Прецизионный термопреобразователь
для нефтегазовой промышленности

В.М. Окладников, генеральный директор
В.А. Медведев, советник по метрологии
А.С. Верендеев, руководитель направления «Термометрия»

ООО НПП «ЭЛЕМЕР», г. Москва, г. Зеленоград
В статье представлена новая разработка НПП «ЭЛЕМЕР» – прецизионные термопреобразователи (ПТ) 0304‑ВТ, отвечающие строгим метрологическим требованиям ГОСТ 34396-2018. Перечислены характеристики и конструктивные особенности термопреобразователей новой серии, которые могут с успехом применяться во всех климатических зонах России.
В России ежегодно добывается около 500 миллионов тонн нефти. Относительная погрешность измерений ее количества при технологическом учете даже в одну десятую процента составит полмиллиона тонн. Межгосударственный стандарт ГОСТ 34396-2018 [1] установил высокие метрологические требования к системам измерений в этой отрасли и ко всем входящим в них средствам измерений (СИ).

Сложные условия эксплуатации, прежде всего температурные, а также требования к взрывозащищенности, надежности, ремонтопригодности, удобству включения в современные аналоговые и цифровые сети, гарантированному метрологическому обслуживанию на стадиях выпуска из производства и эксплуатации определяет круг задач, с которыми приходится сталкиваться разработчику таких СИ.
Разработка термопреобразователя с унифицированным выходным сигналом, удовлетворяющего таким требованиям, и освоение его серийного производства завершены в ООО НПП «ЭЛЕМЕР».
Одной из групп СИ, включенных в таблицы указанного выше стандарта, являются термопреобразователи с пределом абсолютной допускаемой погрешности ± 0,3°С.

Опытные образцы термопреобразователей прецизионных ПТ 0304-ВТ (далее ПТ) успешно прошли испытания в целях утверждения типа и внесены в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений под номером 77963-20.
ПТ состоят из первичного преобразователя сопротивления ПП с чувствительным элементом из платиновой проволоки (одним или двумя) с четырехпроводной схемой соединения, помещенным в защитную арматуру, и измерительного преобразователя ИП.
ИП конструктивно выполнен
в корпусе, в котором размещены аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и модуль индикации (в зависимости от исполнения).
ПП и ИП объединяются
в единый блок надежно уплотняемым резьбовым соединением и клеммным соединителем.
Сопротивление чувствительного элемента ПП
преобразуется в ИП с помощью АЦП в цифровой сигнал.
Цифровой сигнал
обрабатывается с помощью микропроцессорного модуля ИП и поступает в ЦАП, где происходит преобразование в унифицированный аналоговый сигнал постоянного тока, на который при наличии у ИП частотного модулятора накладывается сигнал НАRТ-протокола.
Микропроцессорный модуль
обеспечивает управление всеми схемами ИП и осуществляет информационную связь с компьютером и другими изделиями.
В ряде моделей на цифровых табло термопреобразователей или HART-коммуникатора в режиме измерений отображается значение измеряемой температуры в цифровом виде.
Рис. 1. Прецизионные термопреобразователи ПТ 0304-ВТ
Новая разработка НПП "ЭЛЕМЕР" для нефтегазовой отрасли
Термопреобразователи прецизионные ПТ 0304-ВТ
ПТ выпускаются либо в модификации с ПП, описываемыми стандартными номинальными статическими характеристиками (НСХ) 100П или Pt100, либо с ПП, имеющими индивидуальную статическую характеристику (ИСХ) также в форме уравнения Каллендара-Ван Дюзена.
Внешнее программное обеспечение, загружаемое в персональный компьютер, обеспечивает конфигурирование ИП, получение данных в процессе измерений, градуировку, поверку/калибровку ПТ, выдачу текстовых сообщений о состояниях ПТ. При конфигурировании минимальный задаваемый интервал (поддиапазон) измерений составляет 10°С. Метрологически значимая часть программного обеспечения встроена в микропроцессорный модуль ИП и доступна только изготовителю.
Номинальные статические характеристики, диапазоны измерений и пределы допускаемых погрешностей ПП с НСХ 100П и Pt100 различных классов допуска соответствуют ГОСТ 6651-2009 [2], для ПП с ИСХ диапазоны и погрешности приведены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристики первичных преобразователей с ИСХ
t — температура, °С
В таблице 2 приведены пределы допускаемой основной погрешности компонентов (АЦП и ЦАП) ИП для диапазона измерений от минус 200°С до 600°С и индексов заказа А1 и В1.
Таблица 2. Пределы допускаемой основной погрешности измерительного преобразователя
В целом, прецизионный термопреобразователь ПТ 0304-ВТ ни в чем не уступает дорогостоящим зарубежным аналогам, до сих пор используемым отечественными нефтяными компаниями и компаниями стран ЕАС.
Приведенные в таблице 1 высокие точности передачи единицы температуры первичным преобразователям обеспечиваются индивидуальной градуировкой чувствительных элементов ПП в ампулах тройной точки воды и реперных точек 1-го разряда производства ООО НПП «ЭЛЕМЕР»1. Используются ампулы точки плавления галлия (26,7646°С), тройной точки ртути (минус 38, 8344°С) и, в зависимости от верхней границы диапазона, ампулы точки затвердевания индия (156,5985°С), олова (231,928°С), цинка (419,527°С).

ПТ 0304-ВТ имеет встроенную функцию температурной компенсации, которая нивелирует воздействие температуры окружающей среды на показания прибора, благодаря чему его можно применять во всех климатических зонах России.

1
Внесены в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений, номер 67974-17
БИБЛИОГРАФИЯ
[1] Межгосударственный стандарт. ГОСТ 34396-2018. Системы измерений количества и показателей качества нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия

[2] Межгосударственный стандарт. ГОСТ 6651-2009. ГСИ. Термометры сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.
г. Москва, г. Зеленоград,
тел.: +7 (800) 100‑5147
495 988-48-55, 499 995-25-07


Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (8552) 92-38-33
Made on
Tilda