодки для подключения прибора применены клеммники с невыпадающими винтами, не
требующими заделки подводящих проводов в наконечники. Для подключения достаточно
зачистить 5 мм провода, ослабить винт клемммной колодки, вставить зачищенный провод в
клеммник и затянуть винт.
С целью повышения помехоустойчивости и надежности приборов Сапфир22М и
Сапфир22МТ исполнений «для АЭС» НТЦ разработан и внедрен в серийное производство
фильтр защиты электронного блока приборов от выбросов напряжения по линии питания и
подавления электромагнитных помех по линии питания и линии выходного сигнала. Фильтр
является штатным элементом прибора и устанавливается на плате клеммных колодок
прибора. Высококовольтные выбросы по линии питания прибора ограничиваются TVSдиодом до безопасного для электронного блока уровня. Для защиты прибора от
неправильного подключения линии питания на плате колодок установлена мостовая схема,
позволяющая обеспечить работоспособность прибора при любой полярности подключения
напряжения питания. С целью защиты от высокочастотных электромагнитных помех по
линиям питания и нагрузки, возникающих при работе тиристорных устройств управления
приводами, установлены Г- образные LC фильтры, обеспечивающие заземление
высокочастотных составляющих сигнала помехи.
Конструкция фильтра позволяет устанавливать его в приборы Сапфир22М и
Сапфир22МТ вместо существующей клеммной колодки. Опытная эксплуатация фильтра в
условиях Нововоронежской АЭС показало его высокую эффективность. Тестовый сигнал
прибора выведен на специальное гнездо, расположенное у приборов Сапфир22М на месте
свободного сальникового ввода, а у приборов Сапфир22МТ и Сапфир22М исполнения У2
(минус 55…+80)°С - на крышке, закрывающей клеммную колодку.
С целью защиты от пыли и влаги тестовые гнезда закрыты резьбовыми крышками.
Измерения значения тестового сигнала производится с помощью специально доработанного
комплекта щупов для цифрового мультиметра. Щупы снабжены ответным штекером для
подключения к гнезду тестового сигнала. Тестовый сигнал может быть выбран
потребителем: токовый тестовый сигнал или падение напряжения на резисторе 100 Ом.
В случае выбора токового тестового сигнала измерения производятся миллиамперметром
или мультиметром в режиме измерения тока. При этом измерительный прибор шунтирует
диоды, через которые протекает выходной ток прибора. При выборе тестового сигнала в
виде напряжения в выходную цепь последовательно включается резистор 100 Ом ±1%, и
происходит измерение падения напряжения на этом резисторе, которое прямо
пропорционально протекающему току.
Выбор вида тестового сигнал (токового или по напряжению) осуществляется
потребителем путем замыкания соответствующей перемычки (I или U), расположенной на
верхней стороне печатной платы клеммной колодки.
Таким образом в приборах Сапфир22МТ и Сапфир22М исполнения У2 (-55°С…+80)°С для
контроля тестового сигнала или регулировки «нуля» не нужно отворачивать крышку
прибора для доступа к тестовым клеммам и регулятору «нуля».
В настоящее время на
заводе «Манометр» внедрена в производство новая
конструкция электронного преобразователя, позволяющая использовать его без
конструктивных доработок в приборах серии Сапфир22 для капитального ремонта этих
приборов. При этом прибор Сапфир22 приобретает новые эксплутационные свойства:
расширенный диапазон измерений (перенастройка пределов 1:10 для всех моделей),
возможность изменения выходного сигнала и характеристики преобразования, облегченный
доступ к тестовому сигналу, меньшее значение основной погрешности, существенное
уменьшение дополнительных температурных погрешностей. Стоимость капитального
ремонта (4500 рублей) существенно ниже стоимости нового прибора.
Применение датчиков Сапфир22, Сапфир22М, Сапфир22МТ с аналоговой схемой,
работающей в реальном масштабе времени (полоса пропускания 100 кГц) целесообразно в
системах управления непрерывными технологическими процессами и в системах
безопасности, так как они обладают существенно более высоким быстродействием, чем
приборы
с
микропроцессорной
обработкой
сигнала
измерительного
блока.
Микропроцессорный прибор осуществляет дискретное по времени преобразование давления
в токовый сигнал с реальным периодом преобразования от 0,4 секунды. То есть о
непрерывном преобразовании не может быть и речи. Время восстановления достоверных
показаний у процессорных приборов после воздействия помех и перебоев питания
составляет примерно 2 секунды, время восстановления показаний аналогового прибора не
превышает 20 микросекунд.
К достоинствам цифровых приборов следует отнести простоту реализации высокой
точности измерений. ЭПО «Сигнал» совместно с НТЦ «Сигнал» готовит к серийному
производству модернизацию цифрового комплекса Сапфир22МП с возможностью
подключения непосредственно к цифровому интерфейсу RS485 по открытому протоколому
обмена MODBUS. Существенными преимуществами данного прибора является отсутствие
влияния рабочего положения и вибрации на показания прибора и практически полное
отсутствие дополнительных температурных погрешностей.
Митюнин А.В.