
Анализатор жидкости кондуктометрический типа КАЦ-021М предназначен для измерения концентрации или удельной электрической проводимости (УЭП) растворов веществ, приведенной к заданной температуре. Анализатор используется в системах контроля и управления на электростанциях и предприятиях пищевой, химической и других отраслей промышленности.
По степени защиты анализаторы выпускаются в исполнениях IP42 или IP65 по ГОСТ 14254. Анализаторы в исполнении IP65 оснащены устройством сигнализации о превышении измеряемой концентрацией или УЭП заданного потребителем порога. Анализаторы в исполнении IP42 оснащаются им по заказу, в этом случае они обозначаются «КАЦ-021МС».
По заказу анализатор поставляется с градуировкой либо в единицах УЭП (в мСм/см), либо в единицах концентрации раствора указанного заказчиком вещества (в весовых %).
Конструктивные особенности
Анализатор КАЦ-021М состоит из датчика, вторичного преобразователя и измерительного блока. По способу монтажа ИБ выпускают в щитовом или настенном исполнении со степенью защиты IP-42 или IP-65 по ГОСТ 14254-96.
Конструкция датчика
Чувствительными элементами погружного датчика являются два тороидальных трансформатора и термодатчик, расположенные в металлическом корпусе. Корпус закреплен на несущей трубке, которая вварена во фланец, с помощью которого датчик монтируется на месте установки. Контактирующая с раствором поверхность датчика покрыта химически стойкой пластмассой (полипропиленом). Для соединения с вторичным преобразователем датчик снабжен герметичным кабелем в металлорукаве.
Конструкция вторичного преобразователя
Вторичный преобразователь помещен в герметичный (IP-65) металлический корпус для настенного монтажа. Корпус снабжен сальниками для ввода кабеля датчика и кабеля связи с измерительным блоком. Клеммник для присоединения жил кабелей к схеме находится на печатной плате вторичного преобразователя.
Конструкция измерительного блока
Измерительный блок может быть выполнен в корпусе для настенного или щитового исполнения. Измеряемая величина — УЭП, приведенная к 25°С [мСм/см], или концентрация вещества в пробе [%], — индицируется на четырехразрядном светодиодном индикаторе (СДИ).
На лицевой панели измерительного блока находятся: окно четырехразрядного светодиодного цифрового индикатора; ось потенциометра масштаба диапазона измерения (RP1); кнопка вызова значения уставки срабатывания сигнальных реле (переключатель S1); ось потенциометра настройки уставки срабатывания (RP2).
Подстроечные потенциометры имеют на одной оси два регулируемых элемента: элемент плавной регулировки (с малым моментом трения) и элемент грубой регулировки (с увеличенным моментом трения), который перемещается, когда исчерпан диапазон плавного регулирования.
Для подключения внешних цепей к измерительному блоку последний снабжается винтовыми клеммниками, расположенными в герметичном отсеке (IP-65).
Принцип работы
Измерение электропроводности и концентрации раствора
Внутри чувствительного элемента бесконтактного датчика УЭП находятся два трансформатора с тороидальными ферритовыми сердечниками. Окружающая датчик и заполняющая его осевой канал жидкость образует контур — жидкостной виток, — который является вторичной обмоткой трансформатора возбуждения (ТВ) и первичной обмоткой трансформатора тока (ТТ). Ток жидкостного витка пропорционален произведению ЭДС, наводимой в нем магнитным полем сердечника ТВ, на УЭП жидкости.
Поскольку УЭП раствора зависит от температуры, вторичный преобразователь измеряет температуру датчика и регулирует подаваемое на первичную обмотку ТВ напряжение таким образом, что ток жидкостного витка остается неизменным при изменениях температуры в диапазоне +10…+70°С. Благодаря этому ток во вторичной обмотке ТТ (выходной ток датчика) всегда пропорционален УЭП при фиксированной температуре, для которой известна связь между значениями концентрации и электропроводности водного раствора данного вещества.
Формирование выходного тока
Диапазон, в котором изменяется выходной ток анализатора (0…5, 0…20 или 4…20 мА), потребитель устанавливает переключателями S2, S3, S4 на измерительном блоке.
Формирователь выходного тока выполнен по схеме УПТ с глубокой отрицательной обратной связью, обеспечивающей независимость величины формируемого тока от сопротивления внешней цепи. Благодаря отсутствию гальванического контакта между датчиком и контролируемым раствором цепь выходного тока не связана с потенциалом Земли.
Индикация измеренных значений
Индикацию результатов измерения осуществляет однокристальный цифровой вольтметр со светодиодным «3,5-разрядным» индикатором, обеспечивающим диапазон показаний от «0000» до «1999» при изменении входного напряжения от 0 до 1999 мВ. Анализатор может иметь шкалу с верхним пределом измерения, пропорциональным числам 5; 10; 15 или 20.
Сигнализация превышения предела шкалы
Микросхема цифрового вольтметра устроена так, что когда напряжение на ее входе превышает 1999 мВ, она формирует сигнал перегрузки, оставляя светиться «единицу» в старшем разряде и гася все остальные разряды.
Сигнализация превышения уставки
КАЦ-021М оснащен двумя выходными реле, одно из которых (типа РЭС55), предназначено для управления слаботочными входами логических автоматов, а второе (типа РП-21) способно коммутировать сравнительно мощные цепи. Сигнальное устройство подает напряжение на обмотки обоих реле, если напряжение на входе блока индикации превышает уставку срабатывания реле.
Технические характеристики
Наименование
|
Значение
|
Условия эксплуатации
|
Параметры окружающей среды:
|
|
— температура
|
+5…+50°C
|
— относительная влажность при температуре 35°C (без конденсации при более низких температурах), не более
|
80%
|
— давление
|
84…106,7кПа
|
Параметры контролируемой среды:
|
|
— температура
|
+5…+80°C
|
— давление
|
0…1,0 МПа
|
— скорость, не более
|
2 м/с
|
Амплитуда синусоидальных вибраций мест крепления с частотой до 25 Гц, не более
|
0,1 мм
|
Зазор между тороидальной частью датчика и стенкой контролируемого объема, не менее
|
25 мм
|
Сопротивление цепи выходного тока при диапазоне его изменения:
|
|
— 0…5 мА
|
0…2600 Ом
|
— 0…20 мА или 4¼20 мА
|
0…650 Ом
|
Напряжение питания при частоте 48…52 Гц
|
187…242 В или 32,4…39,6 В (по заказу)
|
Технические характеристики
|
Предел допускаемого значения основной приведенной погрешности измерения в диапазоне 10…100% шкалы при температуре окружающей среды (20±5)°С, не более:
|
|
— для анализаторов с градуировкой в мСм/см
|
2,5%
|
— для анализаторов с градуировкой в процентах
|
5%
|
Изменение предела допускаемой основной приведенной погрешности измерений при изменении температуры контролируемой среды на каждые 10°С от температуры приведения термокомпенсации, не более
|
0,5 предела допускаемой основной приведенной погрешности
|
Изменение предела допускаемой дополнительной приведенной погрешности измерений при изменении температуры окружающей среды на каждые 10°С, не более
|
0,25 предела допускаемой основной приведенной погрешности
|
Потребляемая мощность, не более
|
15 ВА
|
Габаритные размеры (ширина × глубина × высота), не более:
|
|
— датчик
|
фланец — Æ120 мм, погружная часть —150 мм (другая длина по заказу)
|
— вторичный преобразователь
|
130´60´250 мм
|
— измерительный блок
|
140´180´320 мм
|
Масса, не более:
|
|
— вторичный преобразователь
|
1,5 кг
|
— измерительный блок
|
3,5 кг
|
Полный средний срок службы, не менее
|
10 лет
|
Стандартный комплект поставки:
— Датчик (длина согласно заказу) — 1 шт.
— Вторичный преобразователь (ВП) — 1 шт.
— Измерительный блок (ИБ) — 1 шт.
— Комплект ЗИП в составе: прижим (для щитового исполнения) — 2 шт., основание (для настенного исполнения) — 1 шт.
— Кабель связи ВП с ИБ (по заказу, длина ≤ 50 м) — 1 шт.
— Расширительная емкость (по заказу, для труб с Dy < 110) — 1 шт.
— Заглушка (для установки вместо датчика при его техническом обслуживании) — 1 шт.
— Паспорт — 1 экз.
— Руководство по эксплуатации с методикой поверки — 1 экз.
Документация для КАЦ-021М, КАЦ-021МС концентратомер стационарный
КАЦ-021М(С) концентратомер промышленный стационарный. Руководство по эксплуатации и Методика поверки (.pdf)