Назначение
Уровнемеры индуктивные Квант-10ЭМ (далее — уровнемеры) предназначены для измерений уровня жидкого натрия в реакторах атомных энергетических установок на быстрых нейтронах, а также в баках главных циркуляционных насосов (ГЦН) 1-го и 2-го контура.
Описание
Уровнемеры состоят из:
— первичного преобразователя (ПП) Квант-10В-П11М (Квант-10В-П15М, Квант-10В – П16М);
— электронного преобразователя (ЭП) Квант-10В-ЭП-М.
В зависимости от диапазона и пределов допускаемой погрешности измерений уровнемеры выпускаются в трех исполнениях Квант-10ЭМ-11, Квант-10ЭМ-15 и Квант-10ЭМ-16.
ПП устанавливаются на объект в разделительные чехлы и не имеют непосредственного контакта с измеряемой средой. ЭП выполнены как вставные блоки и устанавливаются в шкафы вторичной аппаратуры.
ПП уровнемера (рис. 1) представляет собой набор измерительных мостов, питающихся от ЭП переменным током. Верхние плечи каждого моста состоят из сигнальной и опорной катушек индуктивности, которые располагаются в погружаемой части ПП. Нижние плечи моста состоят из подстроечных (балансировочных) катушек, расположенных в головной части ПП.
Принцип действия уровнемера основан на изменении индуктивности измерительной катушки при охвате ее проводящей средой, что приводит к разбалансировке соответствующего моста и росту переменного напряжения на его выходе.
ПП сконструирован таким образом, что уровнемер начинает измерения не с нулевого уровня среды, а с расположенного выше нижнего края ПП на 75 мм для Квант-10ЭМ-11 и на 68 мм для других исполнений. Этот уровень является нижним пределом (нулем) диапазона измерений.
При протечке измеряемой среды внутрь разделительного чехла ПП выдает в ЭП сигнал в виде короткого замыкания контрольной цепи.
ЭП представляет собой микроконтроллерный блок, осуществляющий периодический опрос сигналов с измерительных мостов ПП, их аналого-цифровое преобразование, программную обработку и цифро-аналоговое преобразование для формирования выходных токов, пропорциональных измеренному уровню.
ЭП обеспечивает:
- выдачу выходных сигналов постоянного тока (4^20) мА, пропорциональных измеряемому уровню;
- цифровую индикацию измеряемого уровня и другой служебной информации;
- выдачу релейных сигналов о достижении измеряемым уровнем заданных значений по двум независимым каналам;
- выдачу релейного сигнала о протечке измеряемой среды внутрь разделительного чехла;
- обмен информацией с контроллером верхнего уровня по интерфейсу RS-485.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) уровнемера является встроенным (зашитым в память МК ЭП), все программное обеспечение рассматривается как метрологически значимое.
ПО обеспечивает цифровую обработку микроконтроллером ЭП сигналов с IIII для вычисления уровня измеряемой среды (по заданному алгоритму), а также выполнение автоматического контроля ошибок (неисправностей) IIII и ЭП, среди которых:
- неисправности в цепи питания электрических мостов (обрыв и КЗ);
- отсутствие или понижение сетевого питания до недопустимого для функционирования ЭП уровня;
- неисправности (обрыв или КЗ) катушек в мостах ПП;
- снижения уровня измеряемой среды до значения нижней уставки (НУ);
- повышения уровня измеряемой среды до значения верхней уставки (ВУ);
- наличие протечки измеряемой среды – жидкого натрия в полость защитного чехла ПП;
- неисправности схемы ЭП.
Информация о наличии ошибок в работе уровнемера выводится либо в виде релейных команд, либо в виде сообщения на индикатор ЭП, а с помощью интерфейса RS-485 – на экран монитора персонального компьютера системы контроля верхнего уровня.
При нормальной работе уровнемера на панели ЭП горит светодиод “НОРМА”, а светодиод “ОШИБКА” погашен. При наличии какой-либо ошибки загорается светодиод “ОШИБКА”, а светодиод “НОРМА” гаснет.
Идентификационные параметры программного обеспечения уровнемера индуктивного Квант-10-ЭМ приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
ПО Квант-10ЭМ | Квант-10-ЭМ | 1.2 | 4BF2CF85 | CRC32 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с МИ 3286-2010-“С”.
Указанный уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений обеспечивается:
— пломбированием разборных частей корпуса ПП;
— пломбированием разборных частей корпуса ЭП, блокирующих доступ к внутреннему соединителю, который используется при программировании микроконтроллера ЭП;
— пломбированием технологического соединителя (XS1) на передней панели ЭП;
— отсутствием возможности воздействия на программное обеспечение, связанное с метрологическими характеристиками и функционированием уровнемера, со стороны внешнего контроллера системы верхнего уровня по интерфейсу RS-485 (любая технологическая программа потребителя, инсталлированная в контроллер верхнего уровня, допускает только считывание транслируемой информации).
Наименование параметра | Значение параметра |
Измеряемая среда | жидкий натрий |
Диапазон измерений уровня среды, мм: 1) Квант-10ЭМ-11 с измерением только по ЖК-индикатору с измерением по ЖК-индикатору и токовому выходу 2) Квант-10ЭМ-15 3) Квант-10ЭМ-16 |
от 0 до 3500 включ. св. 3500 до 5300 включ. от 0 до 2100 включ. от 0 до 2900 включ. |
Пределы допускаемой погрешности измерений уровня: 1) Квант-10ЭМ-11 по ЖК-индикатору, мм в диапазоне от 0 до 3500 мм включ. в диапазоне св. 3500 до 5300 мм включ. по токовому выходу, мА в диапазоне св. 3500 до 5300 мм включ. 2) Квант-10ЭМ-15 по ЖК-индикатору, мм по токовому выходу, мА 3) Квант-10ЭМ-16 по ЖК-индикатору, мм по токовому выходу, мА |
±300 ±32 ±0,285 ±53 ±0,40 ±75 ±0,42 |
Пределы допускаемой погрешности сигнализации о достижении уровнем заданного значения (во всём диапазоне измерений уровня), мм: 1) Квант-10ЭМ-11 (в диапазоне св. 3500 до 5300 мм включ.) 2) Квант-10ЭМ-15 3) Квант-10ЭМ-16 |
±32 ±53 ±75 |
Пределы допускаемой приведенной погрешности ЭП, % | ±1 |
Рабочая температура измеряемой среды, °С, не более | 580 |
Максимально допустимое для работы уровнемеров давление измеряемой среды, МПа | 0,95 |
Максимально допустимые для работы уровнемеров уровни излучения: — мощность дозы у- излучения, Гр/ч — плотность потока нейтронов, см с , с Е>0,1 МэВ |
900 2,0108 |
Электропитание от сети переменного тока: — напряжение, В — частота, Гц Потребляемая мощность, ВА, не более: |
от 187 до 242 от 49 до 51 30 |
Выходные сигналы постоянного тока на двух независимых выходах по ГОСТ 26.011-80, мА | 4-20 |
Максимальное напряжение коммутации выходных реле, В Максимальный ток на активной нагрузке, А |
220 8 |
Интерфейсный выход для связи с ЭВМ | RS-485 |
Масса первичных преобразователей не более, кг 1) Квант-10В-П11М 2) Квант-10В-П15М 3) Квант-10В-П16М |
178 52 96 |
Длина линии связи между ПП и ЭП, м, не более | 250 |
Температура воздуха, окружающего ЭП, °С | от +5 до +40 |
Температура воздуха, окружающего головную часть ПП, °С | от +20 до +90 |
Средняя наработка на отказ, ч | 100000 |
Срок службы, лет, не менее | 15 |
Габаритные размеры (L-длина, D-диаметр)
Наименование | L, мм | D max, мм |
Квант-10В-П11М | 8620 | 74 |
Квант-10В-П15М | 3403 | 74 |
Квант-10В-П16М | 5223 | 74 |
Габаритные размеры ЭП
Габаритные размеры | Преобразователь электронный Квант-10В-ЭП-М |
L (длина), мм | 186,5 |
В (ширина), мм | 141,9 |
Н (высота), мм | 128,4 |
Знак утверждения типа
наносится на титульные листы руководства по эксплуатации и паспорта типографским способом и на ЭП на левую боковую сторону корпуса методом трафаретной печати.
Комплектность
Комплект поставки уровнемера | Исполнение уровнемера | ||
Квант-10ЭМ-11 | Квант-10ЭМ-15 | Квант-10ЭМ-16 | |
1. Первичный преобразователь — 1 шт. | Квант-10В-П11М СИКТ.423141.050 |
Квант-10В-П15М СИКТ. 423141.051 |
Квант-10В-16М СИКТ.423141.051-01 |
2. Электронный преобразователь — 1 шт. | Квант-10В-ЭП-М СИКТ.408843.015 |
Квант-10В-ЭП-М СИКТ.408843.015 |
Квант-10В-ЭП-М СИКТ.408843.015 |
3. Паспорт — 1 шт. | СИКТ. 407623.004 ПС | ||
4. Руководство по эксплуатации — 1 шт. | СИКТ.407623.004 РЭ | ||
5. Методика поверки | СИКТ.407623.004 МП | ||
6. Пульт технологический, кабель питания, кабель сигнальный | СИКТ.441461.006-02, СИКТ.685641.006, СИКТ.685641.007 | СИКТ.441461.006-02, СИКТ.685641.006, СИКТ.685641.008 | СИКТ.441461.006-02, СИКТ.685641.006, СИКТ.685641.008 |
7. Блок коммутации, кабель питания, кабель сигнальный | СИКТ.441461.007; СИКТ.685641.010; С | СИКТ.685641.011 | |
8. Вилка коммутационная | СИКТ.685157.001 (РЭ, Приложение П) | ||
9. Имитаторы измеряемой среды | РЭ, Приложение Н |
П р и м е ч а н и е — Поз. 5-9 по 1 шт. на партию (по договору поставки)
Поверка
осуществляется по документу СИКТ.407623.004 МП “ГСИ. Уровнемер индуктивный Квант-10ЭМ “, утвержденному ГЦИ СИ ФГУП “ВНИИМС” в мае 2013 г.
Основные средства поверки:
— рулетка ЗПКЗ-10АУТ/1, диапазон измерений (0-10) м;
— вольтметр универсальный В7-54/3, диапазоны измерений: переменного напряжения 1 мВ — 700 В, постоянного тока 0,1 мА — 2А; погрешность измерений ±0,015 %.
Сведения о методах измерений
приведены в руководстве по эксплуатации СИКТ.407623.004 РЭ.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к уровнемерам индуктивным Квант-10ЭМ:
1. Технические условия ТУ 4214-217-00229792-2009.
Рекомендации к применению
— осуществление производственного контроля о соблюдении установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.